利用树轮资料重建通天河流域 518年径流量

利用长江源区曲麻莱、治多的树木年轮宽度资料,通过分析树木生长与流量变化的关系,重建了长江源区通天河流域直门达水文站1485年以来年径流量的变化,并进行了变化特征分析。结果表明:在重建的518年中,直门达水文站年径流量最显著的丰水期发生在19世纪前半叶,最显著的枯水期发生在17世纪的后半叶。特丰水年有96年,偏丰水年有117年,特枯水年有86年,偏枯水年有81年,正常水年有138年。重建序列存在43年、37年、32年、5年和2年左右的显著周期。     

利用树木车轮资料重建西藏中部过去气候的初步尝试

为较可靠地利用年轮气候学方法重建过去气候，本文依据西藏中部，四个经过合适取样和精确定年的树木年轮年表，首先确立了它们各自生长状况对气候要素的响应函数，进一步明确年轮宽度与气候变化的关系。接着，选择可被重建的气候因子，并建立包括前期生长在内的、经过正交变换的转换函数，达到重建过去气温和降水的目的。此外，还划出不同的校准期和验证期，采用统计方法和其它类型代用资料进行检验。     

呼图壁河流域过去313 a春季平均最高气温序列及其特征分析

 根据采自天山北坡中部呼图壁河流域6个采点的树木年轮样本,研制出该流域的树木年轮年表。通过相关普查发现,树轮差值年表与春季（5—6月）平均最高气温存在显著的负相关,最高单相关系数为-0.505,且具有明确的树木生理学意义。用喀音萨依（t）,喀音萨依（t+1）和希热克久热特（t+1）3个树轮差值年表序列可较好地重建呼图壁河流域313 a来该时段平均最高气温变化,交叉检验表明重建结果稳定可靠。呼图壁河流域313 a来春季平均最高气温重建序列具有如下特征：①经历了7个偏暖阶段和6个偏冷阶段;②存在7~18 a、30 a明显的准周期变化;③在1886年发生过一次明显的突变。     

树木年轮指示的柴达木东北缘近千年夏季气温变化

依据采自青海海西德令哈、乌兰的树木年轮资料序列与柴达木东北缘1961~2001年夏季(6~8)平均气温资料序列之间较好的同期相关特征,重建了柴达木东北缘夏季(6~8)平均气温千年历史资料序列。运用乘积平均值、误差缩减值等方法对重建方程进行了检验,证明重建序列可信。通过分析发现,在重建的1098年中,有7个主要的冷期和6个主要的暖期,重建的气温序列存在15个主要突变时段。周期分析表明柴达木东北缘夏季气温存在46、52、61、73、91、183年和366年左右的长周期以及6.8年和2~3年的短周期。     

伊吾河流域水文特性分析

本文利用新疆哈密地区的伊吾河流域３９年气象资料和２２年水文资料,对降水,径流的处内分配和年际变化及相关关系进行了综合特性分析,给出了千年一遇和百年一遇洪峰流量数据。     

利用树轮宽度资料重建天山中段南坡巴仑台地区过去645年来的降水变化

在分析树木生长对气候要素响应的基础上,利用采自天山中段南坡夫斯坦沟的雪岭云杉树轮宽度年表,重建了巴仑台地区1360~2004A.D.当年7月至次年6月的降水量序列,方差解释量达53%(调整自由度后为52%)。交叉检验结果表明重建方程稳定可信。过去645a以来,巴仑台地区的降水量变化存在12个偏少阶段和12个偏多阶段。巴仑台地区降水量重建序列存在10.7~11、6.7和2.1a的显著准周期及16.5~17.2和2.4~6.6a的较显著准周期,并且在1496A.D.前后发生了降水量由少向多的突变。     

新疆和田河流域河川径流混沌特性分析

新疆和田河属冰川融雪及高山降水混合补给型河流,平原绿洲区降水基本不产流,其年径流主要受气温和山区降水影响,是塔里木河现今的四大源流之一。针对和田河流域和田河支流玉龙喀什河和喀拉喀什河,充分利用同古孜洛克水文站和乌鲁瓦提水文站1957-2002年共46年实测月径流时间序列所包含的丰富信息,采用自相关函数法选取延滞时间τ,重构了2条河流月径流序列的12维相空间,基于相空间重构,估算了能够表征水文系统混沌特性的定量指标即月径流序列的饱和关联维数D2和最大Lyapunov指数λ1,结果表明上述2条河流月径流序列存在相同的饱和关联维数且相关维数非整数,同时由资料所得的最大Lyapunov指数λ1也全部为正数,充分说明两条河流径流系统均存在混沌特性。     

天山北坡西部树木年轮对气候因子的响应分析及气温重建

利用博尔塔拉蒙古自治州三个采点的树轮宽度年表,通过相关和响应面分析的方法,分析三个树木年轮宽度对气候因子的响应。分析表明,三个年表与博州地区的年平均最低气温和7月降水量呈较显著的正相关,且呈现相同的响应,仅在气温偏低时,三个年表响应不一致。通过分析,选择年最低气温作为重建对象,具有明显的树木生理学意义。利用树轮年表重建了博州1576—2002年的年最低气温,通过逐一剔除检验,发现重建值稳定可靠。在427 a中,存在2~3 a和40~50 a左右的周期性振荡,1631年、1832年 、1920年和1961年左右发生过突变。     

2008年6月龙江河流域连续性暴雨过程诊断分析

2008年6月7日至6月17日,龙江河流域出现了三次连续性的暴雨天气过程。本文利用实况天气图资料和欧洲数值预报产品物理量场实时资料,对此次降雨过程环流背景、影响天气系统进行动力、热力诊断分析。结果表明:500百帕稳定维持两槽一脊形势,副高压位置偏南,高原低槽活动异常,低涡强度深厚,地面弱冷空气增强了斜压性,为龙江河流域暴雨天气提供了有利的动力条件。从地面到500百帕流域维持不稳定层结,为暴雨天气的发生提供了有利的热力条件。水汽收支和降雨量的增、减有一定的对应关系,中、低层水汽垂直输送在这三次暴雨过程中起到了重要作用。     

乌鲁木齐河源467年春季降水的重建与分析

通过相关分析发现,乌鲁木齐河树轮宽度年表与大西沟气象站4-5月降水相关性较好,最高单相关系数为0.490(α=0.001),且具有明显的树木生理学意义。本文使用逐步回归分析方法筛选出哈熊沟C点和波尔钦沟标准化年表建立重建方程,交叉检验结果显示该方程具有较好的稳定性,利用该方程重建了乌鲁木齐河源大西沟气象站467年春季(4-5月)降水的变化序列,解释方差达41.6%。对该序列的特征分析表明:(1)467年来乌鲁木齐河源4-5月降水经历了13个偏湿及12个偏干阶段;(2)467年来乌鲁木齐河源4-5月降水变化中,出现276个正常年、86个偏干年、98个偏湿年、5个干旱年、2个湿润年,最长的偏湿阶段为1646-1687年(42年),最长的偏干阶段为1704-1733年(30年),最湿的偏湿阶段为1694-1703年(平均降水量为86.9mm,比最近41a平均偏多18.7%),最干的偏干阶段为1635-1645年(平均降水量为60.0 mm,比最近41年平均偏少18.0%),最湿润年为1697年(98.2 mm, 34.2%),最干旱年为1951年(42.6 mm,-41.8%);(3)467年的重建春季降水长序列具有2.04-2.15年、2.25-2.31年、2.38年、31年、34.44年、51.67年和62年的变化准周期,并且在1635年、1704年、1758年、1781年、1832年和1915年发生过降水突变。     

利用树轮图像灰度重建南天山北坡西部初夏温度序列

通过相关普查发现,最大灰度标准化年表与6—7月平均温度存在显著的负相关,最高单相关系数为-0.588,且具有明确的树木生理学意义。利用阿合牙孜（AHY）次年、乔拉克铁热克（QLK）当年、腊拉散（LLS）当年、琼库什太（QKS）次年的最大灰度标准化年表能够较好地重建南天山北坡西部6—7月平均温度序列,方差解释量达55.2%,并通过交叉检验表明重建结果是稳定可靠。南天山北坡西部地区6—7月平均温度重建序列具有如下特征：①经历了6个偏暖阶段和5个偏冷阶段,且多个阶段与全球变暖有较好的响应;②利用功率谱分析发现11 a、52 a的准周期变化,利用小波分析对周期的时频变化研究发现气温中短周期振荡随时间不断减弱,进入20世纪这种趋势更加明显,同时50~60 a的长周期变化一直存在;③发生了2次明显的突变,其中包括1916年与1935年。     

基于历史帕默尔干旱指数(PDSI)数据集重建的长江源区过去706 a径流量

利用亚洲季风区帕默尔干旱指数(PDSI)重建格点数据集(Monsoon Asia Drought Atlas,MADA)中长江源及附近地区的5个格点序列,通过PDSI与长江源区径流量的相关分析,发现5个格点的第一主成分(PC1)与长江源区夏季(6-8月)平均径流量的相关性最大(r=0.609,N=50,α<0.001)。由此,重建了1300-2005年长江源区夏季径流量变化,并运用独立验证法对重建结果的可靠性进行了检验,运用小波分析方法对重建径流序列进行周期分析。结果表明:近706 a,长江源区经历了显著的丰水期13个、枯水期15个,其中持续时间最长的丰水期为1513-1573年,持续时间最长的枯水期为1389-1414年;重建序列主要存在2~6、10~13、20~26、30~50、50~70 a的显著周期振荡。重建序列与海表温度的相关性表明,长江源区径流变化可能与厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、大西洋年际振荡(AMO)、北大西洋涛动(NAO)、太平洋年代际振荡(PDO)等有关。     

利用树轮资料重建黄河源区曲什安河1505-2010年流量

利用采自青海省玛沁县雪山乡的祁连圆柏（Sabina przewalskii）建立树轮宽度标准化年表,分析树木生长与大米滩水文站平均流量的关系。前一年11月到当年6月的平均流量与树轮宽度密切相关,相关系数达0.62。重建了黄河上游一级支流曲什安河1505-2010年的流量,重建结果稳定可靠。结果显示,重建序列大体经历了5个丰水期（1655-1697、1746-1816、1898-1916、1933-1957、1962-1992年）和10个枯水期（1510-1520、1530-1541、1544-1586、1590-1654、1698-1720、1728-1745、1817-1836、1856-1886、1917-1932、1993-2004年）。本重建序列与青海德令哈地区降水序列及黄河上游流量序列变化趋势具有较好的一致性,研究结果还得到了其他文献以及历史资料的验证。多窗谱分析表明重建序列存在着2～2.7、3、3.1～3.4、85～256 a的显著变化周期,其中2～2.7、3、3.1～3.4 a的周期可能与ENSO有关。此外,重建流量序列与AMO指数、南亚季风指数等大尺度气候驱动因子有一定的联系。     

黄河上游地区近千年气候变化的模拟重建

运用BP人工神经网络较好地建立了全球气候模式模拟数据与区域气候之间的关系,拟合了黄河上游沙漠河谷地区的近千年温度、降水序列。在气候信号年代际和百年际变化特征上,拟合结果较为理想,但对极值的拟合能力较差,尤其是冬季温度和夏季降水的拟合极值偏差较大。拟合结果表明该地区近千年存在中世纪暖期、小冰期和现代暖期,且小冰期降温在冬季更为明显,冬季平均气温小冰期比中世纪暖期低2 ℃。降水的千年变化趋势较温度略微平缓,尤其冬季降水无明显趋势变化。空间分布显示20世纪暖期在近千年是最暖的,但降水较中世纪暖期偏少。     

1880年以来石羊河出山径流量重建与变化特征

在石羊河上游山区采集流域树木年轮样芯,建立高分辨率宽度年表。分析年表、降水和径流量间的相关关系,在它们间良好相关性基础上,分别利用多元逐步回归和提取主分量再回归方法重建金塔河和西营河历史时期上年9月至当年8月年径流量序列,以逐一剔除和交叉检验验证回归方程的稳定性和可靠性。1880年以来,石羊河年径流量共经历了4个枯水阶段和3个丰水阶段,而枯水年与丰水年出现的概率大致相同,且远低于平水年出现的概率。用多窗谱分析径流量序列周期变化,发现在不同置信水平上,年径流量存在2.58、2.76、3.28、3.53、4.14和22.2 a的周期。     

北半球千年温度集成重建所使用的代用序列述评——以石笋为例

充分掌握过去全球气候变化的规律,是分析现在全球气候变化的关键。为了重建近2 000 a的全球（主要是北半球）的温度时空格局,Mann使用了1 209条代用序列。主要评价Mann等在重建中世纪暖期以来（公元800年以来）全球（主要是北半球）的温度时空格局时,所使用的46条代用序列中的8条石笋序列。其中北半球的序列（6条）要多于南半球的序列（2条）。通过对所选石笋序列的文献检索和科学评估,认为Mann等最初选用的8条石笋序列和筛选后剩余的6条石笋序列并非都代表温度信号,其中只有两条序列是原作者认为代表温度信号的,代表降水量信号的序列要多于代表温度信号的序列。所以Mann等选用这些序列重建温度有待商榷。由于石笋代用指标本身的复杂性,其气候指示意义仍然存在争议。     

近50 a以来塔里木河下游土地沙漠化影响因子分析

 塔里木河下游地区是干旱区中沙漠化进程最显著的地区之一,一直深受社会各界关注,尤其是它的成因。由于近50 a来人类不合理的水土资源和生物资源的开发利用,导致塔里木河下游大西海子水库以下363 km河道断流近30 a,地下水位由20世纪50年代的3～5 m逐年下降至2000年的8～12 m,由此而引起下游天然植被面积逐年减少。由于天然植被严重衰败,固定和半固定沙地面积也以百分之几至百分之几十的速率减小,林间沙地活化,沙漠化面积逐年增加,沙漠化程度也在不断增强,塔里木河下游地区1958年沙漠化面积仅占土地总面积的12%,到2000年沙漠化土地面积超过90%,使本来就处于干旱环境中的塔里木河下游朝着更加干旱的方向急剧发展。在塔里木河下游这一特定区域,从近50 a来研究区域平均气温和降水资料来看,降水和气温有波动性变化,但毕竟较小;现代气候条件和变化的幅度不足以造成环境大的改变,不足以造成沙漠的大幅度扩张或收缩,大范围的活化或固定;而同期人口急剧增加造成的压力和经济活动对环境的强烈干扰,才是造成大范围生态环境恶化和沙漠化发生发展的主要原因。