新疆棉花产业发展的气候比较优势及对策

通过与国内黄河、长江流域棉区气候资料的比较,结合世界棉花而已的发展趋势,论述了把新疆进一步建设成国家优质商品棉基地的优势所在;同时指出,在前期国家商品棉基地建设中,新疆在棉花布局、栽培技术、气象保障、生产水平等方面的超常发展奠定了新疆在国家棉花产业发展中的地位,为２１世纪我国实施棉花产业发展战略打下了坚实的基础。最后针对目前存在的和可能遇到的困难和问题提出了进一步加强国家级优质商品棉基地建设的对策     

21世纪从何年算起

２１世纪从何年算起２１世纪即将来临。但从何年算起，对这个问题曾争论不下，２１世纪是从２０００年开始，还是始自２００１年？其争论的焦点是“世纪”与“年代”的关系。“世纪”一词源自西方，在英语中作“百年”解。其内涵一是指“世纪”的时间间隔为１００年，二是...     

黄河断流的原因及对策

介绍了黄河流域的水资源概况及紧缺现状,分析了黄河上下游断流的特点、规律及其危害,总结了断流的自然和人为成因,并据此提出了治理黄河及解决断流问题的对策。     

黄河上游地区冬季气温异常变化分析

利用1951-2005年西宁、兰州、临夏气温资料和北半球500hPa高度、海平面气压及北太平洋海温资料,分析了黄河上游地区冬季气温的异常变化及其海气背景。发现：黄河上游地区冬季气温变化在20世纪50、60年代较低,从20世纪70年代开始出现逐年代升高的趋势。黄河上游地区冬季异常冷暖年份,其同期和前期500hPa高度和海温距平场分布具有明显不同;前期夏季贝加尔湖阻塞高压强度指数和500hPa北太平洋西风漂流区的关键区高度指数,前期春季西风漂流区关键区海温均对黄河上游地区冬季气温具有很好的预测指示意义。     

盆东伏旱气候规律研究及发展农业生产的对策建议

本文对盆地东伏旱规律进行了系统研究,发现盆东伏旱具有１２００年、１６０年和３０－４０年周期的变化规律;展望了未来伏旱总的变化的趋势是：２０世纪８０、９０年代伏旱有所缓和,２１世纪前１０年伏旱加重;提出了发展盆东地区农业生产的对策建议。     

黄河上游和源区气候、水文的年代际变化及其对华北水资源的影响

利用我国气象观测站1951~2000年降水、气温资料以及黄河上游有关水文测站1960~2003年的径流资料,分析了黄河上游和源区气候的年代际变化及其对径流变化的影响,并分析了黄河上游径流变化对华北水资源的影响。分析结果表明:黄河上游和源区降水从20世纪90年代有所减少,气温明显上升,导致了黄河源区和上游径流量锐减。黄河上游径流的减少是90年代黄河下游流量锐减、黄河断流天数增多的重要原因,并表明了黄河上游来水量的多少是影响华北地区水资源的重要原因。     

夏秋季长江、黄河流量长期变化的主要特征

利用20世纪后50 a或更长时间的水文资料,研究长江、黄河夏秋季流量长期演变的主要特征。统计分析得出:长江、黄河夏秋季流量都占年总量的一半以上,月均流量和标准差均为其他月份的2.6倍或更大。长江夏秋季流量的标准差约为其多年平均流量的22.1％,黄河则为58.8％。长江夏秋季的平均流量约为黄河的15.7倍,相应标准差为5.9倍。二者相比,长江流量大而稳定,黄河流量比长江小1个量级,而相对变化幅度大一倍以上。黄河流量自20世纪30年代中期至1968年正距平为主,累积距平曲线持续上;而自1985年至今负距平占绝对优势,流量逐年下降,下游频频断流。利用Petitt计算变点的方法可以找出长江、黄河流量以往主要的显著变点。利用快速富利叶计算法,对黄河流量进行谐波分析,得出黄河流量在未来几年内将逐渐增加。     

气候变化与黄河断流的思考

黄河的洪水及泥沙闻名于世 ,进入 2 1世纪 ,黄河上又出现了很多新情况、新问题 ,尤其是随着气候的变化、人口的增长、经济的快速发展 ,黄河水资源供需矛盾日益尖锐 ,断流已成为黄河面临的新热点。由断流以及社会发展所带来的污染超标和生态环境问题也更加突出 ,对国家经济可持续发展构成了严重威胁。深入研究断流的原因和对策 ,以提高黄河水资源系统对气候变化的适应能力 ,确保黄河长治久安     

盆东21世纪初伏旱气候展望

四川佃地东部盛夏旱涝气候的形成和变化与太阳活动影响有关,它们都具有以１１年和３３年为基调的变化周期,盆东盛夏旱涝气候变化以３３年为主要周期。根据ＮＩ功率谱和方差分析,预防：１９９０年至２０２２年盛夏气候变化将进入一个新周期,其中,２１世纪初（前十年）为伏旱年代;２１世纪１０年代为轻无伏旱年代。     

21世纪新疆农业气象业务与服务发展的思考

分析了近十几年新疆农业气象业务与服务的进展状况及存在的主要问题,提出了２１世纪发展的初步设想。     

多区域气候模式集合对中国径流深的模拟评估和未来变化预估

对5组区域气候模式集合模拟的中国径流深进行评估,并且预估了温室气体高排放情景RCP8.5下的未来变化。结果表明：多区域气候模式集合结果能够基本模拟出径流深的观测特征,对年径流深的空间分布特征模拟较好,但量值存在一定的系统偏差,特别是黄河中游、海河和松辽河存在明显的正偏差,且对全国9个流域片中东南、西南和西北诸河的年内分配总体模拟效果相对较差。未来到21世纪末,全国平均年径流深在各个时段都以增加为主,增加幅度多在5%以内。未来变化存在明显的空间差异,大致表现为“北增南减”的分布特征,但不会改变中国水资源南多北少的空间格局;其中,黄河、西南和西北诸河流域片呈显著的增加趋势,淮河、长江和东南诸河流域片呈现显著的减少趋势,海河、松辽和珠江流域的变化趋势不显著。21世纪末期各地的变化多在±30%以内,且多模式预估的正负变化一致性较高。到21世纪末期,各流域片平均的径流深季节分配总体特征没有明显变化,径流深的最大月份基本维持不变,分配比例的数值有±2%以内的变化,且各季节的增减变化存在明显流域间差异。     

1953～2017年黄河源区气温变化的多尺度特征

基于黄河源区8个站点的年平均气温序列,利用集合经验模态分解（Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD）方法,揭示了以玛多站为代表的黄河源区1953~2017年气温演变的多时间尺度特征,探讨不同时间尺度上的周期振荡对气温变化总体特征的影响程度,分析了黄河源区不同时间尺度的气温变化与海温指数,尤其是与北大西洋多年代际振荡（Atlantic Multidecadal Oscillation,AMO）间的关系。结果表明:（1）1953年以来黄河源区玛多站年平均气温以0.31 ℃/10 a的变化率表现为明显的增暖趋势,20世纪80年代后期开始转暖,尤其是进入20世纪90年代后期变暖更加明显。（2）1953~2017年,黄河源区年平均气温呈现3 a、6 a、11 a、25 a、64 a及65 a以上时间尺度的准周期变化,其中以准3 a和65 a以上时间尺度的振荡最显著,准3 a的年际振荡在21世纪以前振幅较大,而进入21世纪后年际振荡振幅减弱,65 a以上时间尺度的年代际振荡振幅明显加大。（3）1998年气候显著变暖以前,以准3 a周期为代表的年际振荡在气温演变过程中占据主导地位,1998年气候显著变暖以后,65 a以上时间尺度周期振荡的贡献率增加近5倍,与准3 a周期振荡的贡献相当。（4）气温与Nino3.4指数和PDO（Pacific Decadal Oscillation）指数的同期相关均不显著,但当气温领先PDO指数22 a时正相关最大且显著,不同于PDO指数,气温原始序列及其3个年代际尺度分量滞后AMO指数3~7 a或二者同期时相关性最高,这就意味着AMO对黄河源区气温具有显著影响。（5）AMO的正暖位相对应着包括中国的整个东亚地区偏暖,黄河源区只是受影响区域的一部分,20世纪60年代至90年代初期AMO的负冷位相期、20世纪90年代中后期至今AMO的正暖位相与黄河源区气温距平序列的负距平、正距平相对应,气温在65 a以上时间尺度的变化与AMO指数相关性更高,可见,AMO是影响黄河源区气温变化的一个重要的气候振荡,这种影响主要表现在年代际时间尺度上。     

Temporal and spatial variability of dryness/wetness in China during the last 530 years

Summary The main characteristics of spatial and temporal variability of dryness and wetness during the last 530 years (1470–1999) are classified over five centuries. They have been investigated by using 100-site dryness/wetness index data that has recorded the historical weather conditions that affect agriculture and living conditions in eastern China. A set of principal modes of spatial variability and time coefficient series describing the dominant temporal variability are extracted by a diagnostic method, the rotated empirical orthogonal function (REOF) analysis. The long-term precipitation around Beijing, north China and the long-term runoffs in the middle Yangtze River are used to confirm the dry/wet variability in north China and the mid-low Yangtze River over the last two centuries.When considering the data from the last 530 years as a whole, the first two modes of dryness/wetness variability are found in the mid to low sections of two major valleys in eastern China, the Yellow and Yangtze River valleys. These valleys experienced the largest dryness/wetness variability in the history of eastern China. The third and fourth modes are located in northwest and northeast China. The fifth and sixth modes are situated in south and southwest China. However, over the last 500 years the strength and location of principal modes have experienced significant changes. During the 20th century, the first mode is found in the lower Yangtze River valley, the second mode in south China while the third mode is located in the mid-low Yellow River valley. During the 19^th century, the first three modes are situated in the mid-low Yellow River, the mid-low Yangtze River and south China, respectively. The first two modes in the 18^th century are located in the mid-low Yellow River and the mid-low Yangtze River valleys. The largest change of all modes occurred in the 17^th century with the first mode in northeast China, the second mode in northwest China, and the third mode in the mid-low Yangtze River valley. During the 16^th century, the first two modes are found in the mid-low Yangtze River and the mid-low Yellow River valleys.In each of the last five centuries, some special dryness/wetness processes are characterized in the mid-low Yangtze River and the mid-low Yellow River (north China). During the 20^th century, continuous and severe wetness is experienced in the mid-low Yangtze River in the last two decades. A two-decade wetness period in north China was followed by a severe dry period in the late 19^th century. Inter-annual variability, decade and two-decade oscillations of dryness/wetness are experienced in the series of different modes from one century to another. Dry/wet variations in north China and the middle Yangtze River are confirmed by series of data on local precipitation and runoff.     

北极涡年代际变化及其与我国春季降水的关系

基于NCEP/NCAR的500hPa再分析高度场资料计算出多年北半球及各分区的极涡面积和强度,利用线性倾向估计、小波分析及二项式滑动平均分析极涡及我国春季降水的年代际变化特征,并采用奇异值分解讨论同期及前期极涡对我国春季降水的影响。各季节极涡面积及强度均存在显著的年代际变化,在20世纪70年代中期之前有上升趋势,而后出现下降的趋势;但极涡面积总体上有显著的线性变小趋势。在60年代中前期极涡位置偏向亚欧大陆,在90年代中后期极涡位置有偏向太平洋和大西洋一带趋势。我国160站平均春季降水量经历较明显的3次上升过程和4次下降过程;华南、西南地区春季降水趋势与长江流域、黄河流域呈现两种相反的分布型;在20世纪60年代中前期、90年代初及末期,长江流域、黄河流域春季降水量偏多,而在80年代末期、90年代中期及本世纪初,华南、西南地区出现偏多。在春季,若II区(150°E～120°W)极涡面积异常大,I区(60～150°E)、III区(120～30°W)极涡强度异常弱,长江、黄河之间中游地区的降水出现负距平,广东、福建沿海降水出现正距平。前期冬季极涡比夏、秋季极涡对我国春季降水的影响更明显,特别是前冬北美区、大西洋欧洲区极涡面积的影响。     

黄河流域蒸散发与气温和降水以及风速的相关性分析

黄河流经我国干旱半干旱地区,其流域蒸散发变化对当地的生态安全和经济发展尤其重要。本文利用欧洲中期天气预报中心第五代再分析产品（ERA5）定量分析了1979-2020年黄河流域蒸散发的时空变化特征,并结合气温、降水和风速数据,对黄河流域蒸散发与3种气候因子进行了相关性分析。结果表明：黄河流域蒸散发在1979-2020年呈波动下降趋势,空间分布差异明显,源区附近蒸散发上升,上游的干旱区附近蒸散发基本不变,而中游和下游地区主要呈现下降趋势。1979-2020年黄河流域气温持续上升,降水呈波动下降趋势,风速呈上升趋势。对黄河流域蒸散发与气候因子的相关性分析表明,蒸散发与气候因子的相关性空间差异较为明显,蒸散发与气温、风速呈负相关,与降水呈正相关的区域占流域的较大部分;而在复相关性方面,黄河流域大部分地区蒸散发与气候因子的相关性较强,其中以流域上游的干旱区附近复相关性最强。研究黄河流域不同地区蒸散发与气候因子的相关性可为黄河流域水资源的开发管理和区域气候调节提供科学参考。     

基于CMIP5模式的中国气候变化敏感性预估与分析

以CMIP5提供的26个全球气候系统模式的温度和降水数据为基础,采用区域气候变化指数(Regional Climate Change Index,RCCI)分析中国的不同区域对21世纪气候变化响应的敏感性。结果表明,三种排放情景(RCP 2.6、RCP 4.5、RCP 8.5)下,21世纪全期,气候变化最敏感的区域分布在西藏地区,其次为我国西北地区以及东北地区,气候变化敏感性最低的区域分布在我国内蒙古中东部、华北地区以及长江中下游一带,且高排放情景对应更高的气候变化敏感性。对RCCI指数贡献因子分析结果表明,对中国气候变化敏感性贡献的大小依次为Δσ_TΔσ_pΔRRWAF。冬夏两季温度变化的大值区与RCCI指数的大致区分布一致,RCCI大小的分布很大程度上由温度变化的敏感性决定。而夏季降水变化的大值区主要出现在西藏地区、华南地区和东北地区,冬季降水变化的大值区则主要出现在黄河以南长江以北的中原地区以及东北地区。     

黄河流域城镇化对地下水的影响分析

黄河流域是我国重要的生态屏障,也是我国粮食作物的主要产区。近年来,随着城镇化的发展,当地水资源分配出现了显著变化。因此,厘清黄河流域城镇化作用下水循环的改变对制定黄河流域城镇化政策具有重要意义。本文利用资源环境科学与数据中心的黄河流域下垫面数据、世界人口数据集的人口密度和Gravity Recovery and Climate Experiment (Grace)的Center for Space Research (CSR)陆地总水储量格点数据,开展了黄河流域城镇化过程中地下水的变化特征分析工作。结果表明：黄河流域城镇化程度具有显著的空间差异,下游存在明显的城镇化加剧现象;全域人口密度整体呈上升趋势,其中下游的人口增长趋势最大;黄河流域的地下水呈下降趋势,以下游的地下水下降最为显著。通过对比黄河流域新增城镇、不变城镇和消失城镇的地下水变化差异,发现地下水下降幅度最小出现在消失城镇,新增城镇的地下水下降幅度小于不变城镇的区域。因此,黄河流域城镇化对地下水的减少具有显著的作用,新增城镇地下水并没有出现显著下降的结果也说明近年来城镇化后的地下水保护政策取得的效果良好。     

黄河气旋暴雨过程发展演变成因分析

2016年7月19-21日华北地区出现了一次影响范围广、累积雨量大、持续时间长、局地雨强大的极端强降水过程,强度仅次于1963年8月8-9日极端降水事件,河北多地及北京的降水总量和持续时间超过2012年"7·21"特大暴雨.本文利用地面自动气象站、气象卫星以及NCEP再分析等资料对导致此次特大暴雨的环流配置尤其是黄河气...     

气候暖干化对西北四省(区)农业种植结构的影响及调整方案

利用陕、甘、宁、青四省(区)141个气象站1961-2008年的气象要素值计算和分析得出,暖干化是西北四省(区)现代气候变化的基本特征。年平均气温表现为一致的增温趋势,每10年增温0.27℃,1996年是突变年。年降水量自1961年以来呈持续下降趋势,1986年是转折年,1987-2008年年平均降水量比1961-1986年平均减少20～40mm。以黄河为界,黄河以东降水量呈减少趋势,每10年减少10～40mm;黄河以西呈增多趋势,每10年增加10mm左右,减少的幅度明显高于增加的幅度。进入21世纪,气候暖干化的势头有所减缓。在分析不同区域自然资源特点和气候暖干化及其对农作物影响特征的基础上,运用系统规划理论,采用气候生态相似原理,提出了陕、甘、宁、青四省(区)13个不同地域农业种植结构调整方案。为了加快农业结构调整进程,使农业结构调整方案收到明显的生态、社会和经济效益,提出了四个方面的保障措施。     

华北地区一次黄河气旋发生发展时所引起的暴雨诊断分析

利用NCEP/NCAR的再分析资料和GMS红外黑体亮度温度 (T_BB) 资料等, 对1991年6月9—11日的一次黄河气旋暴雨过程进行了诊断分析。结果表明:黄河气旋的发生发展是大气斜压性强烈发展的结果, 强的高空辐散与正涡度平流共同作用形成了黄河气旋, 对流层低层的暖平流促进了黄河气旋的进一步发展, 并对其移动方向有引导作用; 暴雨出现在黄河气旋的初生、发展阶段, 产生于气旋前部暖区的盾状云系中; 暴雨的水汽有西南和东南两个来源, 其中西南水汽通量大于东南; 暴雨区上空大气具有很强的对流不稳定性, 中尺度对流云团的发生发展, 造成了气旋降水分布的不均匀性和强降水中心; 降水造成的凝结潜热释放对气旋的发展有正反馈作用。