基于MODIS时序植被指数的延安北部丘陵 沟壑区植被变化分析

利用2001-2009年5—1O月EOS／MODIS数据,分析延安北部七县区退耕还林 (草)生态建设工程实施以来植被指数变化。结论表明：延安北部归一化植被指数NDVI整体上呈上升趋势,线性趋势为0．015 3,平均增加了0．16,最多的增加0．19,最低的也提高了0．14,增幅比较均匀。2009年与2001年NDVI差值在0．12以上的比例达88．6％,0．2以上所占比例为13．5％。延安植被覆盖度从2001年的35．3％增加到2009年的55．8％,增加了20个百分点,线性增长趋势为1．991 7,变化极为显著。叶面积指数由2001年的0．66增加到2009年的1．18,增加了近一倍。遥感监测图上延安北部植被指数明显高于周边地区,行政边界轮廓明显凸现。退耕还林后延安植被发生了明显变化。     

陇东地区近5年植被变化与降水的关系

利用NOAA卫星AVHRR遥感资料，对甘肃省陇东地区1997—2001年地表植被指数的空间分布和年变化进行了分析，并对相应时段内的降水量与植被指数之间的关系，以及降水对该地区植被的影响进行了分析。结果表明，该5年陇东地区平均植被有减小趋势，但北部有所增加；降水量的多少对地表植被的月变化起重要作用，特别是对农作物区植被的影响；对于林区植被，降水的年际变化对地表植被的影响比较小，森林区植被指数最高；2000年及2001年的1～6月，尤其是2001年植被指数最低。     

黑河流域生态环境气象卫星遥感监测研究

根据甘肃降水资料和农业气象资料得出1989年和1998年为相似年景，利用1989年和1998年NOAA气象卫星AVHRR晴空资料，判识出黑河流域植被，积雪和水体，并根据相应的计算方法得出植被指数，积雪面积和水体面积，对10年来黑河上游地区的植被和积雪，中游地区绿洲植被和下游地区植被和湖泊变化进行分析。结果表明，10年来黑河上游和下游地区植被在退化，中游地区绿洲面积增加，植被指数增高；1989年与1998年黑河上游山区积雪面积变化特征一致，但1998积雪融化明显快于1989年；下游湖泊面积1998年较1989年严重退缩。     

黄河中游陕西段近40年降水与9亿吨泥沙关系的研究

本文以黄河中游陕西段近40年径流量、输沙量和本区降水量的资料为基础,着重分析陕北黄土高原区降水量与径流量、输沙量的关系,揭示潼关站年均约9亿吨泥沙的主要源区,并得出与降水量的运行规律,为从根本上解决黄河沙多成患问题提供理论依据。     

近50年西江径流量变化与气候变暖关系

利用西江流域年径流量资料、全球及西江流域历年气温和雨量资料,从气候变化角度出发,分析得出近50年西江实测径流量变化与气候变暖无直接关系,与流域的降水量变化关系明显.     

陕北地区生态环境质量评价

使用卫星遥感解译结果和气象、水资源、污染资料,依据中国环境监测总站《生态环境质量评价方法及分级标准》,从生物丰度指数、植被覆盖指数、水网密度指数、土地退化指数和污染负荷指数五个方面,对1997年和2004年陕北地区28个县(区)生态环境质量进行了综合评价和对比分析。结果表明,该地区的生物丰度指数和植被覆盖指数有较大幅度提高,土地退化指数有所降低,近40%的地区生态环境质量指数Ieq(简称EQ I)增长率超过40%,年均增长率达到9%,表明陕北地区生态环境质量得到明显改善,退耕还林还草工程取得了明显成效。     

辽宁省新旧气候平均值变化及影响分析

根据辽宁省61个气象站1961—2020年逐日气温和降水量数据,对比分析1991—2020年和1981—2010年新旧气候平均值变化及对辽宁省气候业务的影响。结果表明：1—11月平均气温、平均最高气温、平均最低气温均升高;10—12月降水量增幅最大。年及四季平均气温、平均最高和最低气温均升高,增幅自东部和西部山区向中部平原地区增大,中部区域增幅最为显著;平均气温和平均最高气温均以春季增幅最大,平均最低气温夏季增幅最大。年、夏季和秋季降水量减少,春季和冬季增加;7—8月降水量总体减少,东部山区和大连沿海地区降水量增加;7月下旬—8月上旬降水量增加,辽宁西部和南部地区增幅最大,为5%～6%,北部地区增幅最小。气候平均值改变后,四季平均气温及降水量评价等级均发生了变化。     

长江流域径流对全球升温1.5℃与2.0℃的响应

全球变暖影响着以流域径流要素为主导的水文水资源系统的变化。长江流域未来水资源量的时空分布对长江大保护与长江经济带的发展意义重大。为探究全球升温1.5℃和2.0℃对长江流域径流变化的影响,使用基于偏差校正的气候模式集合数据驱动两参数月水量平衡模型,比较两种升温情景下径流量的响应差异。结果表明：基于偏差校正的气候模式集合数据可以较好地代表长江流域历史时期（1976—2005年）的年平均降水和年平均蒸散发情势。两参数月水量平衡模型与参数区域化方法相结合能较好地模拟长江流域各子流域的月径流量。升温1.5℃时,无论是年径流量还是季节径流量均呈上升趋势,与历史时期相比,50%以上三级子流域的增幅超过5%;升温2.0℃时,增幅超过8%。这表明升温2.0℃情景下长江流域水资源量将进一步增加。相对于历史时期,升温1.5℃与2.0℃情景下长江流域北部降水量增幅较大;径流量增幅分布格局基本与降水量一致。汉江流域是全流域径流量增幅最显著的区域。     

2050年前南水北调中线工程水源区地表径流的变化趋势

以南水北调中线工程水源区为研究流域,采用线性回归法、Mann-Kendall非参数检验等方法,分析了1961—2000年的水文气象要素变化特征;基于数字高程模型、土地利用和土壤类型等资料,研究了SWAT模型在研究流域的适用性;根据IPCC第四次评估报告多模式结果,分析了IPCC SRES A2和A1B情景下2011—2050年的降水、气温、径流的响应过程。结果表明：1961—2000年南水北调中线工程水源区降水量无显著变化趋势,气温呈缓慢上升趋势,径流量呈缓慢减少趋势。与基准期（1961—1990年）相比,未来40年A2和A1B两种气候情景下水源区降水量、气温和径流量都呈现出增加趋势,A2情景下增加趋势明显,但径流量增幅小于降水量的增幅,这可能与蒸发量的增加有关。未来气候变化对南水北调中线工程水源区径流变化影响不大,总体有利于南水北调中线工程的调水。     

1961-2005年嫩江流域右岸气候变化及对水资源的影响

利用累积距平法和气候倾向率对1961－2005年嫩江流域右岸气温、降水量和径流量资料进行分析,研究嫩江流域右岸气候变化及其对水资源的影响。结果表明：近45 a来嫩江流域右岸气温显著增高,平均以0.52 ℃/10 a的速率上升,而且四季均为上升趋势, 不同季节增温幅度以冬、春、秋、夏季依次递减,1986年以来为气温升高最显著的时段;降水变化可分为3个阶段： 1961－1982年降水量呈减少趋势,1982－1998年处于增加时期,1998年以来降水量又呈现减少趋势。夏季降水量变化趋势与年降水量变化趋势趋于一致, 降水量总趋势是在波动中微弱上升;嫩江流域右岸主要控制站年径流量与年降水量保持同步变化。     

Snow/Rainfall Anomaly in Winter of Northern China and Associated Atmospheric Circulation and Aerosol Distribution Features

Based on the NCEP/NCAR reanalysis data,China station precipitation data from 1960 to 2008,and aerosol optical depth (AOD) data in northern China from 1980 to 2004,this paper investigates the variability of winter snow/rainfall in northern China and the associated atmospheric circulation and aerosol distribution characteristics by using composite analysis.The results show that winter precipitation in northern China has been generally increasing since the 1960s.Among the winters of 1990-2008,the years with more rain/snow (MRSYs) are 1998,2003,and 2006,while the years with less rain/snow (LRSYs) are 2005,1997,and 2001.Composite analysis finds that the main differences of atmospheric circulation in East Asia between MRSYs and LRSYs are as follows.1) In MRSYs,strong low-level cold air over the northern polar region and Taymyr Peninsula migrates southward to northern China (Northwest,North,and Northeast China),establishing a channel favoring continuous southward transport of cold air.In LRSYs,however,this cold air channel does not exist.2) In MRSYs,the frontal zone and westerlies are over North China,and the low-level geopotential height field from eastern China to West Pacific exhibits an "east high,west low" pattern,which is conducive to easterly and southerly airflows moving northward along 110 E.In LRSYs,the 500-hPa prevailing westerly winds stay far away from China and the low-level southeasterlies move to higher latitudes,which are disadvantageous to the development of precipitation in northern China.3) In MRSYs,large-scale upward motions combined with local-scale updrafts develop into strong slanted climbing airflows,forming a vertical circulation that favors the generation of heavy snows in eastern China.In LRSYs,the vertical circulation moves eastward into the Pacific Ocean.Furthermore,the correlation analysis on AOD and winter precipitation during the period 1980-2004 in northern China reveals that AOD differs significantly between MRSYs and LRSYs and the annual variation of winter rain/snow is positively correlated to the annual variation of AOD with a correlation coefficient of 0.415 at the 0.001 significance level.     

1961—2009年辽河流域水文气象要素变化特征

依据1961—2009年辽河流域5个气象观测站点逐日降水和气温观测资料,运用非参数检验方法（Mann-Kendall法）,对辽河流域降水和气温的变化趋势进行了分析。利用2006—2010年夏季共162d降水日的铁岭站日降水量与铁岭水文站径流量资料,探讨了日降水量与径流量之间的相关关系。结果表明：辽河流域年降水量减少趋势明显,降水量偏少年份明显增加,其主要原因为占全年降水量65%的夏季降水以7.4 mm/10 a的气候趋势倾向率递减,呈现出明显的减少趋势;辽河流域的年平均气温是在波动中逐渐上升的,且升温趋势明显,春季呈明显的升温趋势,夏季略有下降,秋季变化不大,冬季是气温上升最明显的季节;日降水量与径流量存在正相关关系,且日降水量与降水第二日的径流量相关显著。     

青藏高原植被指数最新变化特征及其与气候因子的关系

利用GIMMS/NDVI(全球库存模拟和影像研究/归一化植被指数,Global Inventory Modeling and Mapping Studies,Normalized Difference Vegetation Index)和MODIS/NDVI遥感数据以及青藏高原6个气象代表站的站点数据,结合多种统计和计算方法,分析了青藏高原植被NDVI变化规律及其影响因子。结果表明:1982~2013年青藏高原多年平均植被NDVI的空间分布存在明显的区域差异,总体上呈从东南向西北递减的趋势,而且发现不同地区植被的时间变化规律也不尽相同。根据高原长势最好的6~9月植被NDVI进行经验正交分解,将青藏高原植被分为5个区,并进一步分析了不同分区内植被的变化规律,得出:青藏高原植被NDVI下降最明显的区域在二区的噶尔班公宽谷湖盆地地区和北羌塘高原地区,植被NDVI上升最明显的区域在四区的祁连山东部地区。为了探讨青藏高原不同分区内影响植被NDVI下降的因子,从青藏高原二区、四区、五区各选取NDVI处于下降趋势的两个代表站点。研究分析了各个站点植被NDVI与降水量、平均气温、平均最低气温、平均最高气温、日照百分率5个气象因子的关系,得出:在高原二区日照强度是其它分区的两倍左右,而降水量相对较少导致植被NDVI降低。高原四区由于降水量小、温度高、日照强,导致植被NDVI处于下降趋势;在青藏高原五区虽然降水充足,但日照较弱,限制了植被的正常成长导致NDVI处于下降趋势中;其结果为高原植被退化机制研究及高原植被对大气反馈等奠定了基础。     

气候变化对汉江上游径流的影响

 根据汉江上游安康以上流域1961-2005年历年逐月气温和降水量资料,统计分析了近45 a流域气候变化的基本特点。同时,通过对各站气温、降水量与安康站径流量的相关计算,建立了天然径流量气候模型,并分析了径流量对气候变化响应的敏感性。结果表明：1) 近45 a来汉江上游安康以上流域的年平均气温呈上升趋势;降水量呈递减趋势,90年代以后减少更为显著。2) 在过去45 a中,汉江上游径流量总体呈下降趋势;1961年以来,汉江上游径流量大体经历了两个丰水段和两个枯水段;1985年发生跃变,以前呈微弱的上升趋势,以后呈下降趋势。3) 径流量与区域年平均气温呈负相关,而与年降水量呈较显著的正相关,年径流量对降水变化的响应较其对气温变化的响应更为敏感。     

气候变化对汉江上游径流的影响

根据汉江上游安康以上流域1961-2005年历年逐月气温和降水量资料,统计分析了近45 a流域气候变化的基本特点。同时,通过对各站气温、降水量与安康站径流量的相关计算,建立了天然径流量气候模型,并分析了径流量对气候变化响应的敏感性。结果表明：1) 近45 a来汉江上游安康以上流域的年平均气温呈上升趋势;降水量呈递减趋势,90年代以后减少更为显著。2) 在过去45 a中,汉江上游径流量总体呈下降趋势;1961年以来,汉江上游径流量大体经历了两个丰水段和两个枯水段;1985年发生跃变,以前呈微弱的上升趋势,以后呈下降趋势。3) 径流量与区域年平均气温呈负相关,而与年降水量呈较显著的正相关,年径流量对降水变化的响应较其对气温变化的响应更为敏感。     

沁河流域实测径流对环境变化的定量响应分析

根据1956-2000年沁河流域降水、耗水量和入黄武陟站实测径流资料,采用趋势分析、Mann-Kendall法和滑动t检验法分析了武陟站实测径流变化的事实,辨析了影响实测径流变化的原因,并在确定基准期的基础上,建立了降水径流双累积曲线关系,分离出了由降水、人类活动中引耗水及下垫面条件变化引起的实测径流变化量。分析结果表明：沁河入黄实测径流减少趋势明显,1972年为突变年份,且降水的减少、人类活动引耗水的增加和流域煤矿开采、地下水超采和水土保持措施等综合作用致使实测径流减少。人类引耗水、气候变化及下垫面条件变化对径流的影响总量为70.6 mm,其中,引耗水致使实测径流减少为17.6 mm,贡献率为24.9%;气候变化影响量为35.6 mm,贡献率为50.4%;下垫面条件变化影响量为17.5 mm,贡献率为24.7%。     

Changes in the Proportion of Precipitation Occurring as Rain in Northern Canada during Spring–Summer from 1979–2015

Changes in the form of precipitation have a considerable impact on the Arctic cryosphere and ecological system by influencing the energy balance and surface runoff. In this study, station observations and ERA-Interim data were used to analyze changes in the rainfall to precipitation ratio(RPR) in northern Canada during the spring–summer season(March–July)from 1979–2015. Our results indicate that ERA-Interim describes the spring–summer variations and trends in temperature and the RPR well. Both the spring–summer mean temperature [0.4℃–1℃(10 yr)~(-1)] and the RPR [2%–6%(10 yr)~(-1)] increased significantly in the Canadian Arctic Archipelago from 1979–2015. Moreover, we suggest that, aside from the contribution of climate warming, the North Atlantic Oscillation is probably another key factor influencing temporal and spatial differences in the RPR over northern Canada.     

青藏高原唐古拉山南北坡夏季风降水特征的对比分析

根据GAME-Tibet加强观测期间 (1998年5~9月) 所得到的位于青藏高原唐古拉山北坡的D105站和南坡的WADD站夏季风降水资料, 对唐古拉山南北坡夏季风降水特征进行了初步的对比分析.结果表明两地夏季风降水频率较高.在1998年6月25日~9月19日, WADD站的降水量比D105站的降水量多48.8%, 而发生的降水次数在WADD站比D105站多10次, 两者的累积降水次数基本上差不多.同时, WADD站平均降水强度高于D105站.这两地的夏季风降水存在明显的活跃期和中断期, 7月中旬夏季风降水都不活跃.大多数情况下, 这两地的日降水量的变化有较为一致的趋势, 表明两地降水可能受同一降水过程的控制.9月初以后, 夏季风降水已明显减弱.     

博斯腾湖流域气候变化及其对径流的影响

利用博斯腾湖流域开都河、黄水沟和清水河的出山口水文站月径流量和气象站月平均数据,开展变化特征分析和径流变化对气候因子的响应研究。结果表明,博斯腾湖流域年际气候变化以气温上升为主,降水量增加趋势不显著;域内主要河流径流量持续上升。突变检验发现,三条入湖河流90年代之前径流量增加主要是域内降水量增加的结果,随后受气温上升导致冰雪消融加快也对径流量的增加有贡献。相关分析结果显示,博斯腾湖三条入湖河流年径流量变化主要受4月和7月降水因子影响。此外,开都河的径流变化还表现出对8月气温和降水的显著响应,同时开都河流域集水区冰川的面积和占比均大于黄水沟和清水河流域,这表明冰川融水补给对开都河径流的影响大于黄水沟和清水河。所建立的气候因子-径流量多元线性回归模型,能够很好的模拟开都河、黄水沟和清水河的径流变化过程,证明了博斯腾湖流域水文变化受气候因子的显著影响。     

青藏高原冬、春植被归一化指数变化特征及其与高原夏季降水的联系

青藏高原气候独特,影响高原夏季降水的原因是十分复杂的和多方面的。文中利用1982—2001年的卫星遥感植被归一化指数(NDVI)资料和青藏高原55个实测台站降水资料,应用经验正交分解(EOF)、奇异值分解(SVD)等方法分析了青藏高原冬、春植被变化特征及其与高原夏季降水的联系,得到以下几点初步认识:青藏高原冬、春季植被分布基本呈现东南地区植被覆盖较好,逐渐向西北地区减少的特征。其中高原东南部地区和高原南侧边界地区NDVI值最大,而西北地区和北侧边界地区NDVI较小。EOF分析表明,20年来冬、春季高原植被的变化趋势是总体呈阶段性增加,其中尤以高原北部、西北部(昆仑山、阿尔金山和祁连山沿线)和南部的雅鲁藏布江流域植被增加明显。由SVD方法得到的高原前期NDVI与后期降水的相关性是较稳定的。青藏高原多数区域冬、春植被与夏季降水存在较好的正相关,且这种滞后相关存在明显的区域差异。高原南部和北部区域的NDVI在冬春两季都与夏季降水有明显的正相关,即冬春季植被对夏季降水的影响较显著。而冬季高原中东部玉树地区附近区域的NDVI与夏季降水也存在较明显的负相关,即冬季中东部区域的植被变化对夏季降水的影响也较显著。由此可见,高原前期NDVI的变化特征,可以作为高原降水长期预报综合考虑的一个重要参考因子。