青海省4-9月连阴雨时空特征分析

基于1961—2020年青海省48个台站4—9月的降水、总云量和日照时数日资料，计算得到青海省各站连阴雨发生次数、持续天数和累计降水量，并通过旋转经验正交函数分解（REOF）、Mann-Kendall检验、小波分析和趋势系数等方法分析了青海省连阴雨时空间分布特征。结果表明：青海省连阴雨年平均发生次数为4次，持续天数为26 d，累计降水量为122.0 mm：空间上表现出东南方向向西北方向减弱的特点，时间上青海西部呈增加趋势，而东部则呈减少趋势；连阴雨累计降水量REOF空间分区分为东部区、中部区、南部区、西北区和西南区，其中前3个区累计降水量呈现减少趋势，后两个呈增加趋势；各区域突变时间分别为1988年、1969年、2005年、1974和1975年；5个区域的降水周期特征存在不同周期的嵌套，各区域普遍存在2—3 a的周期振荡。     

中国大陆夏季水汽稳定同位素空间特征

大气降水的水汽来源主要是海洋,而借助降水稳定同位素空间分布格局可以反演水汽输送路径,进而示踪水汽来源。利用全球降水同位素监测网数据,基于GIS平台完成了中国大陆夏季大气降水δD、δ¹⁸O和过量氘空间格局表征。中国大陆夏季氢氧稳定同位素空间分布存在着地域分异,其成因与不同水汽源及诸多环境效应密切相关。非季风区内的西北内陆高值中心与欧亚大陆自蒸发及经由西风带输送的大西洋水汽相关,青藏高原高值则是由高程效应所造成。季风区内大气降水稳定同位素总体呈现出自东南向西北递减趋势,多由纬度效应、大陆效应共同作用而形成;我国西南地区氢氧稳定同位素明显低于同纬度东南地区的,西南地区地形复杂和气流暖湿造成的雨量效应应该是主因。过量氘空间格局则与中国大陆三大气候带分界线基本吻合,区分了西北内陆低值区、青藏高原高值区及东部的自西南向东北递减趋势显著区。依据季风区内大气降水过量氘空间分布特征,大体推断出中国大陆西南夏季风与东南夏季风的区域影响分界可能在"长沙—西安"一线附近。     

青海省东部地区地质灾害危险性分区及评价

从1990～2004年发生在青海省东部地区的崩塌、滑坡、泥石流等共计121起个例出发,分析了地形地貌、岩性、植被和降水量等因素与地质灾害的关系。研究建立了地质灾害发育因子、基础因子和诱发因子体系,实现了青海省东部地区地质灾害空间评价量化表达。将青海省东部地区地质灾害潜势度、危险度均分为四级,结果表明:研究区中潜势度小的区域占研究区面积的37%,潜势度很大的区域所占比例最小为9%;地质灾害发生与累积降水量关系密切,当累积降水量≥50mm以上时,高危险区面积占研究区面积的34%;而累积降水量在25mm以下时,以不危险或低危险区为主。     

地形对超强台风罗莎降水影响的初步分析

为了进一步加深地形对台风降水影响的细节了解,用变分法合成的高分辨率降水资料和地形资料,结合日本再分析资料,对0716号台风罗莎登陆期间地形对降水的影响作了初步分析.过程降水量与地形相关分析表明,沿海地形对降水的影响较大.强降水区主要分布在沿海山体的迎风坡上.分析1小时降水量在不同强度区间的频次分布,发现在山体地形的影响下,山脉区域降水加强.浙江东南沿岸的山体引起的降水增益相对东北沿岸区域的山体偏大.利用日本再分析资料和地形资料计算了气流过沿海山体时的无量纲数Fr值.由于气流Fr较小,气流过浙江沿海地形时更容易翻越山体.抬升位置发生在迎风坡上,因而强降水区也落在迎风坡上.东南沿岸区域的地形对迎风气流的强迫垂直运动在垂直方向上的渗透比东北沿岸区域更深厚,这是导致东南沿岸区域地形对降水增益比东北沿岸区域偏大的原因.     

基于信息量和逻辑回归模型的安康市地质灾害易发性研究

综合考虑地形构造、植被土壤、水文条件、人类活动影响,运用信息量和逻辑回归的混合模型构建安康市地质灾害易发性概率模型。结果发现：高程对安康市地质灾害易发性程度的影响最为重要,其他依次为植被覆盖条件、年降水量、坡度、断层密度、河网密度等;河谷沿线和盆地的缓坡上(坡度小于25°)地质灾害易发性较高,河网分布集中地区,人口密度大,人类生产生活聚集,对周边山体的土层岩体破坏明显,地质灾害易发性高。通过对易发性概率分级可知,安康地质灾害中易发到极高易发区16 023.24 km²,占全市总面积的68.1%。安康中部地区以中易发到高易发区为主,其中紫阳北部、汉阴南部、汉滨沿汉江河谷两岸、旬阳西部与北部、白河东北部的河谷阶地处于高易发到极高易发区,其余地区以低易发到中易发区为主。     

基于GIS的大连冰雹分布与地形因子的相关分析

利用1971-2010年大连地区64个乡镇的冰雹观测资料和1:50 000数字高程模型,选择和设计对冰雹空间分布可能有影响的地形因子,如海拔高度、坡度、坡向、地形起伏度、地形切割深度等,采用数字地形分析、不规则窗口统计等方法研究冰雹分布与地形因子间的相关关系。结果表明：地形高程、西北偏西坡向和地形切割深度是影响大连地区冰雹分布的最主要地形因子。地形高程抬升下的强对流天气系统有利于降雹;西北偏西坡向有利于冰雹的形成;地形起伏显著的区域更有利于冰雹的形成和降落。建立了冰雹与地形因子间的回归方程,模拟了大连地区的冰雹空间分布,结果显示大连地区冰雹最严重区域位于瓦房店和普兰店北部地区,沿海及南部地区较少。     

大规模植被恢复对东亚气候的可能影响

利用动态植被模型CLM4-CNDV、区域气候模式RegCM4.6-CLM3.5和全球气候模式CAM4探究了当前气候状态下东亚区域可能的自然植被分布以及自然植被恢复对东亚区域气候产生的可能影响。结果表明,当前气候条件下,农作物区可能分布的自然植被为:蒙古高原以北、东北、华北平原和四川盆地的部分地区为裸土;东亚东南部及蒙古高原以北地区主要为林地;四川盆地及山东半岛主要为灌木;东北地区、东南沿海和长江中下游地区主要为草地。将农作物区恢复为自然植被后将对区域气候产生显著影响。其中,东亚东部大部分地区由于植被叶面积指数增加引起的蒸散发增强,使得夏季降水增加且温度降低显著;华北、四川盆地和广东中部平原地区植被叶面积指数减小,伴随区域内夏季降水显著减少且温度升高。而蒙古高原地区的气候变化不仅受区域内植被覆盖变化影响,还可能与印度地区和我国东南部植被变化引起的大气环流调整有关,使得蒙古高原西部冬季温度降低,而其东部夏季温度升高,同时夏季降水减少显著。研究所采用的试验方案是在相对理想的情况下进行的,但其结果为进一步区分不同地区植被覆盖变化的影响提供一定的参考。     

重庆市地形对雷电灾害主要致灾因子影响分析

利用2007—2016年重庆市闪电监测资料及该区域数字高程模型,使用GIS空间分析、数理统计等方法,研究了雷电灾害两种主要致灾因子(闪电密度、强度)与3类地形因素(海拔高度、坡度、坡向)之间的关系。结果表明海拔高度、坡向对地闪密度具有影响,坡度与地闪密度呈负相关关系;不同坡向分类之间的地闪强度分布具有明显差异,海拔高度、坡度与地闪强度不相关。     

不同地形高程数据对青海夏季气温和降水模拟准确度的影响

基于SRTM 90 m、USGS 30 s地形高程数据及青海气象台站实际海拔高度数据,分析了采用不同高度数据对青海地区2014年夏季气温和降水模拟准确度的影响.采用国家基本观测站的气象观测资料对模拟结果进行检验,结果表明:相对于台站实际海拔高度,模式地形总体偏高,青海南部和祁连山区海拔较高地区及青海东部地形梯度较大地区...     

近50年黄河上游流域年均降水与极端降水变化分析

利用1970-2017年45个气象台站逐日降水资料分析了黄河上游流域降水空间分布规律以及年均降水和极端降水的变化趋势,将黄河上游流域按照地形地势、海拔、气候带分布等多种因素划分成源头区、产流区、出口区,并结合极端降水指数采用Mann-Kendall法、小波分析法分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,研究极端降水时空变化。结果表明,黄河上游流域年均降水从东南向西北扇形递减,源头区和产流区是年降水量的主要贡献区域;年均降水和极端降水均存在明显的周期振荡特征,其中源头区和产流区在22年左右,出口区在18年和8年左右;整个上游区域,极端降水和年均降水的变化趋势较为一致,但年降水量近年来呈现增长趋势,而极端降水事件的发生频率则有所降低。     

基于DEM的气温插值方法研究

以甘肃河东为研究区,利用河东及周边的82个气象站点1971~2004年的月平均气温数据,结合数字高程模型(DEM),在分析平均气温与经度、纬度、海拔高度、坡度、坡向地形要素相关关系基础上,提出了一种基于DEM的多元线性回归空间插值方法(MLR),并与传统的反距离平方法(IDS)、样条函数法(SPLINE)和普通克里金法(OK)进行了精度比较.精度验证结果显示:无论从误差大小还是从插值效果上,考虑了地形要素的MLR方法均优于传统的插值方法.最后,基于MLR插值方法生成84 m×84 m甘肃河东地区月平均气温栅格数据集.平均气温结果表明:河东各月平均气温大致呈现由东南向西北逐渐降低的空间格局,且平均气温的季节内波动差异较大.其中,夏季气温的波动幅度最小,波动幅度自西向东减弱;冬季次之,有自北向南减弱的趋势;春季和秋季较大,有自西南向东北降低的趋势.     

植被覆盖对暴雨型滑坡影响的初步分析

根据遥感资料、地形数据和历史观测资料等,以江西省为例,分析了森林植被覆盖率、森林生物量和暴雨型滑坡的空间分布,以及森林植被类型对大气降水的截留作用。分析结果初步揭示了植被覆盖对滑坡的影响,认为植被覆盖程度高、生物量多和植被覆盖差、生物量低的中低山区,都可能发生滑坡灾害。不同林冠对降水的截留作用,减缓了降水对斜坡的冲刷,但当降水强度达到或超过暴雨强度时,森林对降水的截留率减小。同等地质环境条件下,植被覆盖率低,滑坡较易发生,但当降水强度较大时,特别是达到诱发滑坡灾害发生的临界值时,植被对滑坡体的重力作用则更加重了滑坡的发生。植被覆盖对滑坡的影响主要取决于降水强度。高森林覆盖区发生滑坡的雨量临界值大于森林覆盖率差的区域。     

青藏高原不同时间尺度植被变化特征及其与气候因子的关系分析

利用1982-2006年GIMMS NDVI数据,以多种统计方法为基础,探讨了青藏高原(下称高原)不同时间尺度(年际、季节及月)植被变化的时空特征及其与气候因子的关系。结果表明:高原整体年平均NDVI变化呈波动上升趋势,其中夏季趋势最大,达0.004(10a)-1。不同覆盖度像元变化对总体植被变化的贡献不同,低植被覆盖像元变化对各季节总体植被变化贡献均较大,其中冬季最大;中等植被覆盖像元变化的贡献主要在秋季;高植被覆盖像元的贡献则夏季最明显。青藏高原植被变化存在显著的空间差异,其中夏季呈增加和减少趋势的面积均最大,分别达30.51%、10.52%,增加的区域主要位于高原东部,减少的区域主要在高原中部的藏北高原。进一步分析高原植被和气候因子的相关性表明,中等植被覆盖区植被与气候因子的相关性最高,其次是高植被覆盖区,低植被覆盖区的相关性则最低。在年际和季节尺度上,植被生长主要与温度和降水的累积效应有关,其中在植被生长较好的季节和区域更明显。而在月尺度上,中低植被覆盖区植被生长受短期降水事件影响较大,高植被覆盖区则仍是温度的累积效应占主导。     

雅鲁藏布江流域NDVI对高程与降水的相依性研究北大核心CSCD

地形起伏与降水分布不均是植被空间分布差异的主要成因。西藏自治区雅鲁藏布江流域具有显著的高程差异,研究以NDVI和相应的降水及高程数据,统计分析NDVI随高程变化的分布规律,并结合滑动t突变检验与Pearson相关分析对其分布形态进行诊断。结果表明:(1)NDVI对高程具有高度依赖性,基本呈现随高程增加而线性减小的变化规律,NDVI随高程变化的减幅约-0.000 18 m^(-1),其中3 003 m以下和5 843 m以上区域内NDVI值随高程增加呈线性下降形态,而高程在3 003~5 843 m的样点NDVI实际值偏离拟合值较大;(2)3767 m与5 051 m高程界线将月NDVI分成0.65~0.88、0.17~0.49和0.09~0.24三个值域;(3)三个高程带内植被总体可被划分为2 5月、6 9月、10月至次年1月三个生长时期;(4)高程5 051 m以上区域内NDVI总体呈增加趋势,高程3 767~5 051 m区域内NDVI于6 9月呈下降态势,其余月份均表现为增加形态,而高程3 767 m以下区域内NDVI总体为下降趋势;(5)除32%的样点NDVI主要受高程影响外,51%样点NDVI受降水影响较大(主要分布于3 003~5 843 m之间的区域,尤其是高程位于4 010 m以上的区域),二者相关系数达0.7以上;还有17%样点NDVI受其他因素控制。     

定量研究雅安地形坡向坡度对降水分布的影响

利用四川省雅安市30 m分辨率基础高程数据,提取栅格的坡向和坡度参数,将雅安307个区域自动站在2017年汛期(6—9月)共50次的降水天气个例,分为16次大尺度降水和34次中小尺度降水,使用对应时次的欧洲中心细网格0.25°×0.25°再分析风场资料,根据不同的站点地形高度将风场合成平均风场,和各站点地形的坡向和坡度计算出其动力抬升作用,同时使用当天日照和天文太阳辐射值来计算地形的热力抬升作用,与对应降水过程的降水分布进行多元线性回归,根据回归的标准系数的大小确定各自变量对降水分布的影响,得出以下结论:(1)中小尺度降水中,地形的热力抬升作用对降水分布的影响作用最大,其次是海拔高度,地形的动力抬升作用在三者中对降水分布的影响最小;(2)在大尺度降水中刚好相反,地形的动力抬升对降水的分布影响作用最大,海拔次之,热力抬升作用在三者中影响作用最小;(3)日降水量最大值的站点海拔高度基本位于1 000 m左右,与抬升凝结高度对应较好;(4)从长期的统计来看,地形的动力作用和地表的植被情况对降水分布的影响最大。在实际预报工作用,根据不同的降水类型,关注不同的动力和热力作用对于判断降水分布大值区的位置有较好的参考作用。     

西北地区东部秋季降水日数时空特征分析

利用西北地区东部(95°~112°E,32°~41°N)共104个测站的1960~2000年秋季(9~11月)降水日数资料,通过主成分分析和旋转主成分分析等方法,对我国西北地区东部秋季降水日数异常的时空特征进行了研究。结果表明:西北地区东部秋季0.1 mm以上的降水日数多年平均分布总体上从南向北减少,并存在两个多雨日中心,一个位于祁连山地区;另一个位于青海南部和四川北部地区。其异常分布主要表现为一致性异常和西北与东南相反的异常两种形式,降水日数气候区可主要划分为西北东部副热带季风区、青海东北及甘肃中部区、甘肃河西及河套地区、青海高原南部及川西高原区。各气候区代表站降水日数年代际变化均呈现下降趋势,1978年前后是秋季降水日数由多变少的转折点。     

雅鲁藏布江流域NDVI对高程与降水的相依性研究

地形起伏与降水分布不均是植被空间分布差异的主要成因。西藏自治区雅鲁藏布江流域具有显著的高程差异,研究以NDVI和相应的降水及高程数据,统计分析NDVI随高程变化的分布规律,并结合滑动t突变检验与Pearson相关分析对其分布形态进行诊断。结果表明:(1)NDVI对高程具有高度依赖性,基本呈现随高程增加而线性减小的变化规律,NDVI随高程变化的减幅约-0.000 18 m~(-1),其中3 003 m以下和5 843 m以上区域内NDVI值随高程增加呈线性下降形态,而高程在3 003~5 843 m的样点NDVI实际值偏离拟合值较大;(2)3767 m与5 051 m高程界线将月NDVI分成0.65~0.88、0.17~0.49和0.09~0.24三个值域;(3)三个高程带内植被总体可被划分为2 5月、6 9月、10月至次年1月三个生长时期;(4)高程5 051 m以上区域内NDVI总体呈增加趋势,高程3 767~5 051 m区域内NDVI于6 9月呈下降态势,其余月份均表现为增加形态,而高程3 767 m以下区域内NDVI总体为下降趋势;(5)除32%的样点NDVI主要受高程影响外,51%样点NDVI受降水影响较大(主要分布于3 003~5 843 m之间的区域,尤其是高程位于4 010 m以上的区域),二者相关系数达0.7以上;还有17%样点NDVI受其他因素控制。     

西北地区近40年年降水异常的时空特征分析

利用西北五省(区)137个测站1961—2000年历年月降水量资料,采用EOF、REOF、小波分析对西北地区年降水量的时空分布、演变规律及各异常区的周期特征进行了诊断分析。结果表明：(1)西北区降水受大尺度天气系统影响,第一持征向量反映了全区一致的多雨或少雨,但也存在东西和南北的差异。(2)西北区年降水空问异常可分为6个气候区(异常型),即高原东北区、北疆区、青海东部区、西北东部区、南疆区、河西走廊区。(3)近40年中除高原东北区及西北东部区降水呈下降趋势外,其余各区呈上升趋势。(4)各异常区降水存在l0年以上较长周期和3～4年短周期振荡,但其显著周期及其年代变化差异较大。     

四川省冰雹分布与地形因子关系分析

利用四川省数字高程模型(DEM)和1970—2014年四川省143个气象站点45年冰雹资料,使用相关分析、逐步回归、数字地形分析和分区统计等方法,研究了四川省冰雹分布与地形高程、坡度、坡向、经纬度、地形起伏度及地形切割深度的关系。研究结果表明:四川省冰雹分布有明显的地理分布特征,地形高程、经度、地形起伏度及西北偏西坡向等地形因子是四川省冰雹分布的主要影响因子。建立冰雹与主要地形影响因子的回归方程,模拟四川省冰雹空间分布,结果显示模拟值与实际值分布趋势一致,但模拟数据整体偏小。     

近40年黄河源区气候要素分布特征及变化趋势分析

用Mann-Kendall统计检验方法对黄河源区13个气象站点1959—1997年日照、气温、降水、蒸发的分布特征和变化趋势进行了分析,结果表明:近40年黄河源区年平均日照时数表现为微弱的下降趋势,空间分布呈明显的从北部向南部减少的态势,变化趋势从中部向西部、东部、北部逐渐减少;年平均气温呈明显的上升趋势,空间分布规律从西向东、从南向北逐渐增加,变化趋势为中部、南部地区上升趋势最小,北部、东部、西部上升幅度较大;多年平均降水呈较弱的下降趋势,空间分布规律从东南向西北逐渐减少,变化趋势表现为大部分地区降水量呈下降趋势;年平均蒸发量的下降趋势幅度较大,空间分布规律从北部向南部逐渐减少,变化趋势表现为大部分地区呈减少趋势,以北部地区最为明显。另外,本文也应用线性倾向估计方法对黄河源区各气候要素进行了分析,这两种方法得到的结果基本一致。