基于GIS和RS的秦岭主峰太白山积雪变化研究

基于SNOMAP算法及ARCGIS软件,利用2000—2017年Landsat TM数据提取秦岭主峰太白山积雪面积及冬半年雪线,同时结合10个气象站点的气象观测数据,分析太白山积雪变化情况,太白山积雪变化与平均气温、降水量的关系。结果表明：通过与气象观测数据及监督分类结果的比较,应用SNOMAP算法提取太白山积雪面积结果可靠;2000—2017年冬半年,太白山积雪面积在波动中呈减少趋势。较2000年积雪面积减少的年份有13 a,平均减幅为1410%,减幅最大的是2014年,为2868%;太白山冬季雪线高度均在3 000 m以上,且雪线高度在波动中呈上升趋势。积雪面积与冬半年平均气温及降水量之间的相关系数均未通过显著性检验,但与平均气温相关系数更高,积雪面积与冬半年平均气温相关性较降水量大。     

基于2001～2009年MODIS资料的西藏地区大气可降水量分布特征

利用2001~2009年MODIS近红外的大气可降水的逐月资料,分析了西藏地区大气可降水量时空分布特征及与实际降水量之间的关系。结果表明:西藏大气可降水量时空分布不均匀,空间分布由东南至西北递减;7、8月份大气可降水量最大,夏季大气可降水量占全年的50%;2001~2009年间西藏大气可降水量呈增加趋势,阿里地区、山南地区以及昌都地区增加明显;大气可降水量与实际降水量呈明显负相关,相关系数为-0.688。      

近30年西藏地区大气可降水量的时空变化特征

利用1980-2009年NCEP/NCAR再分析资料以及同期西藏地区34个气象站的月降水量资料,分析了该地区大气可降水量和降水转化率的时空变化特征.结果表明:(1)该地区大气可降水量具有从东南向西北逐渐递减的空间分布特征;近30年大气可降水量呈逐渐减少趋势且年际变率相对较小,还表现出显著的季节差异,即夏季大气可降水量最大、冬季最小;多、少雨年大气可降水量的空间差异不显著,说明西藏地区的空中水汽含量相对稳定,有利于空中水资源的合理开发和利用.(2)降水转化率在那曲中东部和西藏东南部最高、西藏西北部最低;近30年西藏地区降水转化率呈逐渐增加趋势且年际变率较大,其季节变化与大气可降水量的变化规律一致;降水转化率的高低在一定程度上决定了某年为多(少)雨年.(3)西藏地区大气可降水量和实际降水量的空间分布规律接近,但其时间变化趋势与同期降水量增加的趋势正好相反;大气可降水量转化率与实际降水量的变化趋势基本一致,降水转化率的升高(降低)对应着降水量的增多(减少).     

1957-2016年阳春市降水与气温的变化特征

利用阳春国家气象观测站1957-2016年气象观测资料,采用统计学方法分析了阳春市近60年降水与气温的变化特征.结果表明:近60年阳春市降水年际变化总体呈波动变化,无明显的变化趋势,年平均气温总体呈增高趋势,增长幅度为0.02℃/年.阳春市年均降水量为2 338.3 mm,降水量逐月分布总体呈单峰型,以6月份降水量最大...     

西藏降水量、气温变化特征及相关关系

本文利用40a逐日降水与气温资料，分析了西藏地区降水量、气温的年变化和年代际变化特征，讨论了气温与降水量的相关关系。结果表明：近几十年来，西藏年平均气温、降水量有明显上升的趋势；气温是影响西藏地区降水量的重要因子之一。绝大多数月份的月平均降水量与前期气温有很好的相关关系，可作为月平均降水量预报的参考依据。     

1960—2015年中国西北地区大气可降水量变化特征

采用中国西北地区1960—2015年113个地面气象站及24个探空站气象资料,建立西北地区大气可降水量与地面水汽压的经验关系式,计算西北地区各气象站点的大气可降水量,结合反距离加权插值、Mann Kendall检验、小波分析等方法,对西北地区近56年大气可降水量的时空分布特征及其与气象要素的关系进行分析。结果表明：近56年中国西北地区大气可降水量总体呈增加趋势,平均每10年增加0.11 mm,大气可降水量的月变化呈明显单峰型;空间分布上,大气可降水量的高值区主要分布在西北东部地区,低值区主要分布在西北中部地区;空间变化上,西北大部分地区大气可降水量呈增加趋势,以陕西南部、甘肃东南部、青海西北部、新疆等地增加趋势明显;西北地区年平均大气可降水量存在明显的突变特征和周期性变化特征,在1983年左右发生突变,主振荡周期为4 a左右;西北地区大气可降水量与平均气温、相对湿度呈正相关性,与平均风速呈负相关性。     

毕节市近60a气温时空分布特征研究

该文选取毕节市1960—2019年8个国家站逐日气温数据,利用线性倾向估计、滑动平均、M-K突变检验法等统计分析方法分析讨论了毕节市气温的时空变化特征。结果表明：毕节市年平均气温、年平均日最低气温、年平均日最高气温空间分布受地形分布影响较为明显,表现为在威宁、大方存在低值区,在毕节市东部存在高值区;其气候倾向率均表现为明显的上升趋势,呈现为年平均日最低气温＞年平均气温＞年平均日最高气温的分布形式;根据M-K突变检验结果分析：毕节市气温在20世纪90年代末期以前上升趋势均不明显,90年代末期以后均表现为明显的上升趋势,且年平均气温、年平均日最低气温、年平均日最高气温分别在2006年、2002年、2007年发生序列的突变。     

1961—2008年淮河流域气温和降水变化趋势

利用淮河流域170个地面气象观测站观测数据,统计分析了淮河流域1961—2008年间气温和降水的时空变化趋势。结果表明:48 a间淮河流域年平均气温呈显著上升趋势,冬季平均气温的增温幅度最大,春、秋次之;年极端最低气温亦呈显著上升趋势,年极端低温日数(满足该站极端低温阈值)则呈明显下降趋势;流域西北部年极端最高气温呈显著下降趋势,流域西部年极端高温日数(满足该站极端高温阈值)呈显著下降趋势;降水量总体变化趋势未通过统计检验,但1990s开始,秋季降水量呈下降趋势,2000年之后年降水量明显增加,夏季降水量亦增加;春季和秋季降水日数呈显著下降趋势,夏季和冬季无明显变化。     

1961—2020年青海高原气候变化特征

选取1961—2020年青海高原50个地面气象观测站逐月气温（平均、最高、最低）、降水和风速资料,利用气候变化趋势转折判别模型（Piecewise Linear Fitting Model,PLFIM）、气候倾向率等方法,分析青海高原气候变化的时空分布和年代际趋势转折变化等特征。结果表明：〖JP2〗①近60年来青海高原年平均气温呈显著上升趋势,其中平均最低气温的升温速率尤为明显,为0.62 ℃〖DK〗·（10a）-1;年降水量呈波动上升趋势,进入21世纪后呈显著增加趋势,速率为39.9 mm〖DK〗·（10a）-1;年平均风速整体呈减小趋势,其中以茫崖站最为明显,风速减小速率为-0.56 m〖DK〗·s-1〖DK〗·（10a）-1。〖JP〗②年平均气温和平均最高气温在1972年和1983年发生了年代际趋势转折,平均最高气温第3次转折发生在2009年,平均最低气温没有发生明显的年代际趋势转折。年降水在1972年、1983年和2000年发生年代际趋势转折;年平均风速发生在1998年和2009年。③与旧气候态（1961—1990年）相比,新气候态下（1991—2020年）青海高原年平均气温、平均最高气温和平均最低气温的均值分别上升了1.16 ℃、1.22 ℃和1.81 ℃,向高温方向漂移,且概率密度分布形状更加偏平,气候趋于不稳定;④在全球变暖背景下,青海高原年平均气温和年降水量均呈增加趋势,其中年平均气温的增温速率远超中国、同纬度地区及全球平均水平;降水量年际波动较大,但整体呈增加趋势。     

气候变暖背景下西藏地区工程施工气象条件分析

利用降水、气温、积雪、风和相对湿度等影响工程施工建设的气象要素综合定义了工程施工气象指数,根据其对工程施工影响程度分为5级;采用1980—2013年西藏地区38个气象站资料分析了西藏地区工程施工的气候条件特征,以及气候变化背景下西藏地区工程施工气象等级变化,结果表明：气温和降水是影响西藏工程建设气象等级的主要因素,6—9月是西藏地区适宜工程建设期;适宜施工日数自东南向西北减少,适宜施工期开始日自东南向西北推进,适宜施工期结束日自西北向东南推进,海拔越低,适宜施工日数越多、适宜施工期开始越早、适宜施工期结束越晚;随着气候变暖,西藏地区适宜施工日数增加,表现为适宜施工期开始日提前和适宜施工期结束日推迟。     

近50年青藏高原东部降水的时空变化特征

选用1967~2012年青藏高原东部60个站点的降水资料,分析了该地区降水的时空演变特征,结果表明:高原东部降水呈由东南向西北递减的态势,高值区位于西藏东部和川西高原,低值区位于柴达木盆地;降水场可以划分为八个小区,分别是西藏东部和川西高原西部区、藏南谷地区、青南高原区、柴达木盆地区、藏北高原区、川西高原北部区、青藏高原东南缘区以及青海东北部区。年降水表现出强增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;除川西高原北部区外,其余各区不同程度的表现出增加趋势。春季降水表现出“偏少~偏多”的年代际变化特征,在1995年附近发生由少到多的突变,20世纪60年代后期到90年代中期相对偏少,90年代后期以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势。夏季降水呈增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势。秋季降水的线性趋势趋近于零且没有表现出年代际变化特征;除川西高原北部区呈减少趋势外,各区均不同程度的表现出增加趋势。冬季降水表现出“偏少~偏多~偏少”的年代际变化特征,分别在1986和1996年附近发生由少到多和由多到少的突变,20世纪60年代后期到80年代中期相对偏少,80年代后期到90年代中期相对偏多,90年代后期以来相对偏少;除西藏东部和川西高原西部区及青海东北部区外,各区均不同程度的表现出“偏少~偏多~偏少”的年代际变化特征。      

近50年青藏高原东部降水的时空变化特征

选用1967～2012年青藏高原东部60个站点的降水资料,分析了该地区降水的时空演变特征,结果表明：高原东部降水呈由东南向西北递减的态势,高值区位于西藏东部和川西高原,低值区位于柴达木盆地;降水场可以划分为八个小区,分别是西藏东部和川西高原西部区、藏南谷地区、青南高原区、柴达木盆地区、藏北高原区、川西高原北部区、青藏高原东南缘区以及青海东北部区.年降水表现出强增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;除川西高原北部区外,其余各区不同程度的表现出增加趋势.春季降水表现出“偏少～偏多”的年代际变化特征,在1995年附近发生由少到多的突变,20世纪60年代后期到90年代中期相对偏少,90年代后期以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势.夏季降水呈增加趋势,20世纪60年代后期到90年代后期相对偏少,20世纪末以来相对偏多;八个分区均不同程度的表现出增加趋势.秋季降水的线性趋势趋近于零且没有表现出年代际变化特征;除川西高原北部区呈减少趋势外,各区均不同程度的表现出增加趋势.冬季降水表现出“偏少～偏多～偏少”的年代际变化特征,分别在1986和1996年附近发生由少到多和由多到少的突变,20世纪60年代后期到80年代中期相对偏少,80年代后期到90年代中期相对偏多,90年代后期以来相对偏少;除西藏东部和川西高原西部区及青海东北部区外,各区均不同程度的表现出“偏少～偏多～偏少”的年代际变化特征.     

我国强降雪气候特征及其变化

基于全国气象台站逐日地面降雪观测数据,对我国25°N以北不同气候区强降雪事件的地理分布和年内旬、月变化等气候特征进行分析,并探讨1961—2008年其时间序列演变特征,及1961—2008年和1981—2008年 (气候变暖后) 气候变化趋势。结果表明:强降雪量和强降雪日数在青藏高原东部、新疆和东北北部最多;强降雪强度高值中心出现在云南。东北北部、华北、西北、青藏高原东部强降雪事件多发生于初冬和初春,年内分布呈双峰型;新疆和黄淮地区年内分布呈单峰型,前者多发生在隆冬时节,后者多发生于晚冬;1961—2008年东北北部、新疆、青藏高原东部平均强降雪量和强降雪日数呈明显增加趋势;气候变暖后我国大部年强降雪量增多,强降雪日数增加,强降雪强度增强。     

青藏高原区域气候变化及其差异性研究

利用1961—2007年青藏高原66个气象台站气温和降水量资料,通过典型气候分区,系统研究了近47年来青藏高原气温、降水量等气候因子时空演变规律,揭示了青藏高原不同区域气候变化的差异性。研究表明:近47年来,青藏高原的气候呈现出显著增暖趋势,年平均气温以0.37℃/10a的速率上升,气候变暖在夜间要较日间明显。冬季较其他季节明显,2月气温由冷向暖的转变最为显著,8月最不显著,且在某些区域有变冷迹象;高原边缘地区气候变暖要明显于高原腹地,青海北部区特别是柴达木盆地是青藏高原气候变化的敏感区。降水量总体表现出增多态势,气候倾向率达9.1mm/10a,但区域性差异较为明显,藏东南川西区是青藏高原降水量增多最显著的地区;12月至次年5月即冬春季整个青藏高原降水量随着气候变暖而增多,7月和9月黄河上游区1987年后干旱化趋势明显。     

1961—2010年云南干湿气候变化

利用15个站点1961—2010年日照时数、降水量和平均温度等气候资料,计算云南5个区域各季节相对湿润度指数,分析云南干湿气候变化特征。结果表明,相对湿润度指数可定量、准确地表达云南各区域自然气候干湿程度,能客观反映云南干湿气候的波动变化和区域性差别。20世纪90年代中期以来,云南干季、雨季潜在蒸散量呈增大变化趋势,同期降水量有减小的趋势变化,从而在气候变暖背景下引发云南气候的干旱化趋势。干季各地相对湿润度指数年际波动变化大,年代际差异明显;雨季各地干湿状况年际波动相对较小,且呈现明显的周期性波动变化趋势。云南5个区域的干湿气候变化既有一致性也有差异性：滇中和滇西南比较一致,滇西北与滇东南差异明显,滇西北与滇东北雨季差异突出、干季较为相似。     

2000～2014年西藏高原积雪覆盖时空变化

利用MODIS/Terra积雪产品MOD10A2较系统地分析了2000~2014年西藏高原(以下简称高原)积雪面积和覆盖率的时空变化特点,并与同期主要气象要素之间的关系进行了研究。主要结论如下:(1)高原平均积雪面积是19.0×104km2,占整个高原面积的15.8%,其中冬季最大,为高原总面积的23%,其次是春季(22%)和秋季(16%),夏季最小(5%);(2)过去14a高原年平均积雪面积呈现微弱减少态势,其中秋冬两季积雪面积略显上升趋势,春季略有减少,夏季减少趋势显著,积雪面积变化与气温之间存在负相关关系,与同期降水量之间的关系不大;(3)2000~2014年,羌塘高原北部和西南喜马拉雅山脉积雪覆盖率增加趋势明显,而在那曲东南部、喜马拉雅山脉东段和阿里地区北部积雪覆盖率减少趋势明显;(4)高原积雪覆盖变率具有明显的空间差异,且由春秋两季主导,秋季年际变率要大于春季,高原中东部和周围高大山脉及其附近是高原积雪覆盖年际变率最大的区域,而雅鲁藏布江中下游谷地、藏东南干暖河谷以及藏北高原中西部是年际变率最小的地区;(5)积雪年际变率大值区是高原主要的牧区和雪灾频发区,是高原积雪监测和防灾减灾的重点。      

西藏雪崩灾害及其应对措施研究

西藏是我国雪崩灾害多发和频发区,几乎每年都有雪崩致人伤亡的报道,而且在全球气候变暖背景下,雪崩灾害有逐年增加的趋势。念青唐古拉山及其东延部分和喜马拉雅山脉南坡是西藏雪崩发生频次最高的两个区域,高原内陆降水少,雪崩发育受到抑制,仅在高寒积雪山区和冰川作用区才有常年雪崩存在。西藏常年雪崩易发区面积非常有限,仅占高原总面积的1.6%。西藏雪崩主要发生在冬春两季,冬季雪崩易发区占全区面积的2.9%,春季上升至3.3%。雪崩是西藏高寒山区道路安全威胁最大的自然灾害之一,其中对川藏公路安久拉山至古乡段和中尼公路拉龙拉山至友谊桥段影响最大。由于灾害防治工程技术的发展及其在关键区域的应用,雪崩对道路交通安全的威胁大为降低。然而,以登山和休闲旅游为主的人类活动在高寒冰雪带的开展日益活跃,雪崩灾害造成的人员伤亡和经济损失呈逐年递增趋势。因此,除了对川藏公路和铁路段等关键区域继续加强工程防治之外,在重点区域雪崩灾害详查和区划的基础上,提升监测预警和预报服务水平是西藏今后雪崩防灾减灾工作的重点。     

基于HSIC核函数聚类的湖北省降雪气候区划

无资料地区雪灾防御参数常采用周边有资料的气象站参数替代,基于气候背景相似的降雪气候区划可以为代表站的选取提供科学依据。本文利用湖北省76个国家气象站1961—2020年的气象观测资料,选取了降雪初终日、雪日数、积雪日数、降雪量、最大积雪深度等12个多维时间序列指标,采用Hilbert-Schmidt Independence Criterion（HSIC）核函数的有偏估计公式计算12个指标的整体相似性,对湖北省降雪气候进行了聚类分析。结果表明：湖北省降雪气候可以划分为东南部、中部、西北部和西南部4个气候分区,分区的地带性分布特征与湖北省强降雪天气由北方冷空气南下产生的气候背景一致;初雪日从西北部向中部、西南部、东南部降雪区推迟,终雪日则正好相反,西北部的降雪日数和积雪日数最多;东南部代表站为黄石站,中部代表站有麻城、武汉、钟祥,西南部代表站有咸丰、巴东,西北部代表站郧西、老河口。HSIC核函数能很好处理较大年际波动的指标序列集之间的相似性,其聚类方法对湖北省降雪的气候区划较为合理,区划结果为湖北省精细化雪灾防御提供了技术依据。     

唐古拉地区超声雪深传感器SR-50监测研究

利用2004年5月以来超声雪深传感器SR-50在青藏高原唐古拉综合监测场获取的实时积雪资料和相关气象数据,评估了SR-50在青藏高原积雪监测中的性能和作用,并对青藏高原腹地多年冻土区积雪变化特征进行初步分析。结果表明:超声雪深传感器SR-50对不同时间尺度的地表积雪过程均有较好的监测能力。监测数据清晰地显示唐古拉地区地表积雪深度在夜间相对稳定、在日间迅速降低的特点。唐古拉地区平均年积雪日数为82 d,各月均有地表积雪出现,但夏季的地表积雪较少且持续时间很短。该地区地表积雪总体上呈厚度较薄、消融较快、持续时间较短的特点。2005—2008年该地区瞬时最大积雪深度为22 cm,日平均积雪深度小于5 cm日数占总积雪日数的71.58%。