2002—2018年叶尔羌河流域积雪时空变化研究

积雪是冰冻圈中较为活跃的因子,对气候环境变化敏感,其变化影响着全球气候和水文的变化。积雪覆盖日数(SCD)、降雪开始时间(SCOD)和融雪开始时间(SCMD)是影响地表物质和能量平衡的主要因素。使用MODIS无云积雪产品提取了叶尔羌河流域2002年7月-2018年6月逐日积雪覆盖率(SCP),基于像元计算了SCD、SCOD和SCMD,系统地分析了其空间分布与变化特征,并探讨了其变化的原因及积雪面积的异常变化与ENSO的联系。结果表明:(1)研究时段内,流域的积雪覆盖面积呈微弱减少趋势,与气温呈显著负相关,与降水呈显著正相关;2002-2018年,SCP随海拔的升高呈明显的线性增加趋势(R2=0.92、P<0.01));各海拔高度带最大SCP出现的月份大致随海拔的上升往后推迟,最小SCP出现月份无显著变化(集中在8月),海拔4000 m以下,春季的SCP小于冬季,海拔4000 m以上,春季的SCP大于冬季。(2)SCD、SCOD和SCMD有明显的海拔梯度,在流域内,从东北至西南,呈现出SCD增加,SCOD提前,SCMD推迟的特征;变化趋势上,流域91.9%的区域SCD表现为减少,65.6%的区域SCOD有往后推迟的趋势,77.4%的区域SCMD表现出提前的趋势。(3)2006、2008年和2017年积雪覆盖面积异常偏大,而在2010年则异常偏小,其原因可能是ENSO影响了积雪的变化。(4)以喀喇昆仑为主的高海拔地区,包括帕米尔高原东部的部分地区,其SCD、SCOD和SCMD分别表现出增加、提前和推迟的趋势,这种变化与其春秋温度的持续走低以及降水量的增加有关。     

中国西北地区季节性积雪的性质与结构

中国内陆地区积雪分布十分广泛。根据西北地区大陆性气候条件下形成的“干寒型”积雪的特征 ,对中国天山和阿尔泰山山区的季节性积雪进行了观测与分析。结果表明 ,该区最大积雪深度达 15 2cm(1997) ,积雪层一般由新雪 (或表层凝结霜 )、细粒雪、中粒雪、粗粒雪、松散深霜、聚合深霜层和薄融冻冰层组成。与“湿暖型”积雪相比 ,“干寒型”积雪的性质具有密度小 (新雪的最小密度为 0 .0 4 g/cm3 )、含水率少 (隆冬期 <1% )、温度梯度大(最大可达 - 0 .5 2℃ /cm)、深霜发育层厚等特点 ,并且变质作用以热量交换和雪层压力变质作用为主。据中国科学院天山积雪与雪崩研究站 (43°2 0N ,84°2 9E ,海拔 1776m)的观测资料 ,中国内陆干旱区冬季积雪期雪面太阳辐射通量以负平衡为主 ,新雪雪面反射率达 96 % ,短波辐射在干寒型积雪中的穿透厚度达 2 8cm。春季积雪消融期 ,深霜层厚度可占整个积雪层厚度的 80 %。随着气温的升高 ,雪粒间的键链首先融化 ,使积雪变得松散 ,内聚力、抗压、抗拉和抗剪强度降低 ,积雪含水率也随之增大 ,整个积雪层趋于接近 0℃的等温现象 ,因此 ,春季天山、阿尔泰山等山地全层性湿雪崩频繁发生     

20世纪90年代无定河流域土地利用的时空变化

本文基于ArcGIS平台,以LandsatTM影像解译得到的三期土地利用数据为基础,结合统计分析工作,对无定河流域20世纪90年代土地利用数量、类型及其变化进行了分析。分析得出,前后2个5年间,无定河流域耕地、林地和未利用土地都是先减少而后稍有增加,草地则是先增加后稍有减少。在10年尺度上土地利用总的动态特征是,耕地与未利用土地面积减少,林地、草地面积增加。前5年无定河流域综合土地利用动态度为0.85%,未利用土地和草地的年变化率较大,耕地与水域年变化率较低。后5年无定河流域综合土地利用动态度为0.3%,林地与未利用土地年变化率较大,耕地与水域变化率较小。最后引入单一土地利用类型相对变化率反映出无定河流域土地利用变化存在明显的区域差异。     

2000—2019年新疆积雪终日时空变化特征

基于Google Earth Engine（GEE）遥感云平台,利用2000—2019年MODIS积雪产品资料提取和计算新疆积雪终日信息,利用趋势分析,变异系数等方法分析了新疆积雪终日时空变化特征和变化趋势。结果表明：（1） 新疆积雪终日以天山为界,天山以北长于南部,山区为积雪终日的高值区,盆地为积雪终日的低值区。北疆准噶尔盆地和伊犁河谷积雪终日在75~114 d之间,南疆塔里木盆地在0~31 d之间属于低值区。阿尔泰山脉、天山山脉和昆仑山脉区域在224~365 d之间属于高值区。（2） 南疆和北疆积雪终日有明显的时空差异,2000—2019年北疆准噶尔盆地和高海拔山脉地区积雪终日有明显的推迟趋势,推迟幅度达到14 d,占新疆总面积的8%。南疆塔里木盆地和东疆区域有明显的提前趋势,提前幅度达到16 d约占新疆总面积的44%。塔里木盆地和准噶尔盆地具有相反的变化趋势。（3） 新疆积雪终日年际变化差异显著,天山中段和北疆积雪终日出现不稳定状况,天山中段2002—2009年总体上呈现“M”型的特点,即多年积雪消融日年均值中出现明显的波峰和波谷,北疆2009—2019年积雪终日有较大的年际变化呈现出不稳定状况,出现明显的波峰和波谷,年际变化较大。     

天山西部中山带积雪变化趋势与气温和降水的关系——以巩乃斯河谷为例

根据位于巩乃斯河谷的天山积雪雪崩研究站近30年来的年最大雪深、月平均气温、月降水量观测记录，用平均差值法、最小二乘法、自回归滑动平均法检验了天山西部中山带积雪、冷季降水、冷季平均气温的变化趋势，结果表明，天山西部中山带积雪呈增加趋势，近30年来年平均增加1.43%，与青藏高原、南极大陆及格陵兰冰盖表面积雪积累增加相一致。天山西部中山带冷季气温和降水的变化趋势也是增加的，其中冷季降水平年平均增加0．12％，而冷季气温升高了0．8℃，积雪与冷季气温之间存在着弱的负相关关系，而与冷季降水呈显著的正相关关系。积雪的增加主要是因为气候变暖引起的冷季降水的增加对积雪增加的贡献大于由于冷季气温升高而造成积雪减少的贡献的结果。     

利用TM影像分析天山北坡三工河流域地表反照率的时空变化

下垫面状况是影响地表反照率分布的主要因素之一。利用遥感方法获取地表反照率时空特征是研究地表下垫面状况的有效手段。天山北坡具有典型的山地－绿洲－荒漠景观和山盆地貌格局,这一独特且复杂多样的地表下垫面特征形成了特有的垂直分布的地表反照率。通过对三工河流域TM影像进行地形校正,基于6S(Second Simulation of Satellite Signal in the Solar Spectrum)模型分析地表反照率的时空分布。结果表明:基于中空间分辨率遥感数据的地表反照率反演适合于地表起伏明显的天山北坡地表反照率的分析。由于受到地表覆被类型及地表干湿程度的影响,三工河流域地表反照率呈明显的垂直地带性分布。中山森林带和低山干草原带受地形起伏和阴阳坡作用,其地表反照率表现出有规律的上下波动。绿洲区随着地表覆被类型、作物结构和作物物候的变化,地表反照率波动较大。     

新疆伊犁河流域湿地保护与管理

伊犁河流域是新疆境内独特的湿岛,是我国17个优先保护的生物多样性关键地区之一。由于水土资源的大规模开发、工业化和城镇化进程的加速,伊犁河流域湿地受到了严重破坏。分析了伊犁湿地保护面临的主要问题,提出了伊犁河湿地资源保护、开发和合理利用的可持续发展对策。     

柴达木盆地那棱格勒河流域表层沉积物中锂的分布特征

柴达木盆地四湖区卤水锂资源极为丰富,那棱格勒河是其最重要的补给源,查清那棱格勒河流域表层沉积物中锂的分布和赋存特征对深刻理解卤水锂富集成矿过程具有重要意义。以那棱格勒河流域表层沉积物为研究对象,探讨了其中锂的赋存特征及分布规律。结果表明,研究区表层沉积物以砂和粉砂为主,锂主要赋存在粉砂和黏土粒级沉积物中;黏土矿物组成以伊利石和伊蒙混层为主,高盐度卤水环境有利于黏土矿物形成。元素地球化学分析显示,锂主要赋存在伊蒙混层矿物中,较高含量的K对于Li进入伊利石矿物晶格具有一定的抑制作用,Li和B在地质过程中应具有相似的地球化学行为。     

300 BC-1900 AD无定河流域城镇时空格局演变

通过分析和整理从战国中晚期（约300 BC）至清末（约1900 AD）无定河流域历代县级及以上城址的位置、兴废年代数据,结合行政区划沿革、经济社会发展、政权更迭等资料,分析流域城镇格局的时空演变过程。研究表明：① 受气候周期性波动影响,无定河流域城镇的兴起与衰废具有明显的周期性特征,城镇几何中心的移动轨迹具有明显的“西北—东南”向潮汐性运动特征;② 城址存续年限普遍较短,具有明显的阶段性特征,流域内曾存在过4个阶段性中心城镇,中心城镇移动的方向和过程与城镇几何中心的潮汐性移动过程趋势一致;③ 流域城镇空间格局可分为3种类型,即秦汉与隋唐时期的沿河流谷地分布,宋、明两代的沿边境线与长城分布,以及元、清两代集中于流域下游分布。流域城镇未来的发展布局应重视气候变化对城镇分布的长期影响,关注区域环境的脆弱性,合理安排城镇体系发展规模与布局。     

黄土高原祖厉河流域潜在植被分布模拟研究

植被空间分布格局深受环境影响, 分析植被与环境之间的关系一直是植物生态学的中心问题。论文从黄土高原自然植被恢复问题出发, 引出植被恢复的参照标准- 潜在自然植被。 依据气象站和雨量站观测资料, 建立气温降水与海拔高度和地理位置的统计方程, 以GIS 为技术支撑, 对两大环境变量进行空间化。通过野外观测取样, 结合气温降水的空间分布, 界定祖厉河流域不同草地覆盖度的生境空间。根据生境空间边界函数, 对整个流域内的潜在草地植被分布进行模拟。草地分布现状与潜在草地分布对比发现, 低覆盖草地由北向南扩展, 占潜在中覆盖草地面积的37.39%, 占潜在高覆盖草地面积的34.98%。中覆盖草地也在此向南部区域和北部山地扩展, 占潜在高覆盖草面积的11.51%。高覆盖草地收缩到南部和北部山地狭小地带, 仅占其应有区域的4.84%。     

乌鲁木齐河流域积雪状况及其对公路的影响

乌鲁木齐河流域的季节积雪分布状况受冷期内连续降水过程的降雪量和气温所控制。水汽来向、山坡朝向、海拔高度和下垫面性质是影响积雪的主要因素。一般有瞬时积雪,不稳定积雪,稳定积雪和永久积雪之分。季节积雪的分布界限,在秋末冬初随海拔高度的降低而逐渐下移,春末夏初则随海拔高度增加而逐渐上移。到7月下旬或8月初移至海拔4000—4200m的雪线附近。由于风的再搬运作用,使本来不厚的自然积雪在公路的局部地段形成影响车辆通行的雪阻现象。     

中国西部积雪变化特征

综合中国西部175个地面气象台站1957—1987年逐日积雪深度、密度和月积雪日数资料,1978年-1987年SMMR周积雪深度资料,1973—1987年NOAA周积雪面积资料,以及50余幅DMSP影像图,本文阐述中国西部积雪空间分布、季节变化及年际波动特征,并对中国西部积雪大尺度气候效应和青藏高原第四纪冰期问题作了初步讨论。     

天山积雪初步研究

本文依据气象、野外调查和部分文献资料写成,着重分析了天山最大积雪深度、积雪初、终期及其积雪期特征。研究表明,天山积雪存在明显地域差异:中天山和南天山南坡部分山区最大雪深超过100cm,甚至达到200或300cm,而东天山南坡盆地雪深仅15cm。中山带及其以下地区最大雪深出现在冬季始末,而高山带在暖季。林区雪深随海拔而增加,并在林线附近达到最大,然后急剧减小。天山中段北坡海拔440—3500m之间,每上升100m,积雪期延长80天;南坡小于此值。     

‘98嫩江,松花江洪水与流域综合管理

１９９８年夏季,嫩江,松花江流域发生历史罕见的洪水,此次洪水主要特征是水位高,水量大、持续时间长,灾情严重,由于嫩江支流相继发生洪水,致使嫩江干流再现三次较大的洪峰。农作物受灾面积４５６×１０＾４ｈｍ＾２,洪灾的主要原因是雨量大,汛期长,土地利用不合理,区域生态环境退化,缺乏控制性水利工程,亟需开展流域综合管理工作,加强水利工程建设,尤其是控制性水利工程建设,发展生态安全型农业。     

积雪对冻土热状况的影响

研究表明季节性积雪对其下覆冻土的热状况有显著的影响，雪盖的存在不仅阻隔了冻土层的热能散失，从而有提高地温的作用；而且由于积雪本身所具有的低导热性和较大容积热容量等特点，延滞外部气候条件对冻土热状况的影响。反映冻土热状况的一个重要指标－冻土深度的变化与气温，太阳辐射的变化密切相关，因此，地理位置和地形在地一气系统之间的能量交换中，对冻土的状况也重要的影响作用。     

THE RELATIONSHIPS BETWEEN SNOW COVER AND CYCLONES IN THE EASTERN UNITED STATES

Snow cover extent is correlated with the latitude, pressure, and frequency of cyclones at every five degrees of longitude from 70° to 100° West, for the winter seasons 1971 to 1980. Each cyclone parameter is also lag correlated with snow cover extent to test relationships between snow cover extent of one week and cyclone variables of successive weeks. More extensive snow cover is related to cyclones traveling farther south, having higher central pressure, and becoming less frequent.     

中国西部积雪微波遥感监测

用１９７８─１９８７年多通过微波扫描辐射计（ＳＭＭＲ）所获取的地表微波亮温及亮温－雪深区域订正反演算式，计算了１００°Ｅ以西中国境内年与季的平均雪量和雪盖率，以及它们的年际变化，阐明了积雪时空的变化。所取得的高原及高山低山积雪监测结果，为当地积雪资源的开发利用提供了可靠依据。     

天山季节性积雪的能量平衡研究和融雪速率模拟

本文采用能量平衡法模拟计算中国西部天山山地季节性积雪的融雪速率。结果表明:在融雪期,净辐射和感热通量分别占融雪能量输入的75.3%和22.6%;用于融雪和雪面蒸发所消耗的能量分别占吸收能量的95.1%和4.9%。用能量平衡法所计算的融雪速率和实测的雪面数据吻合的较好,表明用能量平衡法估算天山山地季节性积雪的融雪速率是可行的。     

中国季节积雪资源的初步评价

本文根据2300余个地面气象台站从1951年(或建站)到1980年逐日积雪与降雪观测资料,计算出我国年平均降雪补给量为3451.8 X 10~8m~3,冬季平均积雪贮量为535.6 X 10~8m~3,阐明了季节雪资源的地理分布规律,季节分配特征和长期变化趋势.指出了CO_2增温可能导致我国季节雪资源分布的区域分异倾向进一步加骤,引起北方土壤干旱化.三十年来,雪资源的波动是全球海气异常的结果.多雪冬天与厄尔尼诺南方涛动相同步.雪资源的两个正、负距平时期与我国农田受旱面积的两个明显的低高值时期基本吻合.长期变化趋势准确地反映出了全球气温变化过程,并与气温变化成正相关.