河北省干旱化初探

利用水文气象等环境资料,分析近50年来河北省干旱化特点及发展趋势。结果表明,该省气温显著升高,降水持续减少,湖淀干涸,湿地严重萎缩,河道断流,人海水量急剧减少,地下水环境由丰水区变成了特大超采区,草场面积减少,土地沙化面积扩大,区域环境干旱化形势非常严峻。气候变化和超负荷的水资源开发利用可能是河北地区干旱化的两个主要原因。     

全球变化与区域干旱化

本文总结了已完成的国家重点基础研究发展规划计划项目(“973”项目)“我国生存环境演变和北方干旱化趋势预测”(1999～2004年)和正在执行的“973”项目“北方干旱化与人类适应”的有关干旱化问题研究的部分成果。主要是中国科学院大气物理研究所最近几年在近代区域干旱化的事实及全球联系方面的研究进展,并对全球增暖背景下区域干旱化的形成机理展开讨论。     

关于我国北方干旱化及其转折性变化

过去半个世纪,中国经历了北方的"西湿东干"和东部的"南涝北旱"的降水分布格局。近十几年来,这种降水长期变化的分布格局是维持还是发生了变化?针对这个问题,本文基于年降水观测数据、自矫正的帕尔默干旱指数scPDSI、地表湿润指数SWI及GRACE（Gravity Recovery and Climate Experiment）卫星数据反演的陆地水储量（TWS）对中国区域干旱化问题进行了再分析。结果表明,近16年（2001~2016年）,中国东部地区（100°E以东）"南涝北旱"的格局正在发生显著的变化,长江上中游及江淮流域已转为显著的干旱化趋势,而华北地区的降水已转为增加趋势,东部"南旱北涝"的格局基本形成;北方过去的"西湿东干"也转变为"西干东湿"的空间分布特征。显然,中国区域的降水格局在2001年后发生了明显的年代尺度转折性变化,两种常用干旱指数scPDSI和SWI的分析也证明了这一点。但GRACE的陆地水储量（TWS）的分析却显示,最近16年来,中国东部"南涝北旱"的格局仍未发生变化,北方大部分地区仍然处于干旱化的时段,且有加剧的趋势,其原因有待于进一步研究。     

中国北方干旱化年代际特征与大气环流的关系

用CRU和ECMWF资料分析了近代中国北方干湿变化特征及其与东亚大气环流异常特征的关系.结果表明:中国北方干旱化具有显著的年际、年代际特征,20世纪70年代末干湿发生显著转变,西北东部和华北地区变干趋势明显,北方大部分地区干旱现象严重;中国北方地区当前的干旱化时空格局与东亚夏季风异常特征密切相关,夏季风减弱以及由此造成水汽输送量减少是导致干旱化发展的主要原因,而低层大气反气旋环流增强和气旋性环流减弱是引起干旱化的异常环流特征.     

半干旱地区吉林通榆"干旱化和有序人类活动"长期观测实验

简单介绍了吉林通榆"干旱化和有序人类活动"长期观测实验,该实验站同时也是国际协同加强观测计划(CEOP)的地面观测站.分析了2002年10月～2003年3月(CEOP-EOP3)非生长季观测到的近地面层微气象及能量通量资料.结果表明,在非生长季,半干旱地区农田和退化草地下垫面近地面层能量收支基本一致;感热通量占主要地位,占净辐射通量的70%左右;潜热通量及地热流都很小,通常小于30 W m-2.土壤温度日变化主要集中在地表以下20 cm土壤层,20 cm以下土壤温度日变化很小,但存在明显的季节变化.在非生长季,土壤表层10 cm厚度内,草地下垫面土壤体积含水量比农田大;20 cm以下深度土壤体积含水量的日变化很小,同样存在季节变化.     

用一维能量平衡模式研究华北干旱化的一些问题

近年来华北干旱化表现为降水减小和温度增加，本文用一维能量平衡模式在不计平流的条件下研究年温度增加和降水减少间的关系，所得结果大致符合我国北方的实际资料。还研究了在二氧化碳倍增情况下一维能量平衡模式得出的华北温度增加大小，其值在1℃左右，大致符合数值模式得出的结论，表明该模式在研究华北干旱化时有一定的用处。     

1951-2005年中国区域气候变化与干旱化趋势

摘 要：利用1951-2006年中国区域160个站的月降水及月平均气温资料,对中国区域近56 a气候要素的变化及其与干旱化联系的事实进行了分析。结果表明：降水减少的地区主要位于我国北方的西北东部、华北及东北;在南方,西南的降水减少趋势与上述地区具有类似特征。气温基本为增温趋势,而西北东部及西南地区气温也在20世纪80年代发生转折性变化,由80年代中期以前的降温趋势转为其后的增温趋势。地表湿润指数分析的结果指出：我国西北东部、华北、东北及西南地区当前正处于一个干旱化过程,但不同地区干湿变化特征及干旱化的持续时间和位相却有差别。     

中国气候过渡带干旱化发展趋势与东亚夏季风、极涡活动相关研究

利用国家气候中心1961~2000年中国160个测站降水量和NCEP/NCAR全球再分析资料,采取线性趋势变化、相关和水汽输送等分析方法,揭示中国大陆40 a的年和季降水变化趋势显著区域的时空分布特征,探讨与东亚夏季风和极涡活动的某些相关。结果表明:(1)经内蒙古中东部、山西省、河南省、陕西省和甘肃省东部至湖北省西部、四川省西北部和重庆市年降水量线性下降趋势较显著(其中相当部分为中国的气候过渡带),并明显向东与华北大部、东北地区中南部、环渤海地区、山东省和江苏省北部线性下降较显著区连成一片,构成占中国国土面积约1/5的气候变化干旱化区域,其中20世纪90年代年平均降水量负距平为50~100 mm的面积约达90万km2,其季节变化主要为夏、秋两季降水锐减,长江中下游、东南部沿海和广东省大部年降水量线性上升趋势显著,其中江西省20世纪90年代年降水量正距平在200 mm以上;(2)20世纪90年代夏季1000~300 hPa水汽输送积分负距平区与中国40 a气候变化干旱化区域总体相吻合;(3)中国西部地区东部与华北、东北地区中南部、环渤海地区降水干旱化区域连成一片,原因是多方面的,文中初步揭示了与影响中国的东亚夏季风在30°N以北地区活动和太平洋区极涡强度指数自20世纪70年代前后减弱相关显著。     

我国夏季降水的年代际变化及华北干旱化趋势

利用１９５１￣１９９４年全国３３６个测站夏季（６－８月）降水和太平洋海水表面温度资料来分析我国夏季降水的年代际主华北地区干旱化趋势。分析结果表明：我国夏季降水在１９６５年前后发生一次气候跃变,华北地区从１９６５年后夏季和水明显减少,干旱化的趋势明显,这种趋势与西非萨赫尔地区乾坤化的趋势相似;分析结果还表明我国８０年代的气候与７０年代的气候有较大差别,这种差别表现在长江、淮河流域从７０工末起降水增多     

中国西部退耕还林(草)和沙漠化土地绿化的区域性气候效应

中国正在实施的西部大开发必将导致较大规模的土地利用和地表覆盖(LULC)变化,其中最重要的两类LULC变化是退耕还林(草)和沙漠化土地绿化工程。利用最新的全球地表特征资料数据库(GLCCD)识别以上两项生态建设工程的实施规模与范围,并以此更新了目前比较流行的区域气候模式的下边界条件,利用修正了的区域气候模式研究上述大规模LULC变化可能对中国区域性气候造成的影响。使用的卫星资源数据库是由美国地质测绘局(USGS)和Nebraska-Lincoln大学牵头,根据NOAA卫星的AVHRR资料、USGS掌握的高分辨率数字化地图,以及生态区划和植被分布等资料组建的。     

西北地区东部干旱化与天气体系演变的关系

用EOF、PDF和场相似理论相结合的方法，分析了近20a来西北地区东部夏季代表月份干旱化与天气体系演变的关系。指出夏季代表月份东亚大气环流存在两类天气体系(Weather Regimes)，即A类和B类。A类与西北地区东部干旱环流型相对应；B类与西北地区东部偏涝环流型相联系。研究结果表明：近20a来，西北地区东部夏季代表月份与天气体系A型(干旱型)正相似日数有逐渐增多的趋势，与天气体系B型（偏涝型）正相似日数趋于减少。     

中国北方不同气候区晴天陆面过程区域特征差异

采用2008年7～9月份观测的中国干旱-半干旱区实验观测协同与集成研究资料,将我国北方干旱一半干旱区根据气候类型和地理位置划分为西北干旱区、黄土高原区和东北冷区三个区域,分析了干旱-半干旱区陆面热量平衡和辐射平衡日变化的区域差异.结果显示:不同气候区域的地表辐射和能量过程差异明显,而这种差异主要源于大气和土壤中可利用水...     

关于气象与人体健康研究的几个问题

关于气象、环境与健康问题的研究可总结为如下几个问题:1)气候变化及其影响,2)天气、气候变化与人类健康,3)大气污染与人类健康,4)关于气象条件与疾病的机理研究,5)环境与健康危险度评价。作者认为以下几个问题值得我国学者予以关注:1)气象与健康问题的检测,2)气侯变化与人类健康,3)气象与人类健康关系的机理研究,4)应用数值模式研究气象与健康问题,5)环境与健康危险度评价,6)疾病预测和预警研究,7)多学科交叉研究和更多部门对气象与健康问题的介入。     

浅谈雷雨天气观测中应注意的几个问题

介绍观测员在雷雨天气观测时应注意的几个问题和应对措施。     

农牧交错带陆面过程的数值模拟研究

利用CLM(Common Land Model)模式对我国内蒙古奈曼旗农牧交错带沙漠和农田两种不同典型下垫面的陆面过程进行了数值模拟试验,并与外场试验观测结果进行了对比分析。结果表明:无论是沙漠还是农田试验,CLM都能够较好地模拟其辐射通量和土壤中的热传导特征,CLM的模拟结果能够真实地再现试验期间土壤热传导过程对天气过程的响应。相比而言,模式对沙漠地区长波辐射通量和干燥时期短波辐射通量的模拟结果好于农田,其原因可能是因为农田下垫面植被及土壤特征较沙漠复杂,有着很大的不确定性,造成了农田地表反照率和温度模拟的偏差。而对农田热传导的模拟结果好于沙漠,反映了CLM对含水量较大、持水力较强的农田下垫面的热传导模拟能力较好,而对含水量较小、持水力较弱的沙漠下垫面的热传导模拟能力相对较差。     

沙尘暴研究中的若干科学问题

近年来,中国北方频繁发生的沙尘暴事件引起世人的关注.实际上,沙尘暴不仅影响空气质量、交通,造成土壤风蚀和其他人、畜生命财产等社会、经济损失,作为一种特殊类型的大气气溶胶,沙尘粒子还具有重要的气候和环境效应.作者在简单综述沙尘暴研究的基础上,将重点探讨沙尘暴研究中一些值得注意的科学问题.     

中国省级土地利用变化和林业温室气体清单编制方法

省级土地利用变化和林业（LUCF）温室气体清单主要评估“森林和其他木质生物质生物量碳储量的变化”和“森林转化温室气体排放”两类主要温室气体的排放源或吸收汇。省级LUCF温室气体清单编制方法以政府间气候变化专门委员会（IPCC）有关国家温室气体清单指南为基础,结合中国LUCF活动的实际情况,特别是在考虑核心关键数据的可获得性与可靠性的基础上制订完成。同时还建立了适用于不同省的关键排放因子和参数数据库,旨在为科学合理地编制中国省级LUCF温室气体清单提供方法学依据。     

陆面过程模式研发中的问题

陆面过程研究是充分理解天气/气候/地球系统过程不可或缺的重要主题。本文全面梳理了当前用于数值天气/气候/地球系统模式的陆面过程模式研制的问题,建议了当前陆面过程模式研制中需加强和改进完善的关键内容。特别强调在新一代模式研发中建立包含人类活动的高分辨率全球陆面过程模式;特别强调与其他学科相结合,形成不同行业的预报预测系统或研究方法和工具。建议建设中国的集模式发展、数据分析、模拟方法、高性能计算、数据可视化和应用示范为一体的陆面模拟综合集成平台,为天气/气候/地球系统模式提供陆面过程模式,为开展精细化的全球和区域陆面水文-气象-生态的预报预测提供科技支撑。