多时间尺度气象干旱指数在内蒙古典型草原的适应性研究

利用1981—2015年内蒙古典型草原牧草观测站土壤水分和气象观测资料,对比分析不同时间尺度气象干旱指数与各季节0～20、0～50、0～100 cm深度土壤相对湿度的相关性,探究多时间尺度气象干旱指数在典型草原干旱监测中的适用性,并基于多元回归分析构建各站点不同季节土壤相对湿度的预测模型.结果表明:春、夏、秋三季,内蒙...     

四种气象干旱指数在新疆区域适用性研究

利用降水量距平百分率(PA)、标准化降水蒸散指数(SPEI)、自适应帕默尔干旱指数(scPDSI)和气象干旱综合指数(MCI)四种气象干旱指数,进行变化趋势、相关性和干旱频率的分析,并与历史灾情进行对比,来研究1961—2020年新疆不同区域干旱指数适用性。结果表明,scPDSI和MCI指数显著上升,干旱程度呈减轻趋势,其干旱监测结果一致率高。PA指数变化趋势均平稳,但与其他三种干旱指数在全频域和高频域干旱监测结果一致率较好。SPEI指数在东疆和南疆东部区域显著下降,干旱程度呈加重趋势,与其它三种指数低频域干旱监测结果存在显著负相关。干旱频率分析结果显示,PA指数的特旱等级判定存在异常情况,特别是南疆和东疆。与历史灾情对比结果显示,MCI指数是对干旱灾害反映最好的。总体上,MCI指数在新疆地区的适用性要优于其它三种干旱指数。近60年来,全疆不同区域的MCI指数均呈上升趋势,各区域的干旱程度均有所减轻。空间上,新疆西北部发生干旱显著比南疆和东疆区域概率大。全疆不同区域在1962—1967年、1974—1977年、1989—1991年、1997年、2020年均发生干旱,并且主要集中在春夏两季较多,其中北疆西部和伊犁河谷区域易出现干旱灾情。     

内蒙古典型草原实际蒸散变化及其气象因素分析

蒸散发作为水分平衡的重要组成部分,其变化对于生态和水文具有重要的影响。文章依托锡林郭勒牧业气象试验站,利用大型称重式蒸渗仪的观测数据,分析了2006—2021年典型草原蒸散发的变化特征及其影响因素。结果表明：16年间典型草原年蒸散发总量呈现微弱下降趋势;典型草原蒸散发的变化特征与天然牧草生长进程一致,高蒸散期出现在天然牧草生育旺期;在草地生长季内,生长中期的总蒸散量和日蒸散量最大,生长初期的最小;相对湿度、气温和降水是影响典型草原蒸散发的主要气象因子。     

气象干旱综合监测指数在安徽省的适用性分析

利用1981—2016年安徽省77站日降水量、平均气温和土壤墒情资料,通过相关分析和主成分分析方法构建了该区域旱季(10月至次年3月)、涝季(4-9月)气象干旱综合指数MCI_anhui,从频率分布、干旱日数演变、不合理跳跃次数及代表站典型干旱过程等方面,对4种气象干旱指数在安徽省的适用性展开对比分析。结果表明:MCI_anhui在反映较重等级气象干旱时优于其他指数,能很好地诊断出安徽历史上典型大旱年;基于该指数的干旱日数时空演变表现为沿淮北夏旱和春末旱最多,江淮之间春末夏初旱情最多,沿江江南秋旱最多;36年所有干旱过程中不合理跳跃次数不足10次,就典型干旱过程中对降水反应的敏感性而言,它在表现干旱缓慢发展的特征时优于其他指数,不合理波动较少,且干旱后期缓和或解除过程中也不如其他指数过于敏感。综合来看,MCI_anhui对干旱过程具有较好的识别与诊断能力,在安徽省适用性良好。     

福建省几种气象干旱指数的对比分析

选用合理的干旱指数对干旱进行监测一直是干旱研究的难点之一,对不同指数的适用性进行研究可以为干旱监测提供一定的参考依据。基于1960—2017年福建省气象站的逐日气象观测数据,采用频率累积法对五种干旱指数的阈值进行修正,利用层次分析法计算不同等级干旱事件的权重,结合120个典型历史干旱事件,对降水距平百分率(P_a)、标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散指数(SPEI)、相对湿润指数(MI)、改进综合气象干旱指数(CI_(new))在福建省的适用性进行了分析。结果表明:CI_(new)适用于春秋冬季和年际的干旱监测,MI适用于夏秋冬季的干旱监测,这两种指数对重旱和特旱事件的监测效果比较好,SPI和SPEI对中旱和轻旱事件的监测效果比较好。五种指数均能比较好地描述干旱的发展过程,CI_(new)的监测结果更贴合实际,并且较符合干旱发生的机制。因此CI_(new)在福建省的干旱监测中比较适用,MI次之。     

内蒙古典型草原N2O研究刍议

利用中国科学院内蒙古草原生态定位研究站（ＩＭＧＥＲＳ）的气候、土壤、植被、土地利用方式和家畜等方面的资料,根据目前国际上Ｎ２Ｏ的研究进展,分析了内蒙古典型草原区影响Ｎ２Ｏ收支作用的可能控制因子,认为：（１）作为Ｎ２Ｏ主要来源的土壤,其理化性状,尤其是土壤温度、水分状况、土壤有机质和土壤结构等,是影响该地区Ｎ２Ｏ收支平衡的主要控制因子;（２）土地利用方式的改变对Ｎ２Ｏ的释放的影响还不十分清楚。草场农用与一定的耕作管理措施以及对天然草场的人为影响（割草、放牧等）是对Ｎ２Ｏ收支平衡影响的主要方面;（３）家畜排泄物,无论作为本地区的主要燃料,还是作为肥料,在典型草原区Ｎ２Ｏ的释放中起着不可忽视的作用。     

干旱严重指数(DSI)在内蒙古地区的适用性分析

利用MODIS遥感产品计算内蒙古地区2000-2019年植被生长季的于旱严重指数(DSI),并结合气象干旱综合指数(MCI)、植被状态指数(VCI)等干旱指数和典型干旱过程,对DSI在内蒙古地区的适用性进行分析.研究表明,DSI与MCI、VCI的平均相关系数为0.509和0.839,分别通过0.05和0.01的显著性检...     

抵御草原病虫害 内蒙古气象出新招

为有效解决日益猖厥的草原蝗灾危害,一套可提供草原蝗虫监测预测信息的服务系统———“草原蝗虫的气象遥感监测预测服务系统”日前通过了中国气象局组织的专家验收,草原蝗灾的监测预测乃至整个抵御草原病虫害工作有望得到实质性推动。近年来,蝗虫灾害在内蒙古草原持续爆发,不仅给生态环境造成重大影响,而且对国家正在实施的天然草原保护工程和环北京地区风沙源治理工程建设产生严重破坏。“草原蝗虫的气象遥感监测预测服务系统”是2004年由中国气象科学研究院主持,内蒙古自治区气象局参与、共同承担的国家科技部社会公益研究专项。此项目结…     

标准化降水蒸散指数在中国干旱监测的适用性分析

针对国际上最新提出的干旱指数——标准化降水蒸散指数(SPEI),从拟合优度检验、对历史干旱事件的刻画、以及SPEI与SPI、PDSI指数的关系角度出发,全面分析了SPEI指数在中国区域的适用性。结果表明,只有在冬季且时间尺度小于3个月时,新疆南部、西藏西北部和华北至河套地区的样本不服从Log-logistic分布;而在冬季且时间尺度大于3个月以及夏季的任何时间尺度,中国范围的样本都符合Log- logistic分布,所得SPEI指数可靠。SPEI指数能够准确刻画几次特大干旱事件的地域中心、影响范围和强度。与SPI指数相比,SPEI指数引入了影响干旱的潜在蒸发项,能够更精确地刻画干旱。而与PDSI指数相比,SPEI指数具有多时间尺度特征,计算更简便。     

内蒙古典型草原区近40年气候变化及其对土壤水分的影响

分析气候变化对草原区土壤水分的影响对了解草原退化原因、恢复草原生态环境有重要的指导意义。根据近40年气象资料和近20年的土壤水分观测资料,利用线性趋势等数理统计方法,分析了内蒙古典型草原区气候变化趋势和对土壤水分变化的影响,得出内蒙古典型草原区近40年气候变化趋势与全球气候变化规律相似;影响土壤湿度的气象因子主要是降水和蒸发,温度通过影响蒸发而间接影响土壤湿度,蒸降差是分析气候变化对土壤水分影响的直观指标。气候变暖导致蒸发加剧,在降水增加不明显的条件下,加速了土壤干旱化程度。     

内蒙古草地类型与生物量气候区划

根据内蒙古自治区1961—2007年107个气象站资料,利用梯度距离平方反比法,推算出内蒙古自治区湿润度的千米网格数据图形。结合内蒙古实际植被类型的分布规律,确定了内蒙古5种草原类型和6个产草量等级的气候区划指标。利用得到的气候区划指标,对湿润度栅格数据进行分级,绘制了内蒙古自治区天然草原草地类型和产草量地理分布的区划图。应用2007—2009年65个野外考察样点数据和2004—2008年49个生态观测站点的数据,对气候区划结果进行了可靠性验证,分析表明:内蒙古草原类型区划结果和实际的草原类型分布具有较好的一致性,可以用于内蒙古草原气候区划。针对各分区进行评述,并提出了合理布局的对策建议,研究结果可为内蒙古自治区农业结构调整及畜牧业生产优化布局提供参考。     

内蒙古草原气候特点与草原生态类型区域划分

为了合理开发利用气候资源，给草原畜牧业生产的分区管理提供科学依据，文章对内蒙古草原气候特点及气候对牧草生长、畜种分布和土壤环境的影响进行了分析，发现内蒙古气候湿润度的某些等值线与土壤带的分界线几乎完全重合，表明土壤带的形成与气候条件密切相关。而气候和土壤环境是草场类型及其生态系统的主要影响因素，因此以气候湿润度为主要依据，结合内蒙古土壤带的水平分布特征，进行草原生态类型区域的划分不仅具有合理性，而且具有稳定性。指出近年来的气候增暖以及由此引起的其他气候变化，虽使草原生产力有一定的提高，但并未使内蒙古草原的生态类型有所改变。     

Institutional change in social-ecological systems: The evolution of grassland management in Inner Mongolia

Communities living in the grasslands of present day Inner Mongolia have experienced dramatic social, economic and ecological changes over the past millennium. More recently, these grasslands have undergone widespread degradation, raising concern for securing local herders' livelihoods. To understand these changes in ecological and welfare outcomes over long time scales, we define five broad periods of relative institutional stability over the past millennium, characterize social-ecological system during each period, and then assess major changes between these periods. Looking at changes in institutional contexts helps explain some of our outcomes of interest. We find that while much attention has been given to the change in grassland lease structures in China, the role of market integration and buffers against historically natural constraints on livestock production (e.g., protection from the winter months) have decoupled formerly tight local social-ecological links. This decoupling, along with weak land tenure security due to a complex and volatile policy landscape, suppresses local incentives for grassland conservation.     

内蒙古植被NDVI变化特征分析

对植被状况和植被覆盖的研究可以反映植被受环境条件影响产生的时空变化。文章根据GIMMS-NDVI数据集1982—2006年影像数据,分析内蒙古农田、森林、草原三种植被类型NDVI年内、年际的变化趋势以及植被覆盖变化特征的空间差异。各植被类型变化曲线都呈现4—7月NDVI激增,8—10月NDVI猛降,冬季农田、草原植被覆盖接近裸土的特点。农田夏季NDVI平均值的历年线性变化趋势通过显著性检验,森林夏季NDVI平均值呈现下降的趋势,草原夏季NDVI平均值呈现上升的趋势,但都不显著。     

基于遥感数据的内蒙古草原灌丛物候变化研究

植被物候研究是全球气候变化研究的重要内容,但国际上有关干旱半干旱区灌丛物候变化的研究还很缺乏。为了探讨气候变化对内蒙古草原灌丛物候的影响,利用2000~2011年的MODIS EVI时间序列影像,采用动态阈值法得到6种灌丛12 a物候年际变化情况,结合样点附近气象站的气温和降水数据,分析了灌丛物候与气候变化的动态关系。结果表明：（1）内蒙古中西部草原灌丛返青期、枯黄期都呈现提前的趋势,生长季长度缩短;（2）春季均温升高和前一年秋冬降水增加可以提前灌丛返青期,是影响返青期的主要因素;（3）秋季降水减少和夏秋均温上升都利于枯黄期提前,夏季降水的作用则因灌丛种类不同而略有差异;（4）夏秋均温上升缩短了生长季长度,夏秋降水量、春季均温则多与生长季长度呈正相关。     

4种再分析月降水数据在内蒙古地区的适用性分析

利用1981—2020年气象台站的实测降水数据,对CRA40、ERA5、JRA55和MERRA2这4种再分析月降水数据在内蒙古地区的降水分布特征,与实测降水的相关性和误差进行分析。结果表明：(1)内蒙古地区4种再分析降水数据的空间分布与台站降水基本一致,误差分析表明CRA40与MERRA2的数据质量较高,ERA5次之,而JRA55数据质量相对较差。(2)CRA40和MERRA2在1983—1986年存在明显的降水低估,ERA5在2005年之后的内蒙古中东部出现明显的降水低估,JRA55在115°E以东存在明显降水高估,在115°E以西则以降水低估为主。(3)4种再分析月降水数据的年内最大均方根误差和绝对误差均集中在6—8月,与台站降水相关系数的年内最小值均出现在7月,内蒙古夏季汛期是再分析降水误差产生的主要时段。     

内蒙古气象影视服务的发展及对未来的思考

文章从设备、技术和业务项目等总结了内蒙古气象影视服务的发展历程;对中国气象频道本地化业务作了简要分析;为了使气象影视更好地服务于社会,提出了近儿年亟待解决的问题和未来的发展目标。     

Intensive Radiosonde Measurements of Summertime Convection over the Inner Mongolia Grassland in 2014:Difference between Shallow Cumulus and Other Conditions

Using radiosonde measurements from 26 July to 30 July 2014 at Baiqi over the Inner Mongolia grassland of China, the vertical structure of shallow cumulus(SCu) clouds and associated environmental conditions were investigated. The cloud base height and the cloud top height of SCu was 3.4 km and 5 km, respectively. The temperature of the SCu layer was less than 0℃. The horizontal advection of specific humidity was smaller than the vertical transport in the atmosphere below 5 km.Above 5 km, the thermodynamic structure of the atmosphere remained stable. At the interface of the cloud layer and free air atmosphere, there was obvious wind shear and a temperature inversion(~2.9℃). Comparisons of environmental parameters associated with cumulus congestus, rain and clear days, showed that the formation of SCu was characterized by a higher Bowen ratio(high sensible heat flux and low latent heat flux), which indicated intensive turbulence in the boundary layer. The formation of SCu was associated with the boundary layer height exceeding the lifting condensation level. The maintenance of SCu was likely associated with the lower convective available potential energy, weak wind shear, and weak subsidence of the synoptic system, which did not favor the dramatic vertical development of SCu and thereby the transformation of SCu to cumulus congestus.