中国陆地区域气象要素的空间插值

在区域农田生态系统生产力模拟模型研究中，空间插值可以提供每个计算栅格的气象要素资料。然而，在众多的气象要素空间插值方法中，并没有一种适合每一个气象要素的普适的最佳插值方法。本文以全国７２５站１９５１～１９９０年整编资料中的旬平均温度和计算得来的６７５站的月乎均光合有效辐射日总量（ＰＡＲ）为数据源，选用了距离平方反比法（ＩＤＳ）、梯度距离平方反比法（ＧＩＤＳ）和普通克立格法（ＯＫ）等３种插值方法，进行了方法选取的探讨。交叉验证结果表明：３种方法中，温度插值的平均绝对误差（ＭＡＥ）的排序为ＩＤＳ＞ＯＫ＞ＧＩＤＳ，其值分别为２．１５℃、１.９０℃和 ｌ．３２℃；在作物生长季节（４－１０月），ＭＡＥ分别 ２０℃、１．９℃和 １.２℃ ，表明ＧＩＤＳ在温度插值方面更具实用价值；对于ＰＡＲ，ＭＡＥ的排序为ＯＫ＞ＧＩＤＳ＞ＩＤＳ，其值分别为 ０．８３ＭＪ／ｍ２、０７１ＭＪ／ ｍ２和 ０．４６ＭＪ／ｍ２，说明复杂的方法并不必然具有更好的效果。对这２个气象要素的空间分布特征分析表明：温度和ＰＡＲ的经、纬向梯度和高度梯度均具有明显的季节性变化特征；温度的纬向梯度有近似正弦曲线的较强的季节变化，表现为夏季高，而冬、春季低；温度的高度梯度年     

中国天山山区235 a气候变化及降水趋势预测

  利用4个降水重建序列与天山山区10个气象站降水变化的响应关系,重建了天山山区近235 a来气候变化的年降水序列,重建序列的方差解释量达到47.7%。对过去235 a天山山区气候变化中降水变化的特征分析发现：降水大致经历了7干7湿的变化阶段,其中偏湿年份为124 a,多于偏干年份;天山山区的降水量以2.1 a、3.0 a、5.8 a、6.0 a的高频变化和24~25 a的低频变化周期最为显著。研究表明,近百年天山山区气候变化中的降水变化分为两个阶段,20世纪初到80年代,降水量逐渐减少,导致冰川退缩、河流径流量减少、湖泊萎缩、沙漠面积增大、植被覆盖率减少;80年代后期至今,降水量迅速增加,导致河川径流量增加、湖泊面积增大和沙尘暴日数减少,生态环境趋于好转,但同时造成洪水和地质灾害频繁。采用基于方差分析的周期叠加方法对天山山区未来23 a气候变化中降水的演变趋势进行预测,结果表明：未来23 a气候变化中天山山区以湿润为主,期间有部分年份可能较常年干旱。     

气候变化对高寒山区流域径流量的模拟及预测

柴达木盆地气候干旱、水资源缺乏、生态脆弱,盆地周围的高寒山区是其重要的水资源形成区。关注柴达木盆地高寒山区流域未来气候变化及相应径流变化具有重要意义,然而相关研究较少。本研究选取柴达木盆地东北部典型高寒山区流域—巴音河上游祁连山区,采用局部缩放法和方差缩放法,基于实测降水、温度数据对CMIP6下BCC-CSM2-MR模式SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP5-8.5 3种气候情景未来气候变化数据进行校准,将校准后的气候数据与SWAT模型耦合,模拟及预测历史及未来时期气候变化对巴音河出山径流的影响。结果表明,SWAT模型对巴音河出山径流的模拟效果满足评价标准,其适用性较好;巴音河上游祁连山区在3种气候情景下,2015—2100年降水量、最高温度、最低温度、出山径流量均增加,暖湿化趋势较为明显;3种情景下,2015—2100年巴音河流域地表径流将呈现先增加后减少的趋势。侧向流、地下径流、总产水量、融雪量将呈现增加趋势。研究结果可为柴达木盆地水资源管理和可持续发展提供科学依据和理论支撑。     

腾格里沙漠周边地区1960-2012年气候变化特征

根据腾格里沙漠周边地区9个气象站点1960-2012年逐月平均气温、平均最高气温、平均最低气温、降水量、平均相对湿度、日照时数和平均风速的观测资料,利用线性回归、滑动平均和Mann-Kendall突变检验分析了该区1960-2012年气候变化特征。结果表明:1960-2012年,腾格里沙漠周边地区年平均气温以0.34 ℃/10a的速率呈显著上升的趋势,并于1989年发生显著突变;从季节变化来看,冬季升温幅度最大,达0.52 ℃/10a;年平均最高、最低气温均呈显著上升的趋势,但是年平均最低气温的升温速率0.44 ℃/10a明显大于最高气温升温速率0.25 ℃/10a,增暖的不对称性导致年平均气温日较差以0.18 ℃/10a的速率显著减小。年降水量以1.08 mm/10a的速率增加,但变化趋势不显著,四季降水量均有不同程度的增加;湿润指数的变化亦不显著,年、春季、夏季和秋季湿润指数均有减小趋势,冬季湿润指数有增加趋势;年、季平均风速皆呈显著减小的趋势,年平均风速减小的速率为0.15 m·s^-1·(10a)^-1,日照时数以5.6 h/10a的速率呈不显著的增加趋势,各季节日照时数有不同的变化趋势,春季和夏季日照时数呈增加趋势,而秋季和冬季的日照时数呈减小趋势。     

国内生态环境遥感监测的内容与方法探讨

在总结大量实际工作的基础上,就区域生态环境遥感监测的指标与分类系统问题进行了探讨,提出了尽可能与现有的土地利用分类衔接,又较容易进行遥感判读和分类的土地利用分类系统;根据目前国内遥感数据获取和使用情况提出了遥感影像选择、处理以及合成的最佳方案,推荐了通过目视判读和自动分类获得土地利用状况的方法等,以期生态环境遥感监测能真正纳入环保部门常规的监测工作中.     

国内生态环境遥感监测的内容与方法探讨

在总结大量实际工作的基础上,就区域生态环境遥感监测的指标与分类系统问题进行了探讨,提出了尽可能与现有的土地利用分类衔接,又较容易进行遥感判读和分类的土地利用分类系统;根据目前国内遥感数据获取和使用情况提出了遥感影像选择、处理以及合成的最佳方案,推荐了通过目视判读和自动分类获得土地利用状况的方法等,以期生态环境遥感监测能真正纳入环保部门常规的监测工作中.     

中国北方近50年干旱变化特征

根据1950～2000年我国629个站逐月降水资料,采用Z指数作为旱涝等级划分标准,根据计算出的Z指数把各地的旱涝情况划分成7个等级,并在此基础上计算了干旱发生的范围.通过研究干旱范围变化趋势和特征,进而诊断干旱发生严重程度的变化.通过对近半个多世纪来的资料进行分析,发现我国北方主要农业区不同程度的干旱面积均有扩大趋势,在不同季节以及北方区内的其它区域干旱的发生发展还有不同的特征.     

黄河源区径流对气候变化的响应及未来趋势预测

利用1956-2010 年黄河源区流域水文、气象观测数据和2010-2030 年区域气候模式系统PRECIS输出数据降尺度生成的未来气候情景资料,通过分析流量的演变规律和揭示气候归因,预测了未来流量可能的演变趋势。研究表明：近55 年来黄河源区年平均流量总体呈减少趋势,并具有5a、8a、15a、22a 和42a 的准周期变化;南海夏季风减弱引起流域降水量的减少与全球变暖背景下蒸发量的增大和冻土的退化是导致黄河源区流量减少的气候归因;根据区域气候模式系统PRECIS预测结果,未来20 年黄河源区流量变化趋势可能仍以减少为主。     

气候变化对华北地区水资源供需影响的模拟预测

本文选择海河南系为华北地区的代表性区域,建立了该区水资源系统动力学模型(SD),对供需平衡在不同气候情景下的发展变化趋势进行了模拟预测。预测结果表明:气候变化对研究区水资源系统的正常运行将产生一定影响,尤其是对经济发展速度带来一定影响,但在本文假设的气候变化幅度范围,即(T≤1.8℃,ΔP≥-0.24%,气候变化不会改变水资源系统运行和发展的基本规律。经济发展、科技进步、人口增长和管理水平提高是水资源系统运行和发展变化的内在动力,决定着水资源系统及其供需平衡发展变化的基本趋势。预测结果可作为研究区需水管理和节水水平提高的定量参照指标,同时也为其经济规划、水资源调配提供必要的决策依据。     

澧阳平原晚冰期短尺度气候变化的风成沉积物稀土元素和粒度记录

对澧阳平原SL剖面的系统采样和室内稀土元素分析、粒度分析和AMS14C年代测定,揭示了澧阳平原岗地黄土剖面成因特征,探讨了澧阳平原晚冰期短尺度的气候变化过程。结果表明,澧阳平原岗地黄土在稀土元素配分模式上与黄土高原黄土-古土壤、镇江下蜀黄土具有高度的一致性,而且岗地剖面沉积物无任何水流作用痕迹,因此表明,澧阳平原岗地黄土剖面为风成成因。粒度结果表明,SL剖面较好地记录了晚冰期短尺度的气候变化过程,SL遗址剖面自然沉积物记录了晚冰期千年尺度的气候事件,如BL事件、OlderYD事件、AL事件、YD事件。SL剖面全新世早期表现为升温阶段,9.0～8.00kaBP的彭头山文化在此区兴起,表明此时气候相当适宜,适合人类生存。     

湖南近50年极端连续降水的气候变化趋势

采用湖南88个地面气象站点1960～2009年的逐日降水资料运用一元线性回归、小波分析及M—K突变分析等方法分析了湖南极端连续降水的时空分布特征及变化趋势。此外,也运用NCEP再分析资料简要分析了影响湖南极端连续降水的因素。研究表明：湖南极端连续降水的高值区位于湘西北、湘东南和湘东北,其余地区为低值区。且湘北和湘西北部分站点极端连续降水的强度可能减弱,湘中和湘西南部分站点极端连续降水可能比原来更少,而其余地区极端连续降水均可能增多。在过去50年湖南极端连续降水事件增多、强度增大,尤其是进入1990年代以后。在1990年代到2000年代初极端连续降水增多是突变现象,且存在2～3年、4～7年和12～16年左右的周期振荡。地形和气流相互作用、是导致湖南极端降水空间分布差异的主要原因之一,湖南西部和南部山区的净获得水汽较北部和中部平原净获得的水汽多,这与湖南极端降水空间分布基本趋势比较吻合。     

1990-2015年喜马拉雅山冰川变化的遥感监测及动因分析

采用Landsat TM/ETM+/OLI影像数据,结合比值阈值法与目视解译提取冰川边界,分析了喜马拉雅山冰川在1990-2015年的进退变化。结果表明:近25 a来喜马拉雅山冰川整体呈退缩趋势,冰川面积由23 229.27 km²减少至20 676.17 km²,共减少2 553.10 km²,退缩率为10.99%,研究时段喜马拉雅山冰川加速退缩,尤其是近5 a来,加速退缩的趋势尤为显著。研究区冰川主要分布在海拔4 800～6 200 m范围内,且随着海拔升高冰川分布面积呈先增加后减小趋势,综合分析喜马拉雅山山体海拔特征可知,5 200～5 600 m很可能是研究区的"第二大降水带"。依据山岳冰川分布特征,我们将研究区冰川分为山谷冰川、冰斗冰川、冰斗-山谷冰川、悬冰川和平顶冰川,其中悬冰川的数量最多,山谷冰川的分布面积和平均规模最大。结合研究区周边气象格点数据,同时以12a为滞后期发现,近25a来喜马拉雅山冰川持续退缩很可能是气温升高和降水减少共同作用的结果,且未来十几年内冰川仍可能处于持续退缩的状态。