NCEP/NCAR 再分析资料在喜马拉雅山-青藏高原气象研究中的可行性分析

Due to the difficult logistics in the extreme high elevation regions over the Himalayas and Tibetan Plateau, the observational meteorological data are very few. In 2003, an automatic weather station was deployed at the northeastern saddle of Mt. Nyainqentanglha (NQ) (30°24′44.3″ N, 90°34′13.1″ E, 5850 m a.s.l.), the southern Tibetan Plateau. In 2005, another station was operated at the East Rongbuk Glacier Col (28°01′0.95″ N, 86°57′48.4″ E, 6523 m a.s.l.) of Mt. Qomolangma. Observational data from the two sites have been compared with the reanalysis data from the National Centers for Environmental Prediction/National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR), reliability of NCEP/NCAR reanalysis data has been investigated in the Himalayas/Tibetan Plateau region. The reanalysis data can capture much of the synoptic-scale variability in temperature and pressure, although the reanalysis values are systematically lower than the observation. Furthermore, most of the variability magnitude is, to some degree, underestimated. In addition, the weather event extracted from the NCEP/NCAR reanalyzed pressure and temperature prominently appears one day ahead of the observational data on Mt. Qomolangma, while on Mt. NQ it occurs basically in the same day.     

用NCEP／NCAR再分析辐射资料估算月平均地表反照率

本文利用１９７９年￣１９９５年１７年平均的ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ（Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎ－ｔａｌ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ／Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｅｎｔｅｒ ｆｏｒ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｒｅｓｅａｒｃｈ,美国国家环境预报中心／美国国家大气研究中心）再分析辐射资料估算了全球月平均地表反照率．从所得结果的时空分布来看,用ＮＣＥＰ／ＮＣＡＲ辐射资料得到的全球地表反照率基本     

ERA-Interim再分析和NCEP FNL分析资料在东南极中山站至Dome A断面的适用性研究

利用2008年南极中山站至Dome A断面上观测站的近地面气象观测资料对ECMWF ERA-Interim再分析和NCEP FNL分析资料在东南极地区的适用性进行了验证。结果表明,ERA-Interim再分析资料的气温表现明显优于FNL分析资料,其与观测的年均绝对偏差在南极大陆沿岸地区1℃,在内陆高原2℃;而FNL分析资料的气温在南极内陆高原地区较观测明显偏暖,尤其在冬季偏暖达8—10℃,表明其不能直接用于南极内陆高原气温的变化分析。FNL的地面气压与观测比较接近,逐月平均偏差仅约1 h Pa,其精度明显高于ERA-Interim再分析资料的地面气压,而后者在沿岸地区存在明显的系统性偏低。ERA-Interim和FNL的近地表风速、风向差异不显著,其与观测的年平均、季节平均绝对风速偏差在沿岸和下降风区1 m·s-1,在内陆高原约2—4 m·s-1,年平均风向绝对偏差10°。     

利用NCEP再分析资料和新一代天气雷达资料对干旱区一次持续阴雪天气的分析研究

利用NCEP再分析资料和银川新一代天气雷达资料,对2008年元月中下旬宁夏持续阴雪极端天气进行了环流背景及雷达回波特征分析。分析表明:欧洲阻高的建立与崩溃、里海到巴湖切断低压的维持加深与减弱、东亚大槽的稳定维持、副高的偏北偏强及高原东侧西南气流的存在,为宁夏持续阴雪天气提供了有利的环流背景及较好的水汽条件,低层辐合、高层辐散为降雪天气提供了持续的上升运动,而低层高原低值系统的作用,是造成局地大降雪的主要原因。降雪雷达回波强度一般维持在10～25 dBz,超过30 dBz的回波面积小,回波顶比较平整,顶高普遍在4.0～6.0 km,最高达到7.0 km左右,零速度线有时可表现为明显的 “S”型结构;利用Z-I关系进行雷达定量降水估测对降雪有一定的反演能力。     

青藏高原冷暖气候变化趋势的R/S分析及Hurst指数试验研究

利用青藏高原1953-2002年77个气象台站的常规地面观测资料,选择不同类型变化趋势的部分台站。选取年平均气温(■)、年平均最低气温(min)、年平均最高气温(■max)、年极端最低气温(tmin)、年极端最高气温(Tmax)5项气候要素,运用R/S分析法研究并预测了青藏高原未来冷暖气候变化趋势,研究表明:青藏高原未来冷暖气候变化趋势与过去50年以来的变化有着很好的自相似性。今后青藏高原总体将继续变暖,用分形理论的原理,设计了一种Hurst指数试验。对青藏高原北部和南部的年平均气温、年平均最低气温进行了试验研究。结果表明:依据青藏高原北部和南部的区域平均气候倾向率,未来10年,■将升高0.2~0.4℃;min将升高0.3~0.5℃;min将升高0.7~0.8℃;■max将升高0.3~0.4℃;■max将升高0.4~0.6℃。其中年平均气温、年平均最低气温升高趋势的持续性很强,期间没有转折,没有冷暖变化的突变点。     

"省公顷"在小城镇生态足迹分析中的应用研究——以山东省晏城镇生态建设为例

为了更真实地反映同一个省内镇域的生态负荷及其生态容量现状,在综合分析了有关生态足迹模型的优缺点后,提出以"省公顷"为计量单位计算小城镇生态足迹的模型。用全球公顷(gha)和省公顷(pha)两种方法分别对晏城镇2004年生态足迹进行计算。计算结果表明:晏城镇2004年生态足迹采用gha 方法的计算结果为1.711 hm²/人,采用pha方法计算结果为1.210 hm²/人;该镇生物承载力采用gha 方法计算结果为0.985 hm²/人,采用pha方法计算结果为1.034 hm²/人;前者计算得到晏城镇生态赤字为0.726 hm²/人,后者为0.176 hm²/人。比较晏城镇和山东省各类土地类型的生态赤字/盈余,得出了晏城镇在耕地、林地和建筑用地都存在生态盈余,在化石能源用地、水域和草地存在生态赤字,分析造成生态赤字/盈余的原因,并提出相应对策。     

Reliability of NCEP/NCAR reanalysis data in the Himalayas/Tibetan Plateau

Due to the difficult logistics in the extreme high elevation regions over the Himala-yas and Tibetan Plateau, the observational meteorological data are very few. In 2003, an automatic weather station was deployed at the northeastern saddle of Mt. Nyainqentanglha (NQ) (30°24′44.3″ N, 90°34′13.1″ E, 5850 m a.s.l.), the southern Tibetan Plateau. In 2005, another station was operated at the East Rongbuk Glacier Col (28°01′0.95″ N, 86°57′48.4″ E, 6523 m a.s.l.) of Mt. Qomolangma. Observational data from the two sites have been com-pared with the reanalysis data from the National Centers for Environmental Predic-tion/National Center for Atmospheric Research (NCEP/NCAR), reliability of NCEP/NCAR reanalysis data has been investigated in the Himalayas/Tibetan Plateau region. The reanaly-sis data can capture much of the synoptic-scale variability in temperature and pressure, al-though the reanalysis values are systematically lower than the observation. Furthermore, most of the variability magnitude is, to some degree, underestimated. In addition, the weather event extracted from the NCEP/NCAR reanalyzed pressure and temperature prominently appears one day ahead of the observational data on Mt. Qomolangma, while on Mt. NQ it occurs basically in the same day.     

念青唐古拉山脉西段雪线高度变化遥感观测

利用Landsat TM/ETM+/8 OLI和HJ1A遥感影像资料作为数据源,通过目视解译方法,提取念青唐古拉山脉西段雪线高度变化值,同时对研究区周边气温与降水变化趋势进行分析,研究其与冰川变化的关系。结果表明：2004~2013年北坡13条冰川和南坡15条冰川的雪线高度都呈升高的趋势;从整体上来考察,北坡雪线高度升高值为14 m/a,南坡升高值为4.9 m/a,北坡升高速度比南坡快;自1964年以来,研究区气温升高趋势显著,降水增加不明显,气候变暖是冰川退缩的主要原因;北坡冰川比南坡冰川经历更大的物质负平衡,主要是由于气温的升高率北坡比南坡快所致。     

珠穆朗玛峰地区雪冰中重金属浓度与季节变化

对2005 年9 月采自珠穆朗玛峰北坡海拔6523 m 的东绒布冰川积累区一批雪坑样品中重金属Ba, Co, Cu, Zn 和Pb 的浓度利用电感耦合等离子体质谱仪进行了测试, 重金属浓度范围分别为(pg/ml); Ba2~227、Co2.8~15.7、Cu 10~120、Zn29~4948、Pb14~142。并利用气体稳 定同位素质谱仪MAT-252 对样品稳定氧同位素比率(δ¹⁸O) 进行了测试, 雪坑样品对应的时间为2004 年夏到2005 年秋, δ¹⁸O和重金属元素的浓度都存在着季节变化特征。在夏季风期间δ¹⁸O 值和重金属元素的浓度都很低,而在非夏季风期间δ¹⁸O值和重金属元素浓度升高,反映了不同的水汽来源对重金属浓度季节变化的影响及其环境意义。Co, Cu, Pb, Zn 的地壳富集系数(EF_c) 分别为: 3.6、27、33、180, 表明该地区Pb, Cu, Zn 已经受到了人类活动的污染, 其中Zn 受到的污染最大。     

Water quality and light absorption attributes of glacial lakes in Mount Qomolangma region

As they are products of glacier movement, the water body composition and water quality attributes of glacial lakes have distinct characteristics compared with inland lakes. Although satellite remote sensing provides an effective approach to monitor water quality, lack of in-situ measurement data on the status and environment surrounding glacial lakes presents a major constraint in relating satellite data to water quality indicators. This study presents findings of a preliminary investigation into water quality attributes of 3 glacial lakes in the Mount Qomolangma region. Suspended particulate matter （SPM）, light absorption attributes of phytoplankton, nonalgal particles （NAP）, and colored dissolved organic matter （CDOM） were measured. The suspended substance concentration varies markedly from 0-320 mg/L. This is considered to reflect differing stages of lake development. l-he chlorophyll concentra- tion is much lower than that found for inland lakes, as landscapes that surround these high altitude lakes have almost no vegetation growth. The phytoplankton and CDOM concentration depend on long-term stability of lake slopes. Given the lack of exogenous and endogenous inputs in the Qomolangma region, CDOM in glacial lakes is significantly lower than in inland lakes. These preliminary findings could support efforts to appraise estimates of water quality parameters using remotely sensed images.     

珠穆朗玛峰北坡东绒布冰川成冰作用的新认识

冰川成冰作用的研究对于选择冰芯钻取点具有重要的科学意义。前人对珠穆朗玛峰北坡冰川成冰作用的研究,由于缺少高海拔区域的实测资料而具有一定的局限性。文章通过1998年东绒布冰川垭口处(6 500 m a. s. l.)11 m冰芯和海拔6 450 m处20 m冰芯剖面的成冰作用过程研究,认识到由于水、热条件的逐年波动,冰川成冰作用也处于变化之中。珠穆朗玛峰北坡东绒布冰川高海拔区域,在一定的水、热条件下(如气温较低和降水量较大等),再冻结-重结晶作用依然占主导地位,该成冰作用至少在垭口部位是有分布的。而一般在气温较高或降水量较少等条件下,冰川的成冰作用则以冷渗浸-重结晶作用为主。     

1979~2005年青藏高原位势高度场变化趋势的时空特征

利用NCEP/NCAR位势高度再分析资料分析了1979~2005年青藏高原及其邻近地区30hPa、100hPa、300hPa和500hPa位势高度场变化趋势的时空特征。研究表明:(1)1979~2005年青藏高原区域平均位势高度场在对流层中层存在上升趋势,且主要发生在冷半年;随着等压面的升高,高度场上升趋势减弱;到平流层高度场呈显著降低趋势,且主要发生在暖半年。(2)从空间上看,平流层位势高度场年平均变化整体呈显著降低趋势,大致呈纬向分布,南部降低趋势强于北部,特别是高原东南、孟加拉湾北部降低趋势最强;对流层中层位势高度场变化趋势以上升为主,高原东北部上升趋势尤其显著。(3)尽管与高原各层位势高度值本身相比,变化趋势是一个小量,但国内外不同区域及不同空间尺度的研究都发现有类似现象,故对此应给予重视。今后应进一步加强青藏高原位势高度场时空变化趋势的驱动机制、影响及其对全球变暖的区域响应研究。(4)1979年以来NCEP/NCAR位势高度再分析资料用于青藏高原及其邻近地区的气候变化研究是有效的。     

基于R/S分析黄河及黄土高原主要河流水资源的变化

河流水资源观测资料反映河流随时间变化,它表现为一时间系列。作为非线性分析的工具,R/S可以有效地分析这些资料的时间系列。将R/S 这一时间序列分析方法引入到水资源观测资料的处理和分析中,并应用该方法对黄河及黄土高原地区主要河流在1956—2004年间水资源观测数据进行处理,预测了今后黄土高原地区水资源的变化情况。分析结果表明,黄河及黄土高原地区主要河流径流量赫斯特指数在0.2771～0.3305之间,均小于0.5,背离了正常的长程相关趋势性增强的变化规律,预测了径流量逐步增大的趋势。     

从秦岭蕨类植物区系地理成分论秦岭山地生态分界线的划分

依据2007~2008年野外实地调查以及相关文献资料,运用植物区系地理学和数量生态学方法,分析了秦岭蕨类植物区系的物种组成和地理分布特征,划分了秦岭蕨类植物的垂直带谱,并以此为基础探讨了秦岭山地生态分界线的划分,得出以下主要结论:(1)秦岭共有蕨类植物36科85属311种,优势科为鳞毛蕨科、蹄盖蕨科和水龙骨科,优势属为鳞毛蕨属和耳蕨属;在科属水平上,以热带成分占优势;而种的水平则以温带成分占绝对优势。(2)根据秦岭蕨类植物南北坡垂直带谱的对比分析,南坡海拔1000m左右应该是一条重要的生态分界线。(3)南坡1000m以下蕨类植物区系组成更接近亚热带区系,而其他地带则与温带蕨类植物区系更为接近,DCA排序很好地证明了此结果。综合来看,将南坡海拔1000m作为秦岭山地亚热带与暖温带的生态分界线较为科学。