西北地区大气水汽含量时空分布及其输送研究

利用ECMWF和NCEP/NCAR 1979-2016年逐月再分析资料,分析了我国西北地区大气水汽含量的时空分布及其输送特征。结果表明：（1）西北地区水汽含量在20世纪80年代中期至90年代末呈增多趋势,从90年代开始至21世纪初呈减少趋势。就季节而言,西北地区夏季水汽含量最多,占年平均水汽含量的46.6%。（2）西北地区水汽分布与降水分布具有一致性,水汽含量主要集中在西北地区东部及其西部的天山山脉、塔里木盆地东部一带,达12～30 mm,中部水汽含量较少,不足10 mm,水汽含量的空间分布呈现出“两边高中间低”的分布形式。（3）西北地区水汽输送以西风和季风两大环流系统为主,纬向西风水汽输送可达100～500 kg·m^-1·s^-1,在全年水汽输送中占主要地位,夏季从印度洋来的强度可达100～200 kg·m^-1·s^-1的西南季风水汽输送对西北地区东部影响较显著。（4）西北地区水汽源主要位于新疆天山山脉、青海中东部、甘肃河西走廊中西段、宁夏和陕西北部等地区,而水汽汇则位于甘肃南部、陕西南部一带。     

东北地区大气水汽输送和收支

利用1948-2006年NCEP逐日再分析资料(纬向风速、经向风速和比湿),计算了东北地区大气水汽输送和收支及其年代际变化.东北地区大气水汽输送主要集中在夏季.夏季水汽输送主要以西南风和南风为主,影响水汽输送的两个主要天气系统是西北太平洋副热带高压和东北冷涡.分析水汽通量散度的计算值,发现东北地区是明显的水汽汇集区.东北地区水汽输送和收支有明显的年际变化,并存在13-18 a周期的年代际变化特征.目前,东北地区处于大气水汽净收入低值时期,水汽输送和收支减少的趋势与21世纪以来东北地区连续出现的干旱有着密切的联系.     

艾比湖流域植被时空变化及驱动力分析

植被是反映陆地生态系统变化的敏感因子之一,对维持和调节生态系统稳定具有重要作用.以生态脆弱区艾比湖流域为研究区,采用地理探测器模型,研究艾比湖流域自然、人文因子及其交互作用对植被时空覆盖变化的影响,分析各影响因子促进植被生长的适宜范围(类别).结果表明:(1)2000—2020年艾比湖流域归一化植被指数(NDVI)呈现...     

北极水汽输送的时空分布特征研究

水汽输送可以通过直接或间接的方式影响北极地区(60°N—90°N)的水文、辐射和动力等气候因子。了解水汽输送的分布和变化特征,对研究北极气候变化具有重要意义。本文基于ERA5、JRA-55和MERRA-2再分析资料,分析了1980—2018年沿70°N水汽通量的水平分布、垂直分布和月平均分布,以及北极地区整层水汽通量在不同季节的变化特征和线性趋势。基于三种再分析资料的分析结果均表明,沿70°N的水汽输送在东北极主要为向北,在西北极为向南和向北相间分布且相对于东北极更活跃;沿70°N的向北水汽输送在垂直方向上的900hPa高度附近较为强烈。此外,沿70°N的向北水汽输送通量平均高于向南,说明了北极地区整体体现为水汽汇入地。北极地区的向北水汽输送在夏秋季比冬春季节更活跃,且夏秋季的水汽通量在向北水汽输送通道附近和北大西洋区域的增速更为明显。对沿70°N的水汽入侵的时间变化和水平分布结果进行分析后发现,水汽入侵主要发生在向北水汽输送通道附近,且水汽入侵受比湿的影响比经向风更大,这使得水汽入侵的年平均次数在2008年之后出现剧烈波动。整体上,相比ERA5和JRA-55, MERRA-2与IGR...     

长江流域大气水汽输送

长江流域大气水汽输送和水分平衡等问题曾有过一些研究。由于当时条件的局限,仅利用个别年分的资料或利用几个年分夏季的资料对长江流域部分地区进行了计算     

艾比湖流域抛物线沙丘表层沉积物粒度特征

对艾比湖流域抛物线沙丘表层沉积物样品的实验分析结果表明：沙丘表层沉积物粒径分布在0.4~2116.5 μm。沙丘表层沉积物主要成分为沙,且含有一定量的细砾和黏土成分;平均粒径从两翼间地至丘顶逐渐变粗,丘顶至背风坡脚逐渐变细;沉积物分选性整体较差,平均粒径愈小,分选性愈好;粒径频率曲线为正偏、基本对称、负偏和极负偏混合存在。沙丘表层沉积物的平均粒径与分选系数存在不显著的负相关性,与峰态呈现显著负相关,分选系数与峰态呈现显著正相关性。沙丘不同地貌部位沉积物的粒级、平均粒径、分选系数呈现出有规律的变化,系风沙流、沙丘形态、植被和沉积物综合作用的结果。艾比湖流流域内抛物线沙丘的物质来源为两个或两个以上的沉积物混合形成的多源供应物。     

夏季怒江流域水汽输送多支特征及对降水影响

基于高空间分辨率0.25°的ERA-Interim再分析资料、TRMM 3B43 Version7数据、气象站点实测数据等多源数据,本文采用一种新的流域边界水汽通量概化和提取方法,揭示了夏季怒江流域水汽输送多支特征,并分析了其对降水时空分异的影响。研究表明,在高黎贡山南部、北部,伯舒拉岭北部及念青唐古拉山中部,有4支区域性水汽输送高值区,多年平均输送通量分别达102.6 kg/(m·s)、66.3 kg/(m·s)、39.7 kg/(m·s)和41.3 kg/(m·s)。多支水汽输送不仅深刻影响流域水汽输送格局,而且对降水时空分异也有不同程度影响。年际变化上,中下游横断山区水汽输送对降水的影响较小,上游青藏高原区影响较大,尤其以那曲—比如—索县一带影响最为显著。空间分布上,流域降水与水汽输送通量呈显著正相关,受多支水汽输送影响形成多个区域性多雨带。     

艾比湖流域绿洲化与荒漠化过程时空演变研究

艾比湖流域生态格局是绿洲化过程和荒漠化过程相互作用的结果,以1990、2000年和2005年的遥感数据作为数据源,进行景观分类与制图,利用ArcGIS提取了艾比湖流域的绿洲和荒漠景观,基于占补平衡原理和变化检测,对比分析了绿洲退缩区和扩张区的数量特征和空间格局,并利用重心迁移模型得出绿洲和荒漠重心的变化趋势。结果表明：①1990-2005年间,研究区绿洲面积有所增加,荒漠面积呈减少趋势,绿洲退缩区的面积为1 853.75 km2,而绿洲扩张区的面积达到了1 912.13 km2。②研究时段内,绿洲的空间变化较大,其扩张区多位于艾比湖湖区周围以及艾比湖湖区西部以耕地为主的区域,绿洲退缩区主要位于研究区的东北部。③绿洲的重心向西南方向迁移了3.4196 km,同时,荒漠的重心向东北迁移,迁移距离为6.9999 km。     

艾比湖流域抛物线形沙丘形态特征

选择新疆艾比湖流域精河县东南部梭梭林沙地中的典型抛物线形沙丘为研究对象,以风沙地貌学、遥感、地理信息系统及测量学理论为基础,利用野外调查3S工作平台,运用RTK技术实地获取三维基础数据,通过ArcGIS10.0软件生成沙丘DEM,有效提取沙丘的地形因子和形态特征,量化分析了抛物线形沙丘的三维形态特征。结果表明：所研究抛物线形沙丘的平面形态为“U”形和“V”形,开口面向NW,即区域盛行风向,沙丘弧顶凸出指向SE,即下风方向,沙丘长轴走向与当地合成风向或输沙方向一致;迎风坡较缓,沙质较粗;背风坡较陡,沙质较细;横剖面不对称,北翼角长于南翼角;主要植被类型为梭梭,伴有芨芨草为主的若干草本,主要分布在风蚀洼地及沙丘脊上。运用RTK技术所获得的三维数据中,96%的高程值误差小于0.02 m,数据可靠。     

艾比湖流域气候变化及其径流响应

利用艾比湖流域5个气象站45年的气温降水资料,分析了艾比湖流域的气候变化特征。在近45年当中,艾比湖流城的气候发生了显著的变化,主要表现在气温的升高和降雨量的增加。艾比湖流城气候变化对区城水文水资源的影响主要表现在:1)近45年来艾比湖流域气温存在着明显变暖的总趋势,尤其以20世纪90年代最为明显。气候变暖具有明显的季节性差异,主要是在冬季,而春季变暖的趋势较为缓慢;2)近45年来艾比湖流域降水量呈现增多趋势,尤其是进入20世纪90年代后期,降水量明显偏多,其中夏半年降水量增长趋势率要高于冬半年降水量增长趋势率;3)艾比湖流域主要河流年径流的多年变化不大,总体上博尔塔拉河下游径流量呈减少趋势,而精河径流量呈上升趋势。博尔塔拉河下游地表径流对博乐站年降水量有正响应,精河地表径流对精河水文年降水量有正响应;4)变暖也造成了河湖水质的不断恶化,艾比湖和河流下游水体的矿化度逐年升高,水体化学类型由碳酸盐型向碳酸盐—硫酸盐型再向硫酸盐—氯化物型过渡。     

艾比湖流域水资源承载力综合评价

通过对系统内在作用机制的分析,以新疆艾比湖流域为例,利用模糊层次分析原理建立了流域水资源承载力综合评价指标体系并对其进行了量化分析。借助德尔菲专家调查法,将模糊层次分析法运用到研究区水资源承载力综合评价指标权重的求解中,对评价指标、具体评价过程和应用方法进行了分析说明。并预测了研究区未来规划水平年水资源承载力的发展趋势和方向。提出了该区域社会经济发展和水资源配置的规划方向,并探讨提高该区域水资源承载力的良策。这也为其它区域的水资源可持续开发利用研究提供了一定的借鉴和参考。     

基于KJ法的艾比湖流域生态环境综合治理研究

将系统分析中的KJ法应用于新疆艾比湖流域生态环境的综合治理对策研究中。首先制作了59张包含与艾比湖生态环境治理相关的信息卡片,之后根据信息的亲近性将其分为5个大组,每个组内再进行细分,最后得到艾比湖流域生态环境问题综合治理的结构模型图,从管理体制建设和工程措施两方面归纳提炼出了具体治理对策。应用结果表明,KJ法能够充分体现群体的创造性思维并将之有序化,能很好地应用于包括生态系统在内的各种自然、社会、经济以及复合系统的综合集成研究中。     

艾比湖流域水土开发的模糊综合评价

近年来随着水土开发活动的加剧,艾比湖流域已经成为我国干旱区生态环境严重退化的地区之一。水土资源利用的有效程度是区域水土资源可持续发展的前提与基础．直接关系水土资源的可持续利用。本文运用模糊综合评价模型．对艾比湖流域水土开发的有效性进行了评价。结果显示：艾比湖流域水资源开发利用率较高．平均达到75．99％;但水土资源有效利用率偏低．有效开发利用程度综合评分值只有0．316;水土资源开发处于低级及过渡阶段,工农业及经济属于耗水型．水资源综合管理水平低,但同时也说明水资源开发具有很大潜力。以评价结论为依据,给出了流域可持续发展水土资源保障的对策建议。     

新疆艾比湖周边柽柳沙堆的粒度特征

以新疆艾比湖周边的柽柳沙堆为研究对象,对柽柳沙堆表层及丘间地砂物质进行系统采样和粒度分析。结果表明:柽柳沙堆表层沉积以极细砂为主(占34.60%),其次是细砂(占21.90%),极粗砂含量最少(占0.08%);丘间地沉积物粒度组成与沙堆相似,只是各组分含量不同。柽柳沙堆表层砂物质平均粒径为4.08Φ;分选性很好;偏度属于极负偏;平均峰度属于尖窄峰态。柽柳沙堆砂的平均粒径与分选性(r=-0.869)、平均粒径与峰度(r=-0.830)都呈现高度负相关;分选与峰度呈现高度正相关(r=0.889);分选与偏度呈现不显著正相关;平均粒径与偏度、偏度与峰度都无相关性。区域风动力条件是影响柽柳沙堆粒度组成及其空间变异的主要因素之一。     

基于MOD16产品的鄱阳湖流域地表蒸散量时空分布特征

基于MOD16遥感数据集,统计分析了鄱阳湖流域2000-2010年地表蒸散量的年际和年内时空变化状况,探讨了不同地表类型下蒸散量的差异性变化特征。研究表明:①MOD16产品的精度能够满足鄱阳湖流域地表蒸散量时空变化分析的要求;②流域内平均蒸散量的年际波动较大,以2003年、2007年尤为突出,分别超出多年平均值49.28 mm和46.71 mm。ET空间格局呈现四周高、中间低的分布规律,尤其在高植被覆盖区蒸散量较大;③年内蒸散量呈单峰型分布,季节性变化特征明显,地表蒸散主要集中在5-9月份,最高值出现在7月;④土地利用特点基本影响着流域蒸散量的分布状况。蒸散强度大小按地表类型排序依次为林地>草地>农田>裸地>城镇。研究结果对鄱阳湖流域旱涝灾害成因分析、生态需水量研究等均具有一定的理论和实践参考意义。     

鄱阳湖流域水沙时空演变特征及其机理

运用改进的Mann-Kendall(M-K)趋势与突变检验以及线性回归分析等方法,系统分析了鄱阳湖流域的赣江、抚河、信江、饶河和修河等五大支流的5个主要水文控制站(外洲、李家渡、梅港、虎山、万家埠)1956-2005年的水沙序列,在系统搜集流域内水库信息的基础上,深入探讨了流域内水沙变化的原因.研究结果表明:(1)鄱阳湖流域各支流的水沙变化特征相异;除李家渡站径流无明显变化外,其余4站都有增加趋势(但未达到95%的置信度水平1.五大支流的输沙量变化比较复杂,外洲站、李家渡、梅港站和虎山站的输沙量在1985年以后减少的趋势显著,而万家埠站的输沙量直到1999年才开始减少;(2)森林覆盖率对输沙量变化的影响远远大于其对径流变化的影响,森林对减少湿季径流量的作用不明显,但对枯季径流量增加的影响显著.(3)水利设施(尤其是水库)对五大支流的水沙变化影响很大,尤其对输沙量的影响最为明显,这也是鄱阳湖流域大部分水文观测站输沙量减少的主要原因.     

艾比湖氮素的水平分布及环境意义

针对艾比湖水域面积逐渐萎缩的现实,系统地研究了TN、NH4+、NO3--N和NO2--N在艾比湖水体中的水平分布规律及其环境意义。结果表明,艾比湖水体中总氮分布特征有浅水区向深水区递减的特征,湖南部区域为总氮高值区,北部区域次之,中部最小。铵态氮为氮素的主要存在形态,其分布状况与总氮基本一致。硝态氮、亚硝态氮含量较小,分布水平与总氮基本一致。水体中总氮对底栖生物已经具有最低级别的生态毒性效应,对底栖生物群落及生态环境构成了威胁。