天山山区草地变化与气候要素的时滞效应分析

通过选取新疆天山山区作为研究区,分析该地区气候参数(降水、温度、光照)对草地季节变化影响的滞后性特征.利用研究区内各气象站点的气温、降水和日照时数的逐句数据、SPOTVGT时序数据和土地利用覆盖数据,运用时滞相关分析和GIS空间分析方法.根据13个滞后期(0～12旬)和13个时间尺度(1～13旬)分析了植被NDVI与同...     

近50年内蒙古地区生长季变化趋势

以内蒙古地区47个气象站点1961~2010年气象数据为基础,应用Mann-Kendall趋势性检验和线性回归法分析了不同指标下内蒙古地区生长季变化趋势特征以及区域差异。结果表明:1961~2010年内蒙古地区生长季长度增加趋势明显,增加幅度约为13.0~17.0 d,各指标间差异小、一致性较高,可作为表征该区温度变化的一个重要应用指标;整个内蒙古地区生长季趋势的平均状态很大程度上掩盖了指标间的区域差异,内蒙古中西部地区生长季变化对温度阈值比较敏感,阿拉善盟地区0℃阈值生长季开始时间提前、生长季长度延长较强烈,乌兰察布盟以及锡林郭勒盟等地10℃阈值生长季结束时间延后、生长季长度增加更为突出;有无霜期限制对内蒙古中部大部分地区生长季趋势影响较大,尤其是对生长季开始时间。     

气候变化对水循环与水资源的影响研究综述

以全球变暖为主的气候变化已成为当前世界最重要的环境问题之一。气候变化对水循环与水资源影响的研究越来越引起国内外学者的的高度关注和重视。简要回顾了国内外气候变化对水文水资源影响研究的发展历程,着重论述了目前气候变化对水文水资源影响的重点研究领域:水循环要素变化的检测与归因分析、气候变化与人类活动对水循环与水资源影响的定量评估、未来气候变化情景下水循环与水资源的演变趋势预估、气候变化对极端水文事件的影响研究和应对气候变化的水资源适应性管理策略;并介绍了气候变化对水文水资源影响研究中的气候变化情景、水文模拟及陆-气模型耦合等重要技术手段。最后,针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需解决的关键问题。     

地形异质性对天山山区气候的影响分析

地形具有高度的空间异质性,同一区域不同地形对该区的气候变化有着显著的影响,分析研究地形异质性对气候的影响具有十分重要的意义。基于天山山区DEM栅格图像资料和61个气象站点1961-2014年的气温和降水资料,运用空间分析、反距离权重插值法、偏最小二乘法和统计分析等方法,对该区域的地形异质性及其对气候的影响进行了相关研究。结果表明：（1）天山山区整体坡度大,其中中部与西南部的地形异质性指标值较高,其它地区的地形异质性值偏低。（2）从气候的空间分布来看,天山中部的气温较低,降水量丰富,其他区域的气温较高,降水量较少。（3）在地形异质性对气候影响方面,坡度对研究区气候的影响贡献最大,而地表粗糙度对研究区气候的影响最弱。     

黄土高原植被对水热状况的响应研究

利用1999~2010年植被覆盖数据、气温与降水量数据,结合经验正交函数、时滞互相关法与奇异值分解法对黄土高原植被覆盖和水热状况进行研究。结果表明,水热组合状况主成分较多且时间变化规律性差,即水热综合状况比较复杂;植被覆盖特征明显。最大时滞相关反映出黄土高原南部小麦等作物对水热响应最快,其次为林木-温性植物-寒性、盐生、旱生植物-强旱生植物,滞后时间0~30 d。奇异值分解得出黄土高原绝大部分区域植被覆盖与水热变化一致,也存在明显负相关区。     

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。     

玉龙雪山现代季风温冰川对气候变化的响应

以玉龙雪山冰川区为研究区,基于野外观测数据及遥感数据,分析玉龙雪山现代季风温冰川的响应过程,探讨冰川变化的主要原因。结果表明:玉龙雪山地区冰川持续退缩明显;近年来白水1号冰川冰裂隙数量增多,规模扩大,冰川退缩速度不断加快;冰川冰体温度升高,从而导致冰川消融加快;2004和2009年在玉龙雪山东坡发生的崩塌事件,是冰川消融加剧,冰体温度上升的直接反应;气候变暖是玉龙雪山冰川退缩的主要原因。     

青藏高原夏季上空水汽含量演变特征及其与降水的关系

利用青藏高原(以下简称高原) 近30 年(1979-2008 年) 14 个探空站的温度和湿度观测资料以及83 个地面台站的月平均降水资料,分析了高原夏季上空水汽含量与地面降水的联系以及高原地区的降水转化率问题。结果表明：1) 高原夏季水汽含量在空间分布上表现出随海拔高度增高而减少的特征,其中东北部为最大值,东南部为次大值,而西北部为最小值。夏季降水整体上由东南向西北递减;2) EOF分解表明,高原夏季水汽含量存在两种主要的空间分布型：即全区一致变化型和南北反向变化型,其中以唐古拉山脉北侧为界呈现出的水汽含量南北反向型与降水的第一特征向量场表现出的南北反向型在空间分布上十分相似;3) 在年际变化上,高原夏季水汽含量的南北反向型与降水的南北反向型之间存在较一致的对应关系：即水汽含量出现南多北少时,高原南部降水普遍偏多而北部降水普遍偏少,反之亦然;4) 高原夏季平均降水转化率在3%~38%之间,其空间差异非常明显,高原南部降水转化率明显大于北部地区。     

雪数据集研究综述

大范围的雪盖变化是气候变化的指示剂,雪通过其自身的物理性质调节着地气之间的物质与能量循环,还能影响地表径流,调节水文循环,甚至在全球生态系统中发挥着重要的作用,因此建立数据集,实时监测雪盖的变化就变得非常必要。通过阅读大量文献,总结目前应用较为广泛的数据集,主要包括可见光/近红外数据集如NOAA数据集、MODIS数据集,微波数据集如SMMR数据集、AMSR-E数据集,以及多数据源的数据集。分析各种数据集的生成原理和优缺点,对目前雪数据集研究中可能存在的问题进行总结。     

1960-2010 年中国天山山区气候变化区域差异及突变特征

利用天山山区32 个气象站点1960-2010 年的逐月平均气温、降水数据和DEM数据等,进行了气候时空变化趋势和突变分析,研究结果表明：山区近50 年来年均气温呈明显的上升趋势,21 世纪以来年均温增加最明显,季节均温与年均温的变化趋势基本一致,冬季均温增加最明显,夏季均温变化最小;山区东段升温趋势最明显,北坡的变化趋势明显于南坡.自20 世纪60 年代以来降水量持续递增,其中80 年代开始更加明显;夏季降水量增加最明显,春季变化最小,山区年降水主要集中在春夏两季;山区气候空间分布呈现“两中心”的特征,东段为“干热”中心,西北部为“暖湿”中心,这两个中心的气候反差有扩大的趋势;山区气温和降水突变不太明显,春夏季气温突变可能发生在20 个世纪90 年代末至21 世纪初;秋冬季气温突变在20 世纪90 年代可能发生过;南坡和东段年均温突变可能发生在1982 年,北坡大致发生在1990 年左右.秋季降水突变发生在20 世纪80 年代末,其他季节不明显,年降水突变发生在80年代末期.     

东北地区夏季干旱风险评估与区划

利用东北地区逐日平均气温、降水量资料,定义了夏季干旱指数,分析了东北地区夏季干旱的时间和空间演变规律和特点,计算了东北地区夏季降水变异系数、夏季干旱风险指数和风险概率并进行了分析,定义了夏季干旱综合风险指数,并进行了综合风险分区。结果表明:东北地区夏季干旱在空间分布上呈西重东轻的特点,20世纪90年代以来,东北地区夏季干旱处于前所未有的多发阶段。黑龙江西南部,吉林、辽宁两省西部为夏季干旱高或较高风险区;黑龙江中北部和东部以及吉林、辽宁两省中部为夏季干旱较低风险区;黑龙江中南部、吉林东部,辽宁东南部为夏季干旱低风险区。对于夏季干旱的高风险区和较高风险区要采取重点防御、大力推广抗旱农业生产技术、加大气候预测研究力度、加强东北地区抗旱能力建设等措施,以减轻夏季干旱损失。     

粤北石漠化地区水文过程试验研究

通过在粤北石漠化地区选取不同石漠化阶段样地,进行人工降雨模拟试验,研究粤北石漠化地区水文过程。结果表明:随石漠化程度的加深,地表植物对雨水最大截留量不断下降,其中以重度→极重度阶段降幅最大,达6倍多。土壤持水量在重度→极重度石漠化阶段发生转折。地表径流在中度和重度石漠化土地上具有相同特征,但在与轻度和极重度石漠化土地中差异明显。当雨强为30~50 mm/h时,产流35 min内总径流量以中度石漠化样地最高;当雨强为51~60 mm/h时,以极重度石漠化样地最高;而当雨强为61~70 mm/h时,则以重度石漠化样地最高。在各石漠化阶段样地上以雨强35 mm/h进行人工模拟降雨60 min,有0.6%~2.71%雨水被植被及枯落物截留;2%~53.31%雨水被土壤吸收;2.18%~7.37%雨水转化为地表径流;41.8%~93.41%雨水渗漏形成地下水。     

广东深圳大鹏半岛海岸地貌特征

大鹏半岛位于广东省深圳市东部,海岸地貌类型多样,可分为基岩海岸、堆积海岸和生物海岸3大类型。文章根据野外调查和室内实验分析的结果论述了大鹏半岛海岸地貌类型、分布和成因,并在前人的研究基础上讨论了大鹏半岛海岸地貌演化过程：由于大鹏半岛处在构造隆升区,海岸类型以基岩海岸为主。多处基岩海岸保留了完好的海蚀崖、海蚀平台、海蚀槽穴、海蚀柱等各类典型的海蚀地貌。该半岛的堆积海岸主要发育于岩石岬角间的海湾内,在有河流流入的海湾处形成岬湾沙坝―澙湖海岸,在无河流的海岸处则形成湾顶海滩。半岛中段狭窄的呈哑铃状腰部的东岸,因深入内凹、波浪减弱,有淤泥质海岸发育;红树林发育于淤泥质海岸以及各澙湖内,而半岛周边浅海区有珊瑚群落生长。大鹏半岛以及邻近地区海岸地貌特征和海岸沉积物年代数据显示：1）地质构造与海平面升降是塑造该半岛海岸地貌的主要因素;2）该半岛的海岸地貌是在中全新世早期以后才开始发育的;3）该半岛全新世以来不存在强烈的地壳抬升;4）该半岛海岸中全新世出现过高于现代海平面的高海面。     

江南春季降水的准2a振荡及其与热带海温异常的关系

基于中国160站的逐月降水观测资料及NOAA扩展重建的海表温度资料,从1951~2012年逐月的历史时间序列中提取出准2 a振荡(TBO)分量,对中国江南地区春季(3~5月)降水的TBO特征及其与热带海温的关系进行了分析。结果发现:①TBO为江南春季降水最主要的年际周期,TBO分量的方差贡献占到原始序列的52.2%。②江南春季降水与热带海温异常存在明显的时滞关系,其TBO分量与前期Nino3.4区和印度洋海表面温度距平(SSTa)的相关较原始序列更为显著,且持续时间更长,说明热带海温异常对江南春季降水TBO分量的影响是非常显著的。③江南春季降水TBO与Nino3.4指数的时滞关系还呈现出显著的年代际转折,20世纪80年代中期之前,江南春季降水TBO分量与Nino3.4指数在滞后1~11个月内都表现出明显的正相关关系,但从80年代中期至90年代末期这种时滞关系减弱,直至21世纪以来,江南春季降水TBO与Nino3.4指数的时滞关系又重新建立。④通过对比分析年代际转折前后与江南春季降水TBO循环所对应的热带海温演变特征,发现在20世纪80年代中期之前,TBO分量与超前1个季节的赤道中东太平洋海温异常演变具有同步性,使得两者之间的正相关关系稳定;而1986~1999年期间,无论是赤道中东太平洋地区或者印度洋地区海温的演变,都没有表现出像之前类似的TBO循环特征,从而导致两者的相关关系减弱。也就是说,江南春季降水的TBO与中东太平洋海温时滞关系的年代际转折与赤道中东太平洋海温是否具有显著的TBO周期密切相关。     

西太平洋暖池区热含量和海表温度与江南春雨的相关性对比研究

利用Scripps和GODAS(Global Ocean Data Assimilation System)月平均海温资料,NOAA(National Oceanicand Atmospheric Administration)提供的逐月扩展重建海表温度资料以及中国气象局气象信息中心提供的中国753站逐日降水资料,分析了江南春雨的时空分布特征,通过SVD(Singular Value Decomposition)、时滞相关方法从预报的角度对西太平洋暖池区海表温度和热含量与江南春雨的关系进行对比分析。结果表明:近50 a江南春雨空间分布的主要模态为全区一致型分布,其次为南北反向型,第三模态表现为东西反向型;西太平洋暖池区热含量与江南春雨强度的关系比海表温度更为密切,从相关区域的集中性、稳定性及相关显著性和预报超前性等方面综合考虑,推荐将热含量作为预报江南春雨的首要因子。热含量影响江南春雨的敏感海区位于4°N~16°N,130°E~170°E,预报关键时段为前一年7~12月。     

基于TRMM数据的青藏高原降水的空间和季节分布特征

庞大的青藏高原不仅影响其周围的气候,也影响整个亚洲甚或全球的气候,而且本身还形成了独特的高原气候。但高原上气象观测站点极为稀少,降水资料奇缺,难以完整、深刻地认识高原降水的时空分布格局。选用热带降雨测量计划卫星(Tropical Rainfall Measuring Mission,TRMM)3B43月尺度降水率数据,并根据114个气象站点数据与TRMM数据的差额和克里格球形插值模型对原数据进行了修正,克服了原数据低值高估、高值低估的问题,并以此分析了青藏高原1998~2011年的多年平均降水的空间格局与季节分布特征。研究结果证实了青藏高原降水的空间格局呈现自东南向西北递减、自南向北逐渐减少的基本分布规律,包括喜马拉雅山北坡雨影区、高原西北部"寒旱核心"的存在;还发现了一些新的规律,包括阿里喀喇昆仑山少雨区、高原腹地相对湿润区、横断山脉中心相对干旱区等。高原降水的季节分配不均匀,其中,西、北部春(3~5月)、秋(9~11月)和冬(12~2月)的降水占全年降水比例均为20%~30%,夏季(6~8月)降水稍多,比例为30%~40%;东南部降水主要集中在夏季,比例高达40%~60%,春、秋降水比例为20%~30%,冬季降水比例低于10%。     

鄱阳湖滨沙地植物多样性特征

采用线路踏查法和空间代替时间的方法,调查统计鄱阳湖滨多宝沙山沙地植物组成、优势类群以及风沙化过程中植物组成、多样性、生态习性和生活型的变化特点。结果表明:(1)鄱阳湖滨多宝沙山沙地植物有129种,隶属于58科104属,其中被子植物为研究区沙生植物的重要组成部分;生活型谱以高位芽植物居首位,其次为一年生植物,具有明显的亚热带荒漠属性;优势类群主要为蔷薇科(Rosaceae)、蝶形花科(Papilionaceae)、菊科(Composi-tae)和禾本科(Gramineae)植物。(2)土地风沙化过程中,植物组成变化较大,固定沙丘上以特有种占优势,流动沙丘上主要是共有种,半流动沙丘上以共有种和稀有种组成;植物丰富度、多样性指数逐渐降低;旱生植物比例增多,中生植物减少,湿生植物仅在固定沙丘阶段出现;一年生植物的减少,地下芽植物的增加,变化幅度较大的为半流动沙丘至流动沙丘阶段。     

东北冬季气温年际、年代际影响因子的比较

采用1961~2012年东北三省53站月平均气温资料及NCEP/NCAR再分析资料。分析东北冬季气温变化特征。利用SVD法得出影响东北冬季气温的主要因子。分别从年际和年代际尺度上,用偏相关法分析了各因子对东北冬季气温独立的影响。结果表明:东北冬季气温以全区一致异常为主,气温显著上升;东北冬季气温主要影响因子是北极涛动、西伯利亚高压和东亚冬季风;年际尺度上,北极涛动和东亚冬季风适合描述东北中、北部的冬季气温。西伯利亚高压与东北南部冬季气温关系密切;年代际尺度上,北极涛动适合描述东北冬季气温。     

中国极化区发展及功能评估研究

通过中国极化区发展及功能模式分析方法探讨,构建识别极化区功能的指标体系,采用极化区发展分析及功能评估方法,对中国已经批准建设的、具有极化区发展潜力的16个规划发展区进行了发展状况分析及功能定量评估,并提出发挥重要竞争力和影响力、承担重要引领带动功能、具有重要门户和枢纽地位、支撑落后地区快速发展等4类适合中国区域发展现状的极化区发展功能模式。     

高分辨率石笋记录的三峡库区小冰期气候变化

基于重庆水鸣洞石笋(NSM03)7个230Th年代数据和438个δ18O数据建立三峡库区1250~1750 A.D.时段分辨率约为1 a的δ18O记录。分析显示石笋δ18O值在1280 A.D.开始迅速偏重,在1300 A.D.附近偏到近500 a来最重,显示季风迅速减弱,库区进入小冰期。石笋记录显示小冰期存在明显的年代际尺度干湿波动,特别是在1400~1650 A.D.时段石笋δ18O值高频振荡,显示季风降水处于频繁波动期。功率谱分析显示石笋δ18O序列具有显著树轮Δ14C周期和ENSO准周期,揭示太阳活动是小冰期主要驱动因素,同时受到海气耦合作用影响。