祁连山浅山区降水化学的环境意义北大核心CSCD

通过连续收集降水样品对祁连山浅山区民乐县大气降水特征及水汽来源进行研究,运用相关分析和主成分因子分析,探讨了2013年5月27日至2014年7月7日祁连山民乐地区降水常量离子的化学特征。结果表明:研究时段内降水离子浓度由大到小依次为Ca^(2+)>SO_4^(2-)>NH_4^+>Cl^->Na^+>NO_3^->Mg^(2+)>K^+,其中Ca^(2+)和SO_4^(2-)是高浓度离子,阳离子总浓度远远高于阴离子总浓度。降水pH平均值为7.44,降水电导率的变化范围为4.0μs·cm^(-1)~940.0μs·cm^(-1),平均值为167.93μs·cm^(-1)。Ca^(2+)离子和SO_4^(2-)离子分别占阳离子和阴离子总浓度的47%和44%。各阴阳离子随季节变化表现出明显的波动趋势,冬、春季节降水极少时阴阳离子浓度较高,而在夏季降水较多时各离子浓度较低。冬春季频繁的沙尘暴活动造成大气陆源气溶胶浓度升高,且该时段降水量少,因此降水离子浓度升高。相关分析和主成分因子分析结果表明,祁连山浅山区民乐县的降水化学离子主要来源于陆源物质,农业生产和人类活动产生的气溶胶是次要来源。     

克拉玛依大气降水化学组分及来源分析

利用2016年在克拉玛依酸雨观测站采集的降水样品,分析了降水中主要阴阳离子(F^-、Cl^-、NO^-3、SO^2-4、Na^+、NH^+4、K^+、Mg^2+、Ca^2+)、重金属元素(Al、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Cd、Pb、Hg)、总碳总氮浓度特征及可能的来源。结果表明:该区降水pH值在5.1~6.88之间,雨量加权平均值为6.25,其中pH>5.6的样品占94%。降水中各离子雨量加权浓度的大小顺序为Ca^2+>NH^+4>SO^2-4>NO^-3>Cl^->Mg^2+>Na^+>K^+>F^-,表现出了内陆性大气降水的特征,其中Ca^2+是最主要的阳离子,年均值为182.09μeq·L^-1,SO^2-4是最主要的阴离子,年均值为87.28μeq·L^-1,表明硫酸盐是该地区降水中的主要致酸物质。降水中总离子浓度秋季最高,春夏次之,冬季最低,其中SO^2-4、NO^-3、NH^+4、Ca^2+、Na^+浓度变化明显。相对酸度(FA)和中和因子(NF)计算结果表明99.5%的降水酸度被碱性成分中和,其中Ca^2+的中和能力最强,其次是NH^+4。降水中重金属元素Zn的均值最大,其次是Fe,最小的是Pb,与国内外城市比较,克拉玛依大气降水中大部分重金属含量都不高,其降水中有毒重金属污染较轻。可溶性总碳(DTC)、可溶性有机碳(DOC)和可溶性无机碳(DIC)浓度变化范围大,分别为1.62~9.97 mg·L^-1、1.62~7.19 mg·L^-1和0~3.75 mg·L^-1,平均浓度分别为4.37 mg·L^-1、3.60 mg·L^-1和0.78 mg·L^-1,可溶性总氮(DTN)的浓度变化范围为0.64~8.01mg·L^-1,年均含量为2.69 mg·L^-1,都与降水量呈负相关关系,而DOC和DTN的湿沉降通量与降水量呈明显的正相关关系。基于相关性分析表明,SO^2-4和NO^-3主要来自燃煤和化石燃料燃烧,Na^+、Mg^2+和Ca^2+主要来自风沙、扬尘,大气中铵类化合物主要以铵的硝酸盐形式存在。各重金属元素之间相关性差异较大,重金属主要污染源为金属冶炼、燃煤及人为活动。克拉玛依大气降水的化学组成特征主要受人为活动、化工生产、燃煤以及沙尘活动等影响。     

2005―2006年间粤西云浮市大气降水化学特征

对2005―2006年间在粤西云浮市采集到的40场降水样品进行降水化学分析.结果表明,降水离子的平均浓度为730.62 μeq/L,高于云南丽江、青海瓦里关山、香港、广东广州和鹤山等地,大气污染比较严重;降水中主要阳离子成分是Ca2+和NH4+,阴离子成分是SO42?和NO3?,共占离子总浓度的83﹪;离子浓度高值出现在降水偏少的汛期过渡期,低值则发生在降水丰沛的前汛期、主汛期和台风雨期;云浮降水离子浓度受地壳来源、工业交通污染影响较大,海洋源影响较小.     

2005-2006年间粤西云浮市大气降水化学特征

对2005-2006年间在粤西云浮市采集到的40场降水样品进行降水化学分析。结果表明,降水离子的平均浓度为730．62μeq／L,高于云南丽江、青海瓦里关山、香港、广东广州和鹤山等地,大气污染比较严重;降水中主要阳离子成分是Ca^2＋和NH^4＋,阴离子成分是SO4^2-和NO^3-,共占离子总浓度的83％;离子浓度高值出现在降水偏少的汛期过渡期,低值则发生在降水丰沛的前汛期、主汛期和台风雨期;云浮降水离子浓度受地壳来源、工业交通污染影响较大,海洋源影响较小。     

基于GIS的祁连山区气温和降水的时空变化分析

基于ArcGIS平台Geostatistical Analyst中的Kriging插值方法,和Spatial Analyst中的Surface Analyst,分析了祁连山区18个气象站点1960\_2005年气温、降水的数据,并且空间化显示了各年代间的气温、降水变化。结果表明:①1960\_2005年祁连山区的气温呈显著的上升趋势,升幅基本在0.5 ℃/10a左右,20世纪90年代中期以后气温上升最为明显,变幅最大超过1℃。②祁连山区的气温变化和西北地区的气温变化有很好的同步性。冬季气温分布趋势与夏季相同,但冬季南北坡的温差明显小于夏季。各月的平均气温直减率差别大,冬季气温直减率较低,春季气温直减率较大。③分析了祁连山区降水的累积距平,祁连山的东、中、西三段的降水在80年代以前都是呈下降的趋势,在80年代以后表现为显著增加,并且中部表现最为明显。在祁连山的北坡、南坡和的降水总体趋势变化也是在80年代,在80年代以前呈下降趋势,而80年代后为上升趋势。④祁连山区的降水呈上升趋势,降水具有明显的区域性和季节性, 从东南向西北逐渐减少,冬季降水均在13 mm以下,而在夏季降水量最高可达247 mm。     

中亚天山托木尔峰地区青冰滩72号冰川雪坑化学特征及其环境指示意义

基于2008年7月天山托木尔峰地区青冰滩72号冰川雪坑实测资料,探讨其冰川雪坑离子化学特征及环境指示意义。研究发现,Ca2+、Mg2+是青冰滩72号冰川雪坑中主要阳离子;雪坑中阳离子浓度顺序为:Ca2+>Mg2+>Na+>K+>NH4+,其中,Mg2+、K+和Ca2+主要反映长距离沙尘源物质传输情况;Cl-和Na+则一半以上来源于海盐;青冰滩72号冰川NO3-浓度高于天山地区含量平均值。     

天山奎屯河哈希勒根51号冰川雪坑化学特征及环境意义

2004~2007年在天山奎屯河哈希勒根51号冰川采集3个雪坑样品。运用相关分析、海盐示踪法等方法,对化学要素的季节变化特征及主要阴阳离子来源进行分析研究。结果表明,雪坑中不溶粉尘和主要化学离子具有明显的季节变化特征;春季期间降雪中粉尘浓度明显高于其他季节。主要离子的浓度在沙尘季节也明显高于非沙尘季节。雪坑中Ca²⁺是主要阳离子,SO₄^2-是主要阴离子。除NO₃^-外,雪坑中其他离子浓度之间均存在较好正相关。表明冰川区主要受中亚地区沙尘活动影响;同时雪坑中的离子(尤其是Na⁺)除陆源矿物粉尘之外,一定程度源于海洋源。     

1980—2017年天山山区不同降水形态的时空变化

利用1980—2017年天山山区35个气象站点的逐日降水资料,分离出3种主要降水形态后,运用线性倾向估计、Mann-Kendall(M-K)突变检验、滑动t突变检验、Morlet小波分析等方法研究了天山山区降水日数及降雨日数、降雪日数和雨夹雪日数的时空分布及变化规律。研究表明:(1)在空间上,天山山区降水日数和降雨日数表现为"北多南少,西多东少"的分布格局,降雪日数"北多南少"明显;降水日数呈现"西快东慢,北快南慢"的增长趋势,西段增长幅度明显,降雨日数普遍增多,大部分地区降雪日数减少,雨夹雪日数也有减少趋势。(2)近38 a来,天山山区降水日数表现为缓慢增长趋势,降雨日数显著增加,降雪日数减少,雨夹雪日数变化并不明显。(3)天山山区降水日数突变年在1986年前后。(4)降水日数、降雨日数、降雪日数及雨夹雪日数均存在明显的10 a左右的振荡周期,此外,降水日数、降雨日数和雨夹雪日数18～22 a周期波动也比较明显。     

高斯函数参量法及其在山区降水计算中的应用

本文根据乌鲁木齐河流域7个雨量站点多年(17~61年)的月平均降水数据的统计规律,提出一种新的、能够同时满足空间维和时间维插值需求的降水分布及降水量计算模型——高斯函数参量化法。该模型根据高斯函数的几何意义和降水分布规律,给高斯函数的参数赋予了明确的物理意义,从而把对降水量和分布函数规律的计算转化为对高斯函数少量参数(1~3个)的估计。不仅能够实现山区降水在时间上和空间上的插值,而且能够实现降水量和降水分布函数的相互转换。特别是能解决在高山区降水数据稀缺条件下的降水量和降水分布估计的问题。大大提高了降水数据的可用性。     

祁连山东部188 a上年8月至当年6月降水量的树轮重建

 通过在祁连山东部互助地区采集的油松样本,建立标准树轮（STD）年表,重建该地区近188 a上年8月到当年6月的降水,解释方差为48.8%。根据重建结果,历史上的湿润时期有1850s—1860s、1930s末—1950s、1970s—1990s以及2000s;干旱时期有1830s—1840s、1900s、1920s,其中1920s的干旱在北方大范围内普遍存在。根据本文重建结果与周围地区降水和PDSI重建比较,发现该地区降水变化与贺兰山地区干湿变化最为相近,尤其是1940s以前,在1940s之后与青海省德令哈和祁连山中西部地区的重建结果更为相似。因此推测,祁连山东部地区在1940s前后受不同的气候类型主导。     

Source and environmental significance of oxalate in Laohugou Glacier No. 12, Qilian Mountains,Western China

Retrieval of oxalate from snow and ice provides information on past environmental changes. In recent years, records of organic acids in middle-and low-latitude glaciers have attracted the attention of researchers globally. In this study, we analyzed oxalates in an ice core from Laohugou Glacier No. 12 on the Qilian Mountains at an elevation of 5,040 m a.s.l. in2006. Average oxalate concentration was 18.5±2.4 ng/g over the prior 46 years. Oxalate values showed a significantly increasing trend since 1985. From 1985 to 1995, oxalate concentrations had large fluctuations, peaking in about 1987 and exhibiting a slightly decreasing trend since 1995. The result shows that the abrupt increase of oxalate concentration in the ice core since the mid-1980 s reflects atmospheric environmental pollution by human and industrial activities.     

2008-2014年祁连山区夏季降水的日变化特征及其影响因素

基于中国自动气象站与CMORPH降水产品融合的逐时降水量0.1°×0.1°网格数据集通过逐时降水量、降水频率和降水强度等指标研究了2008-2014年祁连山区夏季降水的日变化特征,并结合ERA-Interim再分析资料分析了气象要素对降水日变化的影响。结果表明：① 祁连山区逐时平均降水量和降水频率的时空分布特征较为一致,即东中段大于西段,且7月最大,6月次之,8月最小;降水强度的空间分布则与降水量和降水频率的存在差异,且6月的降水强度平均值最大。② 白天和夜间的降水量均表现出东中段多于西段、山区多于平原的特点,并有明显的夜雨现象;从年际差异来看,2008-2014年白天和夜间的降水量均呈增加趋势。③ 祁连山区夏季降水平均相对变率介于5%~38%之间,全区20:00平均相对变率最大;逐时降水量和降水频率普遍存在较好的相关性,尤其是在东中段。④ 对比再分析资料发现,祁连山区降水日变化与相对湿度和地面温度等气象要素有关。     

Estimation of areal precipitation in the Qilian Mountains based on a gridded dataset since 1961

Based on a 0.5°×0.5° daily gridded precipitation dataset and observations in meteorological stations released by the National Meteorological Information Center, the interannual variation of areal precipitation in the Qilian Mountains during 1961-2012 is investigated using principal component analysis (PCA) and regression analysis, and the relationship between areal precipitation and drought accumulation intensity is also analyzed. The results indicate that the spatial distribution of precipitation in the Qilian Mountains can be well reflected by the gridded dataset. The gridded data-based precipitation in mountainous region is generally larger than that in plain region, and the eastern section of the mountain range usually has more precipitation than the western section. The annual mean areal precipitation in the Qilian Mountains is 724.9×10⁸ m³, and the seasonal means in spring, summer, autumn and winter are 118.9×10⁸ m³, 469.4×10⁸ m³, 122.5×10⁸ m³ and 14.1×10⁸ m³, respectively. Summer is a season with the largest areal precipitation among the four seasons, and the proportion in summer is approximately 64.76%. The areal precipitation in summer, autumn and winter shows increasing trends, but a decreasing trend is seen in spring. Among the four seasons, summer have the largest trend magnitude of 1.7×10⁸ m³×a^-1. The correlation between areal precipitation in the mountainous region and dry-wet conditions in the mountains and the surroundings can be well exhibited. There is a negative correlation between drought accumulation intensity and the larger areal precipitation is consistent with the weaker drought intensity for this region.     

祁连山水源涵养林区降水及温度时空变化研究

研究大气降水及温度的时空变化对建立气候预警系统有重要的意义。利用气象和水文自动监测仪器沿环境梯度和植被类型对祁连山水源涵养林区温度及降水时空变化进行了动态监测。结果表明,祁连山西水林区降水呈单峰曲线型,主要集中在夏季,占全年降水的72%;在环境梯度上差异较大,表现为乔灌交错带处(3 300 m)降水为最大,交错带以下随海拔的升高降水增大,交错带以上由于降水复杂性导致随海拔的升高而减少;在年际上差异更大,2004年以前降水量随年份的增大有下降趋势,2004年以后降水量增幅较大。祁连山西水林区气温从1986年以来逐渐上升,但年均气温大多在0 ℃以下,最低为-1.33 ℃,从2003年以来气温迅速上升,年均温最高为2.5 ℃,通过研究发现24 a以来气温上升了3.83 ℃;由于气温的上升,导致土壤温度上升较快,尤其是表层和深层土壤温度上升更快,该结论与当前的众多结论是相吻合的。     

Variations of the alpine precipitation from an ice core record of the Laohugou glacier basin during 1960-2006 in western Qilian Mountains,China

The net accumulation record of ice core is one of the most reliable indicators for reconstructing precipitation changes in high mountains. A 20.12 m ice core was drilled in 2006 from the accumulation zone of Laohugou Glacier No.12 in the northeastern Tibetan Plateau, China. We obtained the precipitation from the ice core net accumulation during 1960-2006, and found out the relationship between Laohugou ice core record and other data from surrounding sites of the northeastern Tibetan Plateau. Results showed that during 1960-2006, the precipitation in the high mountains showed firstly an increasing trend, while during 1980 to 2006 it showed an obvious decreasing trend. Reconstructed precipitation change in the Laohugou glacier basin was consistent with the measured data from the nearby weather stations in the lower mountain of Subei, and the correlation coefficient was 0.619 (P<0.001). However, the precipitation in the high mountain was about 3 times more than that of the lower mountain. The precipitation in Laohugou Glacier No.12 of the western Qilian Mountains corresponded well to the net accumulation of Dunde ice core during the same period, tree-ring reconstructed precipitation, the measured data of multiple meteorological stations in the northeastern Tibetan Plateau, and also the changes of adjacent PDSI drought index. Precipitation changes of the Laohugou glacier basin and other sites of the northeastern Tibetan Plateau had significantly positive correlation with ENSO, which implied that the regional alpine precipitation change was very likely to be influenced by ENSO.     

Assessment of diurnal variation of summer precipitation over the Qilian Mountains based on an hourly merged dataset from 2008 to 2014

To investigate the diurnal variation of summer precipitation in the Qilian Mountains in the northeast Tibetan Plateau, the hourly precipitation amount for this region during the summers of 2008–2014 are analyzed using an hourly merged precipitation product at 0.1°×0.1° resolution. The main results are as follows. (1) The spatial distribution and temporal variation of mean hourly precipitation amount and frequency are generally similar and hourly precipitations in the eastern and middle portions are larger and more frequent than that in the western portion. The high value area of precipitation intensity is obviously different from that of precipitation amount and frequency. (2) The spatial distribution of daytime precipitation is generally similar to that of nighttime precipitation, and the daytime precipitation is heavier than the nighttime precipitation. (3) The change rate of precipitation has a maximum at 20:00 Beijing time, and a minimum at 12:00. The hourly precipitation amount significantly correlated with frequency, especially for the middle and eastern portions.     

基于格点数据的1961-2012年祁连山面雨量特征分析

基于国家气象信息中心发布的全国0.5°×0.5°逐日降水量数据集和气象站点日降水量实测资料,利用主成分分析（PCA）和回归分析,研究了1961-2012年祁连山面雨量年际变化以及面雨量距平与干旱累计强度的关系。结果表明,该套格点数据能够很好地反映出祁连山及其周边区域降水的时空分布格局,山区降水量大于平原区降水量,山区东段降水量大于西段降水量。1961-2012年祁连山面雨量的多年平均值为724.9×10⁸ m³,其中,春、夏、秋、冬的面雨量分别为118.9×10⁸ m³、469.4×10⁸ m³、122.5×10⁸ m³、14.1×10⁸ m³,夏季面雨量最大,占全年的64.76%。除春季外,其他季节面雨量都呈现逐年增加趋势,夏季增幅最大,平均每年增加1.7×10⁸ m³。山区面雨量与祁连山及其周边区域的干湿程度表现出较好的相关性,干旱累计强度与面雨量表现出负相关性,山区面雨量较多时这一地区的干旱强度也较弱。     

Elemental composition and its environmental significance for the varicolored hills in the northern foothills of the Qilian Mountains of Sunan Yugur Autonomous County, China

The varicolored hills in the northern foothills of the Qilian Mountains of northern China, in the Hexi Corridor of Gansu Province's Sunan Yugur Autonomous County, have given this region a unique geomor...     

近50 年来祁连山及河西走廊降水的时空变化

利用1960-2009 年的日降水量资料,采用线性趋势、5 年趋势滑动、IDW 空间插值、Morlet 小波分析、Mann-Kendall 突变检验等方法,对祁连山及河西走廊地区不同等级降水日数和降水强度的时空变化特征进行了研究。结果表明:不同等级降水日数和降水强度的多年平均在空间上既表现出东西分异,也表现出南北分异;不同等级降水日数的年际变化在绝大部分区域呈增多趋势,且自东向西增幅减小,大雨强度的年际变化在绝大部分区域呈增大趋势,其它等级降水强度为部分区域呈增大趋势,部分区域呈减小趋势;小雨、中雨日数的年际变化呈显著增多趋势,大雨日数呈明显增多趋势,暴雨日数呈不明显增多趋势,小雨、大雨强度的年际变化呈不明显减小趋势,中雨、暴雨强度呈不明显增大趋势;不同等级降水日数变化的周期集中在2a、5a、8a、11a、19a,不同等级降水强度变化的周期集中在2a、5a、11a、15a、25a;除小雨强度突变减小外,其它等级降水日数均突变增多,降水强度均突变增大,降水量的增加主要是降水日数的增多造成的,其中小雨、中雨日数的增多贡献最大。