明代山西霜雪低温灾害特征与周期规律分析

通过对山西明代历史文献资料的搜集和统计分析,研究了该地区霜雪低温灾害的等级、阶段、周期与成因。结果表明,明代山西共发生霜雪低温灾害114次,其中轻、中、重度分别为22,66,26次。灾害变化可分为2个阶段,公元1368—1519年为第一阶段,频次较少,强度较弱,以轻、中度灾害为主;1520—1644年为第二阶段,频次较高,强度较大,以中度和重度灾害为主。小波分析显示,灾害存在3个明显的周期,即2～3 a,9～14 a和45～55 a。明代山西在1531—1533年、1578—1588年、1591—1607年和1631—1642年共发生了4次寒冷气候事件。寒冷气候事件都发生在1520年之后,说明明代中晚期的气候比早期寒冷。     

关中平原明代霜雪灾害特征及小波分析研究

通过对关中平原明代历史文献资料的搜集和统计分析,研究了该区明代霜雪灾害等级、阶段与灾害发生周期等。结果表明,关中平原明代霜雪灾害可划分为轻度、中度、重度三级,各占总灾害频次的23%,54%,23%。该区明代霜雪灾害可划分为4个阶段,第1阶段(1368～1448年)和第3阶段(1508～1568年)为灾害少发期,第2阶段(1449～1507年)和第4阶段(1569～1644年)为灾害多发生期。小波分析显示,关中平原明代轻度、中度和重度霜雪灾害分别存在11 a、8 a、44 a的周期变化。初步确定关中平原明代1618～1631年发生了1次寒冷气候事件。     

近50年山西高温日的时空分布及环流特征

利用1958-2008 年高低空气象观测资料以及山西省气象信息中心归档的109 站原始气象记录月报表及其信息化产品资料,分别以最高气温≥35℃、≥37℃、≥40℃为指标, 研究山西高温日的时空分布、变化趋势及环流特征,结果表明：①山西高温日最早出现在4 月中旬,最晚出现在9 月中旬,≥35℃、≥37℃和≥40℃的高温日均是6月下旬最多。②高温日数具有随纬度、随海拔的升高而减少,西部多于东部、南部多于北部、盆地多于山区的空间分布特征。≥40℃的高温区域主要集中在运城和临汾地区。③1984-2008 年,35℃以上的高温日数整体呈上升趋势;1979-2008 年,30a 间高温站次以153 站次/10a 的趋势增多;进入90 年代以后,不仅高温日数增多,而且高温持续时间、强度、范围都有增强趋势。④影响山西高温的500 hPa 环流形势主要有：副高纬向性、副高经向型以及大陆高压（脊）控制型3 类。在特定的流型配置下,T850≥25℃、T700≥13℃,T850≥26℃、T700≥14℃,T850≥28℃、T700≥15℃,T850≥32℃、T700≥16℃是山西省不同区域、不同风向影响时,≥35℃、≥37℃、≥40℃高温天气预报的临界值。     

近50年山西终霜冻的时空分布及其影响因素

利用山西62 个气象观测站1961-2010 年的逐日最低地温资料,分析了山西终霜冻的时空分布特征,结果表明：（1）山西近50 年平均终霜冻日为4 月12 日,总体上呈现南部早北部晚的规律,但具体分布还受地形及地理位置的影响;平均终霜冻日与纬度和海拔高度均呈显著的正相关,且纬度对平均终霜冻日的影响要大于海拔高度。（2）M-K突变检验表明,大部分站点的终霜冻日都发生了显著的气候突变,突变时间在1975-1996 年之间;突变年份与海拔高度和纬度均为负相关,且与纬度的相关程度比海拔高度更为密切。（3）山西近50 年终霜冻变化趋势的分布具有明显的区域差异,提前幅度较大的地区主要位于中西部和南部的广大地区,推后幅度较大的地区集中在西北部以及中东部;变化趋势与海拔高度和纬度均为负相关,海拔高度对变化趋势的影响大于纬度。（4）山西正常终霜冻的出现概率为54%~74%,出现概率最大的地区位于东南部以及北中部等地;偏晚终霜冻出现概率为2%~22%,北部和东南部是偏晚终霜冻出现概率最大的地区;特晚终霜冻的出现概率为14%~36%,出现概率较大的地区集中在北中部和中西部。（5）海拔高度与偏晚终霜冻发生概率呈负相关关系,纬度与特晚终霜冻发生概率呈正相关关系;纬度、海拔高度与正常终霜冻发生概率的相关都不密切;纬度对不同程度终霜冻发生概率的影响要大于海拔高度。     

西南地区山洪灾害时空分布特征及其影响因素

山洪灾害时空特征和影响因素是山洪评估与管理的重要内容。根据1960-2015年中国西南地区历史山洪资料,采用线性回归、标准差椭圆、空间自相关和Logistic回归模型,深入分析了西南地区山洪灾害时空分布特征及其影响因素。结果表明：① 西南地区年度山洪灾害频次呈指数增长,年际变化呈现出稳定（1960-1980年）、缓慢波动增加（1981-1998年）、快速增加（1999-2015年）3个阶段;月际特征明显,山洪主要发生在每年6-8月,尤以7月频次最高;② 西南地区山洪灾害空间差异性显著,灾害高密度区主要集中于滇中高原地区、四川盆地和周边山地单元,山洪灾害数量分布呈显著的空间正相关,空间集聚特征明显（Moran's I指数为0.127、Z = 5.784、P = 0.007）;③ 西南地区历史灾害点的重心在年内存在明显的向正西方向移动的趋势,年内标准差椭圆转角均逐渐弱化,长轴逐渐变长,短轴逐渐变短;④ 降雨因子对山洪的影响度最高,人类活动因子次之,地表环境因子最低,降雨因子中1 h降雨量对山洪的影响最强,优势比值达到3.654。研究结果可为西南地区山洪灾害形成机理、监测预警研究,实施防灾减灾措施等提供科技支撑。     

香港岛地区滑坡灾害的时空分布模式

香港岛是香港特别行政区开发程度最高的区域，人工滑坡及自然滑坡时常发生。滑坡灾害在时间和空间的分布受多种因素的影响并呈现出一定的规律性，本文利用GEO发布的近十多年的滑坡资料对香港岛地区滑坡灾害的时间、空间和时空分布模式进行了分析。     

中国近30年气候要素时空变化特征

利用1971~2000年中国603个气象站点逐日平均温度和降水量数据,借助ArcGIS空间分析工具,采用自组织特征映射模型(SOFM),对中国气候变化的时空特征进行分析。研究结果表明:近30年中国气候变化的总体特征以增温为主,增温增湿的地区面积最为广大;季节变化构型也以增温增湿为主,秋季略有异常;从年代际变化来看,1971~1980年间,中国的气候以降温为主,而从1981年开始的20年间,全国的气候变化转为增温占主导。SOFM网络分类结果可以描述为缓增温少降水、剧增温平降水、缓增温缓降水和剧增温剧降水等四种类型。     

贺兰山东麓暴雨气候特征及灾害防御对策

利用贺兰山东麓9个常规站及287个自动气象站汛期(5—9月)逐小时降水量资料,应用线性趋势系数、克里金插值及Morlet小波变换等方法,分析了该地区的暴雨时空特征和振荡周期.结果表明:(1)贺兰山东麓暴雨日数20世纪60年代最多,暴雨强度20世纪70年代最强,暴雨贡献率2011—2019年最大.(2)1961—2019...     

晋宁烟区冰雹灾害时空分布特征及环流形势分析

针对晋宁区2009~2018年6~9月5个乡镇烤烟种植区的冰雹灾害问题,以烟区冰雹灾害分布、烤烟种植及受损面积、经济损失等数据为基础,对烟区冰雹灾害时空分布特征、地形因素对冰雹灾害的影响等进行分析,并对冰雹灾害出现的大气环流背景进行分型。结果表明:晋宁烟区冰雹灾害年际变化大、时空分布极不均匀,7~8月最多,降雹时段主要集中在12~21时,高峰期16~18时;冰雹灾害多发区主要为晋城镇南部、双河乡和夕阳乡山区、二街西北部、六街东南部,且山区明显多于坝区;冰雹灾害风险从高到低依次为:晋城、夕阳、双河、二街、六街;冰雹灾害发生的环流形势主要有:低压活动型44.4%、低压槽型27.0%、低涡型4.8%、切变型3.2%,其他20.6%。     

唐宋暖期我国东部重大气象、水文灾害的时空分布特征

唐宋时期是我国气候中的重要暖期,开展该时期区域灾害时空格局研究,可为气候变暖的影响研究提供实证案例,为潜在极端气候风险防范提供依据。基于《中国古代重大自然灾害和异常年表总集》,以10年为时间分辨率,将气象、水文类灾种整合归类为冷害、热害、旱灾、水灾、其他灾害,并以省为基本单元统计唐宋时期我国东部地区(南北方)重大气象、水文灾害的发生频次,分析其时空分布特征。结果显示:唐宋暖期灾害可分为3个高发期和4个低发期,存在"较少发-高发-少发-较高发"循环的特点;南、北方自然灾害高发期和低发期并不同步;灾害发生具有空间集中性(多发于浙江、河南、陕西、山东、河北和江苏),南方多水灾、旱灾,北方多水灾、冷害。唐宋时期灾种构成与现今相似,重大水灾发生频次是旱灾的3～4倍。受经济发展地域范围和经济水平、灾害记录详略及灾害等级评判标准差异的影响,现代灾害发生频次增大,具有区域分布集中性,主要发生于华北、华中、华南,区域分布范围明显南扩。在气候变暖情况下,应重点防范水灾、旱灾和冷害。     

1961—2017年北疆初终霜日及霜期时空变化特征

利用1961—2017年北疆37个地面气象站逐日最低气温观测资料,结合常规气象统计方法,分析北疆地区初、终霜日和霜期的时空演变特征.结果表明:(1)北疆平均初霜日以2.2 d·(10a)-1速率推迟;平均终霜日以1.7 d·(10a)-1速率提前;平均霜期以3.9 d·(10a)-1速率缩短;初、终霜日和霜期的主周期均...     

山西浅层地下水水化学特性时空变化特征分析

水体主要元素的时空分布特征可反映水体物理、化学及生物过程,评估水体中的主要离子的浓度及时空变化特征是认识区域水体物质循环及水系统中元素分布的重要依据。通过对2015-2016年山西省不同季节的95个浅层地下水采样数据的检测与比较,综合运用描述性统计、空间插值分析图、Gibbs图和Piper三线图分析等方法,分析研究山西省浅层地下水水化学特征及其影响因素。结果表明：研究区地下水整体属于淡水,水质较好,地下水矿化度呈现显著的空间差异,其中中部、西南部矿化度较高且季节变化显著;东南部及西北部矿化度较低且季节变化不明显。地下水阴离子中HCO₃^-占主要优势,阳离子中Na⁺、Ca²⁺占主要优势,丰水期与枯水期相比,地下水主要离子中Na⁺和Cl^-增加明显,可能受地形和季节性降水的影响。水化学类型复杂多样,主要水化学类型有HCO₃^--Ca²⁺型、HCO₃^--SO^2-₄-Na⁺型、HCO₃^--SO^2-₄-Ca²⁺-Na⁺型和HCO₃^--Cl^--Na⁺型。水体离子的组分变化主要受岩石风化的影响,其中盆地地区受到一定的人为影响和蒸发浓缩影响。不同季节地下水中的离子相对含量变化显著,丰水期与枯水期相比,浅层地下水中的Na⁺和Cl^-增加明显,可能受到不同程度的土壤淋溶作用影响,研究的结果将有助于区域水资源的合理优化配置以及补充区域水化学研究数据的不足。     

新疆雪灾的时空分布特征及其等级划分

利用新疆1954—2018年雪灾资料分析其灾害时空特征,时间上雪灾灾损强度在90年代后出现明显加大,2010年出现跃增特点,空间上雪灾灾损强度新疆西部多于东部,北部多于南部,山区多于盆地或平原。用雪灾出现次数、房屋倒塌间数、牲畜棚圈倒塌间数、损坏大棚数、死亡牲畜数、受灾面积、经济损失等多指标综合分析法来客观构建灾损指数,符合Γ分布的灾损指数结合F分布函数能客观的描绘出雪灾等级,分为一般、较重、严重、特重4个等级。根据构建的雪灾等级,发现新疆雪灾特重灾区集中在天山山区及其以北地区,南疆仅有喀什地区为特重灾区。     

河西走廊东部雷暴灾害时空分布特征及短时临近预报

雷暴天气是河西走廊东部多发的灾害天气之一。利用1961-2013年河西走廊东部5个气象站雷暴资料,运用统计学方法,分析了河西走廊东部雷暴天气的时空分布特征及变化趋势,同时选取1991-2010年4~10月逐日NCEP再分析资料,依据气流的南北配置对雷暴天气进行了环流分型,采用诊断方法、因子组合和日常的经验预报等方法对不同层次、不同物理量进行分析和计算,构建了具有经验性的预报因子库,利用线性相关、经验预报和最大靠近原则等诊断分析方法建立了雷暴天气诊断预报模式。结果表明:受海拔高度和地形地势的影响,河西走廊东部雷暴具有明显的地域特征,南部天祝山区雷暴日数远大于其他各地,占雷暴总日数的40.6%,是河西走廊东部雷暴天气的多发地带。年、年代雷暴日数总体呈减少趋势,天祝的递减趋势尤为显著,年雷暴日数的时间序列存在7~8 a的准周期变化;一年内6~8月是雷暴的高发期,雷暴日数共占年雷暴总日数的70.7%~78.4%。雷暴的日变化特征明显,一日内12~22时为雷暴多发时段,集中发生时段为13~17时,雷暴的平均持续时间为10~40 min。雷暴的环流形势分为三类:西北气流型、西南气流型和西风气流型,其中西北气流型最多。确定了各型雷暴预报模式的预报指标和阈值。诊断模式的预报准确率在75%以上,达到了一定的预报水平,填补了雷暴精细化预报的空白,可为雷暴的业务预报预警以及防雷减灾提供客观有效的指导产品。     

2000—2019年新疆积雪终日时空变化特征

基于Google Earth Engine（GEE）遥感云平台,利用2000—2019年MODIS积雪产品资料提取和计算新疆积雪终日信息,利用趋势分析,变异系数等方法分析了新疆积雪终日时空变化特征和变化趋势。结果表明：（1） 新疆积雪终日以天山为界,天山以北长于南部,山区为积雪终日的高值区,盆地为积雪终日的低值区。北疆准噶尔盆地和伊犁河谷积雪终日在75~114 d之间,南疆塔里木盆地在0~31 d之间属于低值区。阿尔泰山脉、天山山脉和昆仑山脉区域在224~365 d之间属于高值区。（2） 南疆和北疆积雪终日有明显的时空差异,2000—2019年北疆准噶尔盆地和高海拔山脉地区积雪终日有明显的推迟趋势,推迟幅度达到14 d,占新疆总面积的8%。南疆塔里木盆地和东疆区域有明显的提前趋势,提前幅度达到16 d约占新疆总面积的44%。塔里木盆地和准噶尔盆地具有相反的变化趋势。（3） 新疆积雪终日年际变化差异显著,天山中段和北疆积雪终日出现不稳定状况,天山中段2002—2009年总体上呈现“M”型的特点,即多年积雪消融日年均值中出现明显的波峰和波谷,北疆2009—2019年积雪终日有较大的年际变化呈现出不稳定状况,出现明显的波峰和波谷,年际变化较大。     

近50年青藏高原东部冬季积雪的时空变化特征

选取青藏高原东部地区1961-2010 年64 个测站的积雪数据,分析了冬季积雪日数的空间分布和年代际变化特征,结果表明：高原东部冬季积雪空间分布差异较大,巴颜喀拉山、唐古拉山和念青唐古拉山多雪且变率大,藏南谷地、川西干暖河谷地带及柴达木盆地少雪且变率小,这样的空间分布是由周边大气环流系统及复杂局地地形共同造成的;高原东部冬季积雪表现出“少—多—少”的年代际变化特征,分别在80 年代末和20 世纪末发生由少到多和由多到少的两次突变,尤其是20 世纪末的突变更为显著;降雪和气温的变化是影响积雪日数的重要因素,其中降雪的影响更为显著;80 年代末高原冬季降雪由少到多的突变是造成积雪日数发生相应变化的主要原因;20 世纪末高原冬季气温和降雪分别发生由低到高和由多到少突变,其影响叠加导致积雪日数发生了更为显著的突变。     

Modelling the dynamics of snow cover, soil frost and surface ice in Norwegian grasslands

Studying the winter survival of forage grasses under a changing climate requires models that can simulate the dynamics of soil conditions at low temperatures. We developed a simple model that simulates depth of snow cover, the lower frost boundary of the soil and the freezing of surface puddles. We calibrated the model against independent data from four locations in Norway, capturing climatic variation from south to north (Arctic) and from coastal to inland areas. We parameterized the model by means of Bayesian calibration, and identified the least important model parameters using the sensitivity analysis method of Morris. Verification of the model suggests that the results are reasonable. Because of the simple model structure, some overestimation occurs in snow and frost depth. Both the calibration and the sensitivity analysis suggested that the snow cover module could be simplified with respect to snowmelt and liquid water content. The soil frost module should be kept unchanged, whereas the surface ice module should be changed when more detailed topographical data become available, such as better estimates of the fraction of the land area where puddles may form.     

1840年以来我国鼠疫的时空分布规律

利用GIS空间统计工具分析了中国鼠疫疫源地的分布状况,结果表明我国鼠疫疫源地明显呈现南、北两个不连续的带状分布,北方鼠疫疫源地类型多,面积大;南方鼠疫疫源地类型少,面积小,并计算出我国鼠疫疫源地的面积为126万km²。在此基础上,利用我国人间鼠疫流行资料,分析了鼠疫空间分布规律。两者的对比表明,鼠疫病区面积在鼠疫疫源地基础上扩大一倍。由于受自然条件、人类社会经济因素和鼠疫流行规律影响,南方鼠疫病区在鼠疫疫源地的基础上扩展范围比北方明显。最后作者利用历史病情资料从1840～1990按十年段,重建了150年来中国鼠疫流行扩散简史。     

1840年以来我国鼠疫的时空分布规律

利用 GIS空间统计工具分析了中国鼠疫疫源地的分布状况 ,结果表明我国鼠疫疫源地明显呈现南、北两个不连续的带状分布 ,北方鼠疫疫源地类型多 ,面积大 ;南方鼠疫疫源地类型少 ,面积小 ,并计算出我国鼠疫疫源地的面积为 1 2 6万 km2 。在此基础上 ,利用我国人间鼠疫流行资料 ,分析了鼠疫空间分布规律。两者的对比表明 ,鼠疫病区面积在鼠疫疫源地基础上扩大一倍。由于受自然条件、人类社会经济因素和鼠疫流行规律影响 ,南方鼠疫病区在鼠疫疫源地的基础上扩展范围比北方明显。最后作者利用历史病情资料从 1 840～ 1 990按十年段 ,重建了1 50年来中国鼠疫流行扩散简史。