1966—2018年河西走廊春季寒潮频次及影响因子分析

基于甘肃河西走廊15个国家基准基本站点提供的1966年1月1日~2018年12月31日春季（3~5月）逐日最低气温值数据,利用线性回归分析方法、Spline空间插值法和Mann-Kendall趋势和突变检验法,探讨了河西走廊地区1966—2018年春季（3~5月）寒潮频次变化及其影响因子。研究表明：（1） 1966—2018年河西走廊地区春季（3~5月）单站寒潮频次总体呈现下降趋势〔–0.098次·（10 a）^–1〕,其中1980—2010年寒潮频次呈显著下降趋势,2010年之后下降趋势变缓,未通过显著性检验;区域寒潮53 a来频次总体呈缓慢下降趋势〔–0.015次·（10 a）^–1〕。（2） 近53 a河西走廊地区春季三个月中,单站寒潮总量4月>3月>5月,其中4月、5月寒潮频次下降不明显,3月频次下降显著。（3） 空间上,大致以北大河和黑河干流为界,两河中间区域春季寒潮频次低,而北大河以北和黑河干流以东区域则是寒潮高值区,走廊外围地区寒潮频次较高,且大多呈显著下降趋势,寒潮频次与气温距平存在明显负相关关系,内部地区变化趋势不明显。（4） 河西地区春季寒潮频次受气候变暖、地形和大气环流的影响,寒潮频次变化趋势存在地区差异。研究可提高对甘肃河西走廊寒潮演化过程的认知,为河西走廊气候变化的进一步研究奠定基础。     

1960-2012年内蒙古寒潮时空变化特征(英文)

In this study, we analyzed the spatiotemporal variation of cold surges in Inner Mongolia between 1960 and 2012 and their possible driving factors using daily minimum temperature data from 121 meteorological stations in Inner Mongolia and the surrounding areas. These data were analyzed utilizing a piecewise regression model, a Sen+MannKendall model, and a correlation analysis. Results demonstrated that(1) the frequency of single-station cold surges decreased in Inner Mongolia during the study period, with a linear tendency of –0.5 times/10a(–2.4 to 1.2 times/10a). Prior to 1991, a significant decreasing trend of –1.1 times/10a(–3.3 to 2.5 times/10a) was detected, while an increasing trend of 0.45 times/10a(–4.4 to 4.2 times/10a) was found after 1991. On a seasonal scale, the trend in spring cold surges was consistent with annual values, and the most obvious change in cold surges occurred during spring. Monthly cold surge frequency displayed a bimodal structure, and November witnessed the highest incidence of cold surge.(2) Spatially, the high incidence of cold surge is mainly observed in the northern and central parts of Inner Mongolia, with a higher occurrence observed in the northern than in the central part. Inter-decadal characteristic also revealed that high frequency and low frequency regions presented decreasing and increasing trends, respectively, between 1960 and 1990. High frequency regions expanded after the 1990 s, and regions exhibiting high cold surge frequency were mainly distributed in Tulihe, Xiao’ergou, and Xi Ujimqin Banner.(3) On an annual scale, the cold surge was dominated by AO, NAO, CA, APVII, and CQ. However, seasonal differences in the driving forces of cold surges were detected. Winter cold surges were significantly correlated with AO, NAO, SHI, CA, TPI, APVII, CW, and IZ, indicating they were caused by multiple factors. Autumn cold surges were mainly affected by CA and IM, while spring cold surges were significantly correlated with CA and APVII.     

北疆西部近50 a来气候、水文变化趋势及其与北大西洋/北极涛动的关系

 根据北疆西部11个气象站点1957—2007气象资料,主要代表性河流1960—2006年流量数据以及1957—2007年NAO和AO时间序列数据,采用趋势分析,Mann-Kendall检验以及相关分析等方法,研究了北疆西部地区近50 a来气候、水文的变化趋势,分析了气候变化对径流的影响,初步探讨了NAO和AO对区域气候变化的影响。研究结果表明,近50 a来,北疆西部地区增温、增湿显著,但二者变化幅度存在季节差异。受气候变化的影响,奎屯河年径流量表现出显著增加趋势。进一步分析发现,奎屯河、四棵树河年径流量的变化主要受温度因子控制,卡琅古尔河、精河和博尔塔拉河的年径流量则主要受降水因子控制。研究表明,艾比湖水域面积同样受气候变化的影响,尤其是与年降水量增加紧密相关,二者相关系数为0.584。相关分析证实NAO和AO确实对北疆西部地区的气候变化具有显著影响。具体体现在,NAO和AO显著的影响研究区冬季温度和全年的温度变化;NAO对整个区域年降水具有显著影响。温度比降水对NAO和AO的响应更敏感。     

近10年来海南航空网络空间格局及演化研究

以海航航空为研究对象,从企业尺度探讨其近10 a来的重组、收购和扩张对其航空网络空间结构及航空枢纽变迁的影响。研究发现：海南航空网络整体明显向北扩张,平均航距呈下降趋势;航班集中在少数通航城市和航线,但集聚趋势有所下降;并在中国全国和部分区域已基本形成了“轴-辐”模式为主、“点-点”模式为辅的空间结构,航空枢纽由海口、北京和西安转变为西安、北京和海口;首位联系度下降明显,进一步表明网络由集聚向均衡化发展。     

兰州市回族人口空间演化及其社会响应

基于1982~2010年兰州市街道和乡（镇）层面人口普查数据,运用反距离权重插值和空间关联分析等方法,结合ArcGIS 9.0和GS⁺7.0等软件对兰州市回族人口空间演化及其社会响应进行了全面分析。结果表明,首先,兰州市回族人口呈一主一次“双峰体”结构,“峰体”之间回族人口不断填充。其次,回族人口空间分布表现出强正相关性,集聚趋势增强,空间结构相对稳定。“热点区”位于老城区,范围不断扩大,且向东西方向延伸;“冷点区”位于老城区外围,范围逐步缩小,且向西偏移。而回族人口增长空间则表现为弱正相关性,空间结构具有明显的随机性和不稳定性。“增长热点区”范围持续缩小,“增长冷点区”范围不断扩大。在此基础上,从传承民族文化,增强城市包容,繁荣城市经济,构建和谐城市4个角度对回族人口空间演化过程的社会响应进行了系统地归纳和总结。     

华北农牧交错带冬季降雪时空变化特征

基于华北农牧交错带冬季227个台站（1961-2012年）逐日降雪资料,采用多种统计诊断方法分析了冬季降雪的时空特征以及与环流因子的关系。结果表明：初冬降雪高值中心位于内蒙古东北部。在冬春之交时,降雪高值区移至华北南部。1960s和1970s为不同等级降雪的偏多时段,降雪的高值中心由内蒙西部（1960s）东移至河北、山西大部（1970s）。2000s以来大雪在山西、河北的北部地区最为显著,其次是呼伦贝尔地区。降雪频次的变化上可以发现,各区的大雪频次均呈减少趋势,其中Ⅵ区减少的趋势最为显著。在降雪偏少的时段（1980s、1990s）水汽输送较弱,呈西北—东南向;而在其他年代水汽输送较强,近10年水汽输送呈东南—西北向。在年代际上降雪总量与气温、AO指数呈反相关,而中等以上降雪量与气温和AO指数在内蒙古东北部大兴安岭、太行山脉等高海拔地区呈显著正相关。     

基于近邻传播聚类元胞自动机模型的武汉城市扩散和聚合过程同步模拟

元胞自动机（CA）作为城市时空动态模拟应用最广泛的模型,可以有效模拟填充式和边缘式城市扩张过程,但是在飞地式扩张模拟方面稍显不足。本文提出一种改进CA模型—APCA,在传统CA基础上利用近邻传播聚类（AP）搜寻城市扩散增长的“种子点”,实现城市增长扩散过程和聚合过程的同步模拟。以武汉市为研究区域,使用APCA模拟其在2005—2025年间城市扩张的时空过程。结果显示：① APCA在设置“种子点”数量为1~8个时模拟总体精度均高于Logistics-CA,当“种子点”数量为6时,模拟新增部分精度最高,达到0.5217;② 2015—2025年武汉市飞地型增长面积约为8.67 km²,占新增城市用地总面积比例为6.30%;③ 武汉市1995—2025年间“先扩散后聚合”的城市扩张过程符合城市增长相位理论。APCA在一定程度上了完善了传统二维平面CA框架,将城市扩张模拟维度由面维扩展到点维,为准确展现城市用地空间扩展规律提供参考。     

吉林省雾的气候特征及变化成因分析

利用1961-2010年吉林省雾日统计资料,对吉林省雾日的时空分布特征、变化趋势进行了详细分析,并分析了雾日变化的原因。结果表明：近50 a来,吉林省年和四季雾日的空间分布均呈东南部地区多、西部地区少的分布特征;雾日季节变化特征表现为8-9月多,10月至次年5月少,西部和中部地区雾日数月季变化呈现双峰型,东南部和东部地区呈现单峰型;雾大多数开始于夜间21时至次日早晨09时,结束于夜间22时至次日午后13时,持续时间多在6 h以下。近50 a来,除了春季雾日没有明显变化外,全省平均及各区域年和四季雾日均呈减少趋势;在2000年前后雾日数发生了一次明显的突变。雾日空间分布与海拔高度有密切关系;雾日趋于减少有人类活动导致的“热岛效应”、“干岛效应”、气溶胶密度加大等原因,也有气候趋于暖干化的自然原因。     

珠三角公路通达性演化及其对城市潜力的影响

将空间句法模型与GIS结合,基于1990年、2009年公路网数据,定量分析1990年以来珠三角公路网通达性时空演变,进而探讨其对城市潜力变化的影响。结果表明：① 近20 a来,珠三角公路网拓扑连接等级差异趋于缩小、整体通达性显著提高,但核心区内部和外部路网发育差距趋于扩大;② 公路通达性总体上呈“核心-外围”结构,核心区范围不断扩大,至2009年以广-佛核心都市区、深-莞-惠都市区为最高,向外围逐渐递减,并形成了“∧”型高集成度轴线分布带及由此向外放射状延伸的态势;各等级公路轴线分布格局变化空间分异明显,公路网拓扑连接的区域不均衡性更加明显;三大地带公路通达性空间差异明显,中部最高且提高较快,东部次之但与中部差异趋于缩小,西部相对最低且与中、东部的差异进一步扩大;③ 公路网总体布局上智能性、可理解性有较大提高,但核心区外部公路智能度仍普遍较差;④ 公路通达性与城市潜力呈正相关性并得到增强,公路交通对城市潜力变化影响更加显著,但2009年仍属中度相关。     

中原经济区城市间相互作用时空格局演变研究

将中原经济区30个省辖市市区作为研究对象,按照由“线”→“点”→“面”的分析思路,运用引力模型、潜能模型与潜能得分模型、经济隶属度模型等各种模型,定量分析1990~2010年间中原经济区城市间相互作用时空格局的演变过程与特征。结果表明：城市间相互作用强度的时空差异明显。“线”层次上,城市间的引力和城市联结线数目的增多,逐渐形成辐射网络,引力和联结线数目的变化存在时空差异性。“点”层次上,通过“线-点”叠加分析,城市最大联结线数目增多和城市潜能等级提升的时空差异性明显。而且1990~2010年间各个城市潜能等级跃迁的时空差异明显。“面”层次上,近20多年来,区域中心城市没有变化,但4个中心城市的腹地变化明显,核心组团——郑州组团1990~2000年北扩,2000~2010年东扩;1990~2010年,潜能高值区域的空间收缩也表现出阶段性特征。     

Spatiotemporal changes of cold surges in Inner Mongolia between 1960 and 2012

In this study, we analyzed the spatiotemporal variation of cold surges in Inner Mongolia between 1960 and 2012 and their possible driving factors using daily minimum temperature data from 121 meteorological stations in Inner Mongolia and the surrounding areas. These data were analyzed utilizing a piecewise regression model, a Sen+Mann- Kendall model, and a correlation analysis. Results demonstrated that (1) the frequency of single-station cold surges decreased in Inner Mongolia during the study period, with a linear tendency of -0.5 times/10a (-2.4 to 1.2 times/10a). Prior to 1991, a significant decreasing trend of -1.1 times/10a (-3.3 to 2.5 times/10a) was detected, while an increasing trend of 0.45 times/10a (-4.4 to 4.2 times/10a) was found after 1991. On a seasonal scale, the trend in spring cold surges was consistent with annual values, and the most obvious change in cold surges occurred during spring. Monthly cold surge frequency displayed a bimodal structure, and November witnessed the highest incidence of cold surge. (2) Spatially, the high incidence of cold surge is mainly observed in the northern and central parts of Inner Mongolia, with a higher occurrence observed in the northern than in the central part. Inter-decadal characteristic also revealed that high frequency and low frequency regions presented decreasing and increasing trends, respectively, between 1960 and 1990. High frequency regions expanded after the 1990s, and regions exhibiting high cold surge frequency were mainly distributed in Tulihe, Xiao’ergou, and Xi Ujimqin Banner. (3) On an annual scale, the cold surge was dominated by AO, NAO, CA, APVII, and CQ. However, seasonal differences in the driving forces of cold surges were detected. Winter cold surges were significantly correlated with AO, NAO, SHI, CA, TPI, APVII, CW, and IZ, indicating they were caused by multiple factors. Autumn cold surges were mainly affected by CA and IM, while spring cold surges were significantly correlated with CA and APVII.     

北极涛动对华北沙尘暴频次的影响

This study has investigated the influence of Arctic Oscillation (AO) on dust storm frequency in North China in spring seasons during 1961 2007.There is a significant linkage between dust storm frequency and AO;a negative (positive) AO phase is related to an in-creased (decreased) dust storm frequency in North China.This relationship is closely related to changes in the cold air activity in Mongolia.The cold air activity exerts large impacts on the dust storm frequency;the frequency of cold air activity over Mongolia not only positively cor-relates with the dust storm frequency in North China,but also shows a long-term decreasing trend that is an important reason for the long-term decreasing of dust storm frequency in North China.The AO has large influence on the frequency of cold air activity over Mongolia;a negative (positive) AO phase is highly related to an increased (decreased) frequency of cold air activity over Mongolia,which results in an increased (decreased) dust storm frequency in North China.     

近60 a内蒙古不同草原类型区极端气温和干旱事件特征分析

基于相对湿润度指数和非参数百分法,结合线性趋势法、Mann-Kendall非参数检验法和累积距平检验法,分析了1955-2015年内蒙古4个草原类型区（多伦、锡林浩特、海拉尔和四子王旗）温度和降水,以及极端气候事件变化特征。结果表明：（1）4个区域年平均气温均显著升高,升高速率约为0.40~0.47℃·（10 a）^-1,气温变化存在非对称性升温特征,多伦、锡林浩特、海拉尔和四子王旗最低气温上升速率分别为最高气温上升速率的1.61倍、1.86倍、2.73倍和1.65倍,春冬季气温增加速率高于夏秋季。（2）多伦、海拉尔、四子王旗和锡林浩特年降水量分别为381.6 mm、350.5 mm、318.6 mm和283.6 mm;降水天数显著增加,而降水量无显著变化,但多伦和锡林浩特降水量呈现略微降低的趋势,其它两个区域呈现略微增加的趋势。（3）4个区域极端高温事件频率显著增加,突变点均出现在1990 s,极端低温事件频率显著减少,突变点均出现在1970s末。（4）4个区域均呈现暖干化的趋势,锡林浩特干旱事件发生最为突出,四子王旗以中度干旱为主,海拉尔和多伦以无旱为主,2000年后,4个区域干旱事件发生频率均明显增加。降水量变化不显著,而气温和潜在蒸散量显著升高可能是导致4个区域不断干旱化的主要原因。     

春季天气变率对华北沙尘暴频次的影响

利用欧洲中期数值天气预报中心再分析资料及地面台站观测资料,分析华北春季沙尘暴日数与500 hPa月平均环流及与近地面环流天气变率长期变化的关系,分析时段为1962~2000年。研究发现华北地区春季沙尘暴频次与东亚地区中高纬度500 hPa高度场有显著的负相关,相关中心区在蒙古国及西伯利亚一带,这可能说明高空环流场在这种形势下易于造成高纬度冷空气南下,因此使得华北沙尘暴频次增加。天气过程是形成沙尘暴的直接原因,东亚地区天气变率存在明显的年际和长期变化,研究发现天气变率与沙尘暴频次之间有非常显著的关系：当天气尺度变率增大 (减少) 时,沙尘暴频次也增加 (减少)。其中具体分析了850 hPa低压和地面冷高压活动与沙尘暴的关系,发现东北低压及自蒙古和西伯利亚南下的冷空气活动都对华北沙尘暴频次有明显的影响。近40年来东亚天气变率有显著的减弱趋势,这也在很大程度上解释了沙尘暴频数的显著减少。另外,北极涛动对东亚天气变率和华北沙尘暴频次的年际变化也有一定的影响,北极涛动强的年份华北沙尘暴次数偏少。     

北极涛动异常对西北地区东部沙尘暴频次的影响

利用西北地区东部沙尘暴日数资料、北极涛动指数资料、东亚高低空大气环流形势场资料,分析了沙尘暴日数与北极涛动的关系,进而研究了北极涛动异常年东亚大气环流分布特征,探讨了北极涛动影响西北地区东部沙尘暴的可能途径。结果表明：西北地区东部沙尘暴频次呈波动减少之势,20世纪80年代中期发生气候突变;北极涛动指数与西北地区东部沙尘暴频次显著负相关,二者年际、年代际变化都有较好的应关系,北极涛动正位相年,西北地区东部沙尘暴偏少,反之亦然。究其原因：北极涛动异常对东亚冬季风强度、东亚高低空气压场、风场分布形势有重要影响：北极涛动正位相年,东亚冬季风、蒙古高压均偏弱;500 hPa高度场上,春季西风带纬向环流占优势,极涡面积偏小,强度偏弱,贝加尔湖阻塞高压异常强盛,蒙古国及我国华北和西北地区位于贝加尔湖阻塞高压底部的暖区里,地面至高空西北风偏弱;在这种形势下,整个中高纬度冷空气势力较弱,活动次数偏少,不利于大风、寒潮天气的发生,因此沙尘暴频次也偏少。而北极涛动负位相年基本相反。     

1960—2012年内蒙古降水集中度和降水集中期时空变化

利用内蒙古46个气象台站1960-2012年逐日降水数据,以表征降水年内分配非均匀特征的降水集中度(PCD)和降水集中期(PCP)指标,分析了内蒙古降水年内时间分配特征及变化趋势。结果表明:(1)近53 a内蒙古PCD平均值为0.70,呈显著减少趋势。PCP平均值为194.65°,呈不显著的提前趋势。(2)PCD高值区在阿拉善高原、锡林郭勒高原东部、呼伦贝尔高平原、大兴安岭以东地区,低值区在大兴安岭北部、乌兰察布高原、鄂尔多斯高原。全区PCP则以192°等值线为界,表现出西晚东早的空间分异格局。(3)PCD普遍呈下降趋势,以呼伦贝尔高平原、乌兰察布高原减小趋势最显著。PCP也以提前趋势为主,贺兰山、乌兰布和沙漠一线以东地区为主要的PCP提前区。(4)各站PCD与年降水量均为正相关,通过显著性检验的站点占到了60.8％。PCP与降水量的相关系数较小,显著相关的地区仅占到全区的34.7％。     

基于RWEQ模型的内蒙古巴彦淖尔市土壤风蚀变化特征及归因分析

土壤风蚀是干旱半干旱地区面临的主要生态环境问题.基于修正风蚀方程模型(RWEQ)与GIS技术,分析了1980-2018年内蒙古巴彦淖尔市土壤风蚀变化并分析成因.结果 表明:(1)研究期间,巴彦淖尔市土壤风蚀模数总体呈下降趋势,多年均值为40.26 t·hm-2,10年倾向率为-8.02 t·hm-2.2000年前以中度...     

青藏高原东北部冷空气次数和强度变化的特征研究

利用青藏高原东北部68个国家气象站的气象资料,统计了1961—2015年的全区月、季、年冷空气次数、强度和强降温综合强度资料,应用气候诊断方法分析了冷空气次数、强度和强降温综合强度的变化特征及其成因。结果表明：在年尺度上,1961—2015年青藏高原东北部全区冷空气年平均出现次数为49.6次,冷空气次数气候变化倾向率每10 a减少0.600次,减少趋势不显著;全区冷空气年平均强度为0.39,气候变化倾向率每10 a降低0.022,减弱趋势显著;全区冷空气年强降温综合平均强度为0.67,气候变化倾向率每10 a降低0.005,减弱趋势不显著。在季节尺度上,冷空气次数夏季减少的趋势显著,而春季减少的趋势和秋季、冬季增加的趋势不显著;冷空气强度冬季减弱的趋势显著,而其他季节减弱的趋势不明显;强降温综合强度春季增强趋势和其他季节减弱的趋势不显著。1961—2015年大西洋欧洲区极涡面积指数等因子减小以及热带北大西洋海温指数等因子增大是导致全区年冷空气次数减少的主要成因之一,而西藏高原指数等因子增强和热带印度洋海温偶极子指数等因子减弱是导致年冷空气强度减弱的主要原因之一。     

内蒙古一次沙尘过程的数值模拟

利用WRF-chem模式耦合Shao04起沙参数化方案,研究了2015年内蒙古春季一次冷涡沙尘过程。对比分析模式模拟结果和Micaps、CLIPSO、PM₁₀观测资料后发现,WRF-chem可以较好地刻画沙尘的水平和垂直输送。此次沙源地主要分布在蒙古国南部、内蒙古中部偏北区域和浑善达克沙地。蒙古国南部和内蒙古中部偏北区域最大起沙量分别为77.4 g·m^-2和112.7 g·m^-2,最大干沉降分别为253.2μg·m^-2·s^-1和427.2μg·m^-2·s^-1,内蒙古中部偏北区域的沙尘柱总量(87.3 g·m^-2)大于蒙古国南部(41.3 g·m^-2)。浑善达克沙地土壤干燥,所以沙尘排放量(215.6 g·m^-2)、柱总量(132.7 g·m^-2)、沉降速率(809.3μg·m^-2·s^-1)均较高。沙尘在锋...