黄土高原典型半干旱区水热变化及其土壤水分响应

利用黄土高原典型半干旱代表区68 a(1937-2004年)降水、气温资料和34 a(1971-2004年)土壤湿度资料,研究黄土高原半干旱区水热变化及土壤水分响应。结果表明:黄土高原半干旱区在近70 a中气温以下降为主,3-6月降水存在显著增多趋势,气温、降水倾向具有明显时段差异。干旱年份或少雨时段长周期振荡加强、短周期衰减;相对冷的时期气温振荡周期明显,反之不明显。干旱是该地区土壤的基本气候特征,生长期土壤水分波动式下降,蓄水期土壤水分波动式上升,总体上以下降为主,20世纪70年代中后期土壤水分较好,80年代土壤水分较差,90年代末到21世纪初转好。土壤水分对短期降水变化、降水气温气候变化及短周期振荡都存在明显响应。     

GROUND SIGNATURE OF AN ANTECEDENT PRECIPITATION EVENT: DETECTION OF SURFACE COOLING BY AVHRR SATELLITE DATA

Evaluation of the Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) sensor on-board the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) satellites shows that the spatial pattern of rainfall distribution can be detected on data acquired after a precipitation event. The thermal infrared spectral region of AVHRR data shows good comparison to rainfall amount and distribution recorded at NOAA cooperative weather service rain gauges. The thermal infrared information indicates a cooling of temperature associated with measured rainfall. Latent energy of evaporation, soil thermal properties, and transpiration contribute to the observed cooling. After surface drying following a rainfall event, thermal inertia and evapotranspiration remain sufficiently affected so that the increased soil moisture is detected through decreases in temperature, independent of land cover and soil type.     

正反负矩阵权重分析法在西藏泥石流危险性分区中的应用

介绍了正反负矩阵权重分析法的基本原理和分析过程。结合西藏地区泥石流发育分布规律,建立了泥石流危险性区划判别模型。模型中选取地质构造、地貌和气候条件(包括降水强度、年均地温和冰川水文)为影响因子,同时考虑到研究区内基础资料少的限制,再选取既能表征影响因子强度又能直接获取得因子参数进行研究。通过对各影响因子的分区赋值,利用G IS空间分析技术,对西藏地区泥石流危险性分区进行了研究。结果表明,西藏东南部泥石流危险度最强,从整个西藏地区来看危险等级由东南向西北递减。     

Grassland productivity in an alpine environment in response to climate change

Situated in a climatically stressful environment, alpine grassland is sensitive to subtle climate changes in its productivity. We remedy the current deficiency in studying grassland productivity by taking the integrated effect of all relevant factors into consideration. The relative importance of temperature, rainfall and evaporation to the alpine grassland productivity in western China was determined through analysis of their relationship with the normalized difference vegetation index (NDVI) between 1981 and 2000. Climate warming stimulated grassland productivity in the 1980s, but hampered it in the 1990s. Temperature is more important than rainfall to grassland productivity early in the growing season. However, their relative importance is reversed late in the growing season. Monthly summer month rainfall modified by maximum monthly temperature is a good predictor of alpine grassland productivity at 62.0 per cent. However, the best predictor is water deficiency, which is able to improve the estimation accuracy to 78.3 per cent. Hence, the impact of temperature on grassland productivity is better studied indirectly through evaporation.     

石林巴江流域近40年气温和降水变化的初步研究

利用数理统计方法分析了石林巴江流域中部近40年（1964-2001年）的气温和降雨量的年、季节和月变化。本区气温的增温速率是0．2℃／10a，与昆明市区增温率相近，低于同期全国增温速率；雨季（夏季）增温幅度大于旱季（冬季）。在过去40年中，年降雨量增加总量约为40mm，雨季降雨量略有降低，而旱季降雨量略有增强，全年第一次降雨强度和全年日最大降雨量也略有增加，但每年连续不降雨天数增加约1．9天。降雨量变化的波动性比气温变化的波动性强。气温、降雨量在1960s、1970s、1980s和1990s表现出不同的变化趋势。     

Local level rainfall and temperature variability in drought-prone districts of rural Sidama,central rift valley region of Ethiopia

ABSTRACT

The purpose of this study is to examine local level spatiotemporal rainfall and temperature variability in drought-prone districts of rural Sidama, Central Rift Valley region of Ethiopia. The study used 129 gridded monthly rainfall and temperature data of 32 years (1983–2014). The gridded rainfall and temperature records were encoded into GIS software and evaluated through different statistical and geospatial techniques. Mann-Kendal rank test and F distribution tests were used to test temporal and spatial statistical significance, respectively, of the data. The analysis revealed that Belg and Kiremt are the main rainfall seasons, constituting 81% of the annual rainfall. Although annual, Kiremt, and Belg rainfall amounts appear to have decreased over time, the decreasing trend is statistically significant only for Belg rainfall records. On the other hand, rainfall standard anomaly results indicated seven droughts of different magnitudes: one extreme, two severe, and four moderate. The study also revealed increasing temperature trends over the years under consideration that are statistically significant. The findings of this study on rainfall contradict other findings obtained around the study area. Thus, climate change adaptations need to focus on location-specific climate data analysis so that the intended adaptive interventions can be successful.     

沙丘不同部位土壤呼吸对人工降水的响应

 利用LI-8100土壤呼吸测量仪,对古尔班通古特沙漠南缘阜康北部地区沙丘不同部位（坡底、坡中、坡顶）的土壤呼吸速率进行了测量,探讨了沙丘不同部位土壤呼吸速率对降雨的响应,分析了土壤水分和土壤温度对土壤呼吸速率的影响。结果表明:①沙丘不同部位土壤呼吸速率的日变化呈“双峰曲线”,而增雨处理后,土壤呼吸速率的日变化曲线大部分转变为“单峰曲线”。②增雨处理增加了沙丘不同部位土壤呼吸速率的变化幅度、平均值和极差,推后了土壤呼吸速率最大值到来的时间。③土壤呼吸速率与土壤温度的相关性对降雨表现出积极的响应,降雨改变了土壤温度的日变化曲线类型,提高了土壤温度与土壤呼吸速率的相关系数。④非增雨处理时,沙丘坡底、坡中和坡顶的土壤呼吸速率与土壤水分的相关性系数均较高,而增雨处理后,土壤呼吸速率与土壤水分的相关系数有所下降,仅坡中的相关系数通过了α=0.01的显著性检验。     

Rs和Gis支持下的自然生态环境评价——以南水北调雅砻江工程区为例

利用TM影像、DEM、温度和降水等气象监测数据,提取了影响自然生态环境的5项重要指标:植被指数,海拔高度,土地覆盖,年均温和降水量。根据这5项环境指标,建立综合自然生态指数模型,并利用该模型对研究区进行环境评价,将研究区的自然环境划分了3级。结果表明该方法能有效地适用于研究区自然生态环境的评价。     

卫星遥感检测高原湖泊水面变化及与气候变化分析

对西藏西部的玛旁雍错、中部的纳木错和南部的普莫雍错三大湖泊地区,采用中巴资源卫星自1999年至2007年长时间序列的影像数据,通过最佳波段组合和时相的选取,高精度几何配准和镶嵌以及进行边缘信息提取等处理,绘制湖面变化解译图。并用一景同期ETM 图像作为辅助数据计算湖区地物光谱反射率曲线以辅助分类。为避免个别年份湖面变化出现偶然性,采用几个相邻年份湖面求取平均值的方法统计近年湖面面积。其结果与1984年中国科学院青藏高原综合科学考察队的数字对比表明,西藏南部的普莫雍错和中部的纳木错湖面有明显扩张,分别扩张了大约4.01%和4.55%;而西部的玛旁雍错近年间变化不大,甚至略有萎缩趋势,相比1984年也仅增长了1.31%。为研究西部地区和中东部地区出现不同变化的主要原因,通过对水位数据和气象特征因子的相关性分析,及对三地区近34年的气象资料,包括年均温度、年均降雨量、年均蒸发量等进行距平均值曲线拟合,发现中东部年均温和降雨量均呈显著增加趋势,而西部降雨量则呈微弱减少趋势。这说明近期湖面的扩张与气象资料分析的变化情况具有很好的一致性,反映遥感方法在湖泊水域变化检测方面具有较高的可用性。     

Desertification in the Sahel: Towards better accounting for ecosystem dynamics in the interpretation of remote sensing images

To date, the interpretation of remote sensing images has not revealed wide-spread degradation of the vegetation in the Sahel. However, the interpretation of spectral information depends on a range of assumptions regarding the dynamics of the Sahelian vegetation as a function of rainfall variability and human management. Recent papers have presented diverging views on the vegetation dynamics of the Sahel and how these can be analysed with remote sensing images. We present a further analysis of the vegetation dynamics of semi-arid rangelands, in particular the Sahel, and the subsequent implications for the interpretation of remote sensing images. Specifically, the ecological processes driving the response of the Sahelian vegetation to rainfall variation are re-examined, and a regression analysis of NPP versus rainfall data is carried out. It is shown that the relation between the interannual variation in NPP and rainfall in the Sahel is non-linear and that this relation differs between sites with different average annual rainfall. It has been common practise in remote sensing studies for the Sahel to aggregate data from various Sahelian sites in order to obtain an average relation between rainfall, NPP and Rain Use Efficiency, and to assume these relations to be linear. This paper shows that this approach may lead to a bias in the interpretation of remote sensing images and that further work is required to clarify if wide-spread ecosystem degradation has occurred in the Sahel.     

Impact of rainfall variability and grazing pressure on plant diversity in Mongolian grasslands

Climate and grazing are the main drivers of plant community composition and species richness in arid environments. This study aimed to examine the vegetation response to a spatial precipitation gradient, interannual rainfall variability, and grazing pressure in Mongolia. To examine the effect of a spatial precipitation gradient, we compared species richness among six sites. To investigate the effects of interannual rainfall variability and grazing pressure, we compared species richness for 2 years at two sites, in desert-steppe and steppe areas. The regional gradient in annual precipitation showed positive and negative relationships with grass richness and shrub richness, respectively, although total species richness did not vary significantly. The proportions of the different functional groups were affected by grazing pressure and rainfall variability in both zones. In the desert-steppe zone, species richness was lower in the drier year but did not vary with grazing pressure. In the steppe zone, species richness varied significantly with grazing pressure but did not vary between years. Precipitation would be more important than grazing pressure on vegetation changes in drier areas with high rainfall variability.     

福州市中心城区降雨径流污染特征研究

通过对福州市不同功能区域降雨径流水质的现场监测,研究福州市中心城区的非点源污染特征.结果表明,福州市降雨径流中部分污染物的平均浓度超过了地表水环境质量标准中的Ⅴ类指标,尤其是CODcr.降雨初期,径流污染物浓度较高,并随着降雨历时的延长而逐渐下降并趋于稳定.不同功能区的污染物平均浓度变异较大,其中交通区和工业区相对其他区域污染较为严重.     

1961-2005年新疆区域分级雨日(量)的气候特征

利用新疆区域108个常规气象观测站的逐日降雨资料对新疆区域1961-2005年分级雨日(量)的气候特征进行研究.按日雨量的大小分成4个等级:小雨(0.1～6.0 mm)、中雨(6.1～12.0 mm)、大雨(12.1～24.0 mm)和暴雨(≥24.1 mm),有效雨日(量)为上面4个等级雨日(量)的总和.结果发现:新...     

中国西北地区东部短时强降水时空特征

基于中国西北地区东部136个气象站2001-2011年每6 h地面降水常规观测资料、1 674个自动站2009-2011年逐时降水资料,运用气候统计、线性趋势、归一化、分区域统计以及降水集中度（PCD）和集中期（PCP）分析等方法,研究了西北地区东部短时强降水的时空分布和气候特征。结果表明：该地区短时强降水日数年际变化不大,但区域性的短时强降水过程呈明显增加趋势;短时强降水主要发生在7月上旬至8月下旬,且具有明显的日变化特征;短时强降水总频次的空间分布与地势分布比较一致,高频高值区多位于夏半年环流盛行西南气流的迎风坡附近;在空间上PCD由东南向西北越来越集中,PCP自东向西逐步推迟。     

1880―2015 年汕头降水量变化趋势与全球气候变暖的关系

根据汕头气象站 1880―2015 年逐月降水量资料,采用滤波、线性倾向计算、趋势系数计算、相关分析、谱分析等方法,分析该站近 135 a 来降水量的变化趋势及其与全球气候变暖的关系,结果得出：1）汕头站近 135a 来的全年及前汛期、后汛期的降水量变化存在 2~7、10 和 30 a 左右的周期变化,没有显著的上升或下降趋势;2）近 135 a 来汕头的降水量变化与同期全球气候变暖对应关系较为复杂,暖期（1977―2015 年）与冷期（1900―1938 年）相比,汛期（4―9 月）雨量增加 68.1 mm,其他月份（旱期）减少 64.1 mm,年雨量仅增加 4 mm;3）按现用广东省气象局降水气候评价标准,全球气候变暖背景下汕头前汛期降水量正常年景的频率增加、后汛期降水量偏少的概率增多。     

雅砻江上游径流及影响因素关系研究

为研究雅砻江上游径流的变化及其积雪、气温和降水对径流的影响,首先根据相关性将年径流周期分为枯水期、融雪影响期和汛期,其次,结合MODIS 8天积雪产品、研究区气温和降水数据,采用相关分析和归因分析法分析了径流与影响因素的相关性以及各影响因素对径流变化的影响程度,最后用逐步多元回归分析法得出枯水期和融雪影响期径流的预测方程。结果表明：2000-2014年间雅砻江上游径流整体呈上升趋势,冬季积雪面积的减少导致径流减少了24.89%,汛期降水增加导致径流增加了79.38%,采用相关分析和逐步多元回归方法可有效分析径流与影响因素的关系及影响程度。     

不同演替阶段油蒿群落土壤水分特征分析

油蒿群落是毛乌素沙地最主要的群落类型之一,在维持当地生态系统稳定中起着重要作用。土壤水分是影响油蒿群落演替的重要环境因子,为深入分析不同油蒿演替阶段土壤水分特征,使用EC-5土壤水分传感器连续监测整个生长季内先锋物种阶段(流动沙地)、稀疏阶段(半固定沙地)和建成阶段(固定沙地)油蒿群落土壤水分动态。结果表明,3种样地土壤水分均存在时间和空间上差异,流动沙地各层土壤含水量均显著高于半固定沙地和固定沙地;土壤含水量受降水影响较大, 降水量是影响土壤水分补给深度的重要因素,小于10 mm的降水主要被表层土壤吸收,10～20 mm的降水对土壤水分的补给深度超过30 cm、不及60 cm, 30～40 mm的降水补给深度大于60 cm、不及100 cm;30 cm及其上层土壤水分波动剧烈,60 cm处土壤水分主要受大于30 mm降水事件影响,波动较小,100 cm和160 cm处土壤水分几乎不受降水的影响,土壤含水量较稳定;降水补给深度及植被根系需水的层次差异是导致3种样地土壤水分时间和空间上异质性的重要因素;土壤温度主要受大气温度影响,与土壤水分相关性不显著,且随土壤深度的增加而降低。     

渔子溪流域水文过程影响因素的特征时间尺度分析

采用渔子溪流域三期遥感影像(1986、1994和2002年)获取该区域的土地利用/覆被资料,并结合实际调查数据、采用斑块驱动模型模拟得到该流域1986~2004年间逐年土地利用变化数据;然后根据该模拟数据以及渔子溪流域不同时间尺度的气象和径流资料,采用逐步线性回归和多元非线性回归方法,对渔子溪流域不同时间尺度下降雨-土地利用-径流系统及其内部各元素之间的关系进行了统计分析,结果表明:(1)不同时间尺度下径流量与降雨量的相关关系具有明显差别,土地利用变化对降雨-径流关系有重要影响,在年尺度上,降雨量对径流量的影响要大于气温对径流的影响,而在月尺度上则相反。(2)不同时间尺度下非线性回归的模拟误差要比线性模拟误差下降1.18%~23.8%,且不同影响因子在不同时间尺度上的非线性程度各不相同。     

柴达木盆地近50年来年气温、降水的小波分析

采用墨西哥帽小波函数,对柴达木盆地1954-2003年近50年年气温和年降水变化时间序列进行了小波分析,揭示了柴达木盆地气温、降水变化的多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下气温、降水序列变化的周期和突变点,并根据主周期对未来温度、降水变化进行了预测。研究表明盆地年气温变化以12年周期振荡最强,年降水变化以9年周期振荡最强。在不同时间尺度上,年气温、年降水变化具有不同的对应关系,时间尺度越小,位相差异越小。     

挠力河流域河流径流量对气候变化的敏感性分析

流域径流量对气候变化的敏感性分析是理解气候变化对流域水资源影响的重要手段。本文利用非更新式人工神经网络(ANN)模型,以年平均降雨、年最低气温和最高气温为输入参数,年平均径流量为输出变量,构建了三江平原挠力河流域的径流量预测ANN模型;并根据IPCC第四次报告的气候变化模式,设定了9种不同的气候变化情景,利用构建的ANN模型分析了流域径流量对气候变化的敏感性。结果表明:构建的人工神经网络模型能够较好的模拟径流量,可用于气候变化的敏感性分析;挠力河流域上游径流量对气候变化的敏感性要大于中游区域的,降水变化对径流量的影响大于气温对其产生的影响。