Biomonitoring of Element Deposition Using Mosses in the 2000 French Survey: Identifying Sources and Spatial Trends

In the year 2000, the elemental composition of mosses collected from 528 French sites has been studied as part of the 2000 European Moss Survey. Five moss species were collected: Scleropodium purum (56%), Pleurozium schreberi (18%), Hypnum cupressiforme (18%), Thuidium tamariscinum (4.5%.) and Hylocomium splendens (3.5%). Mosses were kept whole for analysis, including green and brownish parts. Summary statistics on element concentrations (Al, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, K, Li, Mg, Mn, Na, Ni, P, Pb, Rb, Sr, V and Zn), and comparisons made with data from the other 27 participating European countries are shown here. The sources of these elements are identified using calculations of enrichment factors (EF) and principal component analysis (PCA). Finally, the spatial distribution in France of 10 elements is also shown, using maps underscoring areas showing highest concentration levels for each metal.     

地球系统模式中植被净初级生产力百年尺度时空变化及其与气候的关系

利用6个地球系统模式模拟的植被净初级生产力（NPP）对1901～2005年NPP时空变化进行了研究,并结合气候因子分析了NPP的变化与气温和降水的关系。结果表明:（1）近百年来全球NPP呈现上升趋势,模式集合平均的趋势系数为0.88,通过了99.9%的信度检验;北半球的趋势比南半球明显。（3）近百年来800 g(C) m-2 a-1以上的NPP高值区主要分布在南美洲赤道地区、非洲赤道地区、中南半岛和印度尼西亚一带的热带雨林区;低值区主要分布在北半球高纬度地区、非洲北部地区、亚洲大陆干旱半干旱区以及青藏高原西北部地区。（3）全球NPP与气温百年演变在大部分地区主要为正相关关系,仅在赤道附近的南美洲、非洲以及印度地区为负相关关系,主要由于这些地区辐射是NPP的限制因子。全球NPP与降水的百年变化在大部分地区也主要是正相关关系,在非洲北部到西亚中亚的干旱半干旱地区为负相关关系。（4）6个地球系统模式在全球21个区域的大部分地区的NPP和气温降水的变化关系较为一致,西非地区不同模式变化不一致,NPP模拟的不确定性较大,其次是地中海地区。（5）东亚地区NPP与气候的百年演变同步并且相关性高,反映了强烈的植被大气相互作用过程。     

1960~2011年中国日降水集中程度的时空变化特征

利用1960~2011 年的日降水资料,计算降水集中指数（Concentration Index,CI）,分析中国区域降水集中程度的空间分布及时间变化特征,得到以下主要结论：CI 指数可有效描述我国日降水集中程度;我国CI 指数介于0.575 与0.750 之间,平均为0.652,总体呈现出东部大、西部小,夏季大、冬季小的特征;44.17%站点的CI 指数表现出增加趋势,55.83%的站点表现出减少趋势,其中10.36%站点的变化趋势通过95%信度水平的显著性检验,CI 指数显著增大的站点主要分布在西北、华中和西南地区,显著减小的站点主要分布在东北、华北、东南沿海及青藏高原东部等地区;3~5 年是各子区域CI 指数变化的主要周期,与对应区域降水量的变化周期较一致;1970 年左右和2000 年左右是显著周期性变化出现较集中的时间段。     

Temporal Variations of the Spring Persistent Rains and South China Sea Sub-high and Their Correlations to the Circulation and Precipitation of the East Asian Summer Monsoon

National Meteorological Information Center （NMIC） rainfall data and NCEP/NCAR daily circulation reanalysis data are employed to establish the onset-pentad time index of the spring persistent rains （SPR） and the decay-pentad time index of the South China Sea （SCS） sub-high. These indexes are used to study the relationship between the factors in SPR period and their relations to the circulation and precipitation of the East Asian summer monsoon （EASM）. Results show that, the summer rainfall over southeastern China decreases when SPR onset is late. For then EASM strengthens and the cyclonic circulation around the Tibetan Plateau （TP） strengthens, which makes abnormal anti-cyclonic circulation （cyclonic convergent circulation weakens） appear over southeastern China. When the decay of SCS sub-high delays, abnormal flood prevails over the middle and lower reaches of the Yangtze River （MLYR） and to the south. That is mainly caused by EASM weakening while SCS sub-high strengthening, then the abnormal southwesterly over South China and the abnormal northerlies of anti-cyclonic circulation around the TP converge over the Yangtze Valley. The two indexes have high correlations with multivariate ENSO index （MEI） in March, indicating that the climate abnormity in East Asia is related to global climate abnormity tightly. The two time indexes are independent of each other, which is favorable for the prediction of the anomalies of the circulation and precipitation of EASM. From this point of view, we must take the global climate background into account when we analyze and predict the East Asian summer circulation and precipitation.     

CITYSTAR在百色地区农业气候资源分析中的运用

用 City Star地理信息系统软件分析计算了百色地区的农业气候资源 ,提出了应用 City Star地理信息系统软件开展农业气候资源分析的一种新思路、新方法和具体步骤     

层次分析法和GIS技术在河南省雷电灾害风险区划中的应用

根据自然灾害风险评估理论,利用闪电定位资料、地理信息数据、社会经济数据以及雷电灾情等数据,采用层次分析法（AHP法）,从致灾因子的危险性、承灾体的暴露度和承灾体的脆弱性方面,研究雷电灾害风险评估及区划方法,建立起评价指标与风险评估的定量关系,形成了河南省雷电灾害风险评估的方法.同时,结合GIS技术,形成了致灾因子危险性分布图、承灾体的暴露度分布图和承灾体的脆弱性分布图,最终叠加形成河南省雷电灾害综合风险区划图.区划结果表明：高风险区主要位于豫东和豫西北大部分地区,低风险区主要位于豫北和豫西南部分地区.     

A Simple Temporal and Spatial Analysis of Flow in Complex Terrain in the Context of Wind Energy Modelling

A simple temporal and spatial analysisis done on wind speed and direction data from a number ofmeteorological towers separated by distances between roughly 1 and 100 kilometres. The analysis is done in the context of expected model error in wind energy calculations. The study first uses single point statistics to show the evolution of mean values with time. It is shown that strong seasonal signals are present and that stable means are achieved only after averaging periods of a year or more. The study then uses discrete Fourier transforms to show that significant amounts of spectral energy reside in modes with periods of a few days to less than a day. Frequency dependent cross correlation values are then derived and used to show how correlation between towers diminishes with increasing frequency. The mechanism responsible for this diminished correlation is shown through the comparison of cross-correlation phase as a function of frequency and its relationship to distance between towers. Error in wind energy estimates are shown to be strongly related to correlation and therefore distance over which the prediction is made. In summary, much of the inaccuracy in modelling flow in the context of wind energy calculations is due to a lack of scale separation between the deterministic part of the flow, which is well modelled, and that part of the flow that is stochastic at the length and time scales modelled.     

基于GIS的河南省洪涝灾害风险评估与区划研究

在分析洪灾形成的各主要因子的基础上,提出了基于地理信息系统(GIS)的洪灾风险评估指标模型。在对指标体系赋予权重的基础上结合GIS进行洪涝灾害风险评估和区划分析,结合河南省具体情况,以降雨、地形和区域社会经济易损性为主要指标,得出河南省洪灾风险综合区划图,既有赋予权重后的准确性又有GIS区划图的一目了然,具有一定的理论和实践意义。从所得到的洪涝灾害风险区划图可以看出,信阳、驻马店、周口大部分地区由于降水较多和社会易损性影响度较大,发生洪涝的风险最大,焦作、郑州、开封和安阳、濮阳的部分地区,由于处于黄河流域发生洪涝的可能也较大,其他地区发生洪涝可能性不大。     

Temporal and Spatial Characteristics of Intraseasonal Oscillations in the Meridional Wind Field over the Subtropical Northern Pacific

Based on the NCEP/NCAR reanalysis I daily data from 1958 to 2002, climatic characteristics of the 30-60-day intraseasonal oscillations (ISOs) of the zonal wind (u), meridional wind (v), and geopotential height (h) over global areas and especially the ISO of v over the subtropical northern Pacific are analyzed using the space-time spectrum analysis and wavelet transform methods. The results show that the ISO of v is very different from those of u and h, with the former representing the meridional low-frequency disturbances, which are the most active in the subtropics and mid-high latitudes, but very weak in the tropics. In the subtropical Northern Hemisphere, the energies of the ISOs of u and h are both concentrated on the waves with wave number of 1 and periods of 30-60 days, while the main energy of the ISO of v is concentrated on the waves with wave numbers of 4-6 and periods of 30-60 and 70-90 days. The westward propagating energies for the 30-60-day oscillations of u, v, and h are all stronger than the eastward propagating energies in the subtropics. In addition, the ISO of v is the strongest (weakest) in summer (winter) over the subtropics of East Asia and northwestern Pacific, while the situation is reversed over the subtropical northeastern Pacific, revealing a "seesaw" of the ISO intensity with seasons over the subtropics from the northwestern to northeastern Pacific. In the subtropical northwestern Pacific, the interannual and interdecadal changes of the ISO for v at 850 hPa indicate that its activities are significantly strong during 1958 1975, while obviously weak during 1976-1990, and are the strongest during 1991-2000, and its spectral energy is obviously abnormal but ruleless during the ENSO periods. However, in the 2 7-yr bandpass filtering series, the interannual changes of the v ISO over the subtropical northwestern Pacific contain distinct ENSO signals. And in the 9-yr low-pass filtering series, the v ISO changes over the subtropical northwestern Pacific are significantly out of phase with the changes of the Ni(n)o -3.4 SST, whereas the v ISO changes in the subtropical northeastern Pacific are significantly in phase with the changes of the Ni(n)o-3.4 SST.     

青藏高原上空甲烷的时空分布特征及其夏季高值形成机制分析

利用搭载在美国Aqua卫星上的大气红外探测仪(AIRS)观测资料反演的全球甲烷(CH_4)产品和NCEP再分析资料,分析了2003~2014年青藏高原上空CH_4的时空变化特征,探讨了夏季CH_4高值变化与季风的关系。研究结果表明:就青藏高原整体而言,CH_4浓度随高度增加递减;对流层中高层CH_4含量季节变化较为明显,其平均浓度在7~9月处于高值,6月、10月次之,其余月份处于低值。2003~2014年CH_4含量呈逐年上升趋势,年增长率约为4.66ppb(10-9)。高原上空CH_4空间分布分析显示,高原北部CH_4浓度高于南部地区。夏季风期间,随着高原上的强对流输送和上空南亚高压的阻塞,对流层中高层CH_4浓度明显增加并不断积累,在8月底至9月初出现最大值。在分析季风指数的基础上发现,夏季季风影响下的强对流输送是高原对流层中高层CH_4高值形成的主要原因之一,对流层中高层CH_4浓度最大值出现时间较季风指数的峰值滞后约半至一个月,随着夏季风的撤退,CH_4浓度高值迅速降低。     

新疆夏季对流性降水时空分布特征及成因分析

利用1979—2016年ERA-Interim再分析数据对新疆地区夏季对流性降水的时空分布特征及环流成因开展了研究。结果表明:(1)新疆夏季降水主要集中在山区,对流性降水占总降水的比例在50%上下,在大部分盆地地区,对流性降水占比达70%以上;(2)对流性降水EOF第一模态表现为塔里木盆地西侧山区和伊犁及天山北麓的反相位变化,这种分布在21世纪00年代以前存在5年和10年左右的周期,而从1995年开始出现突变。而大范围降水塔里木盆地南侧山区和天山区域是同相位的空间型分布;(3)水汽条件和层结不稳定条件的差异共同作用导致了塔里木盆地西侧和伊犁两个地区夏季对流性降水反相位的变化。     

西北干旱区地气温差的时空特征分析

利用西北干旱区55个站1961—2000年0cm地温和气温资料,利用EOF、旋转EOF分析和小波分析方法．分析了西北干旱区地气温差的空间分布及时间演变特征。结果表明：西北干旱区地气温差6月份最大,1月份最小;春、夏、秋三季均为正值,冬季除个别站点外均为负值。西北干旱区春、夏、秋、冬四季地气温差的空问分布前三个特征向量均表现为三种分布型：全区一致型、南北差异型和东西差异型。在过去40年问,西北干旱区的地气温差表现为四种时间演变型：具有极小值的抛物线型、具有极大值的抛物线型、单调递增型和单调递减型。西北干旱区地气温差的周期振荡主要以3～6年和20年为主。这些周期振荡在不同区域不同时期的显著性不同。     

夏季青藏高原不同层次土壤湿度时空变化特征

基于1950—2009年GLDAS Noah 2.0逐月平均土壤湿度资料,分析了夏季青藏高原各层土壤湿度的时空变化特征。结果表明:(1)夏季青藏高原各层土壤湿度整体上呈自南向北递减的空间分布,但在高原中部地区中层、深层土壤湿度均有一个极值中心。(2)夏季高原中东部地区表层、浅层、中层、深层土壤湿度之间的差值(深层与中层除外)均表现为"上湿下干"的垂直分布,而中部偏西地区各层土壤湿度差值则表现为"下湿上干"的垂直分布。(3)夏季高原各层土壤湿度第一模态均呈现西南—东北反向型分布,且随着深度的增加,零线向东北移。(4)夏季高原主体各层土壤湿度的年际变化特征明显,除深层(呈现不显著增加趋势)外整体均呈现显著下降趋势,前期土壤湿度较高,后期较低。从空间趋势分布来看,除深层土壤湿度在高原中部有增大趋势外,各层土壤湿度变化趋势在高原上均以减小为主。(5)去趋势后,除深层外其他各层土壤湿度最大年际变化幅度在高原中部随着土层的增加而减小,而高原中东部则随土层的增加而增大。     

基于SPEI的开都河流域干旱时空演变特征分析

基于开都河流域5个国家基本气象站1961—2020年的逐日气象资料,计算了年和季节为主要时间尺度的SPEI指数数据,并利用Morlet小波分析、Mann-Kendall检验、趋势归因等方法,研究该区域的干旱时空演变规律及其原因。结果表明：近60 a,除冬季外,其余时间尺度上的开都河流域均呈干旱化趋势。在空间分布上,流域的年和夏季变化一致,自北向南呈“偏湿—偏干”趋势;春季与秋季变化趋势相同,自西向东呈“偏干—偏湿”趋势;冬季则整体呈“偏湿”趋势。气温是开都河流域干旱变化的主导因素,但流域北部地区干旱变化以降水影响为主,南部地区则受气温影响为主;同时,和静与焉耆区域除冬季外,气温对干旱趋势的贡献均远高于降水贡献,表明该区域干旱化较为严重。开都河流域各时间尺度上的干旱均基本2~6 a一遇,干旱特征多以轻旱为主,中旱次之。其中,春季不仅是重旱事件发生最多时期,还是流域干旱事件发生的主要时期。     

河南省近年来遥感监测的森林火灾时空分布规律分析

森林火灾作为一种自然灾害,其发生原因不仅来自于自然因素,从众多的火灾调查中发现,更多地来自于人类活动因素,其发生的时空分布特点和规律,受自然和人类活动共同影响.对2003-2008年春、冬季(11月-次年4月)河南省森林防火期内遥感监测并已查明的森林火灾进行统计分析,结果发现:河南省森林火灾近年来有逐年增多的趋势;冬、春之交的3月为森林火灾的高发月份;从火灾的日变化规律来看,12-15时为一天中森林火灾的高发时段;从火灾发生的空间分布来看,伏牛山南麓发生森林火灾的频率较高.     

华中区域LAPS中尺度分析场的检验与评估

本文利用LAPS融合地面观测资料、探空资料、雷达资料形成中尺度分析场,将该分析场与实况降水、雷达同波、TBB图进行对比,发现LAPS分析场具有中尺度系统的描述能力.设计了融合不同观测资料的试验方案并计算了各种试验方案的均方根误差,定量对比分析了各种资料在LAPS系统中的作用,结果表明LAPS融合所有观测资料后得到的分析...     

近45年湖北省雷电日数的时空变化特征分析

采用1961～2005年湖北省71个气象台站常规地面气象观测资料,对该省雷电日数的时空变化特征进行了统计分析。结果表明:湖北省年雷电日数在23～53d,年平均雷电日数为36d;通过小波分析发现,湖北省1980年以前为雷电相对较多时期,1980年以后为雷电相对较少时期;一年中任何一天都有可能出现雷电天气,平均初雷日在2月下旬,终雷日在10月上旬;春季和夏季雷电日数占全年雷电日数的88.5%,秋、冬季占全年雷电日数的11.5%;雷电日数月际变化呈双峰型,主峰、次峰分别出现在7月和4月;一年中7月、8月雷电日数最多,约占全年雷电日数的47%;鄂西南、鄂东地区年雷电日数最多,属高雷区,其它地区属多雷区;近45年湖北省雷电日数呈现明显减少趋势,平均初雷日有所推迟,平均终雷日则有所提早。     

1971-2015年北疆地区不同等级冷空气时空统计特征分析

选取北疆50个测站1971-2015年的逐日平均气温和最低气温资料,运用小波分析、M-K突变检验等统计方法分析了北疆地区不同等级冷空气活动过程的时空变化特征。分析表明：近45年北疆地区冷空气活动持续日数在1～15d,平均持续日数为1.79 d。其中弱冷空气过程持续日数以1～2 d为主;中等强度冷空气、较强冷空气和寒潮过程以1～3 d为主;而强冷空气过程以2～4 d为主。近45年北疆单站冷空气发生频次为95.3次/a,且具有盆地多、山地少的特点;其中中等强度冷空气为11.8次/a,自东向西逐渐减少;弱冷空气、较强冷空气发生频次为70.9次/a、1.8次/a,呈自西南向东北逐渐减少的趋势;强冷空气和寒潮发生频次为4.2次/a 、7.3次/a,呈现由西南向东北增加趋势。近45年北疆地区冷空气活动频次总体呈减少趋势,年代际表现为先减少后增加的特点, 70年代最多,90年代最少,减少速率为0.33/10a;弱冷空气和较强冷空气呈增加趋势,增加速率为0.17/10a和0.03/10a;中等强度冷空气、强冷空气和寒潮活动频次呈下降趋势,其中寒潮的下降速率达-0.37/10a;不同等级冷空气活动频次均存在一个15-20a的显著周期,突变点出现在1980、2003年左右。     

1960-2005年我国南方地区1月地面最低气温的时空特征及成因分析

采用REOF、合成分析等方法,研究了1960~2005（共46年）我国南方地区冬季（1月）地面最低气温的时空特征,并探讨了经过REOF分区后各区域影响最低气温的主要因子。结果表明：根据最低气温REOF分区可把我国南方地区最低气温划分为A,B,C三个区域：A区主要包括广西、湖南、贵州;B区主要包括海南、广东、福建和浙江;C区主要包括湖北、河南和安徽。影响这三个分区最低气温的因子各有不同,A区主要是受来自青藏高原东部及其周边的热源影响,B区主要是受西太副高和西南气流的影响,影响C区的则主要是来自北方的冷空气。     

基于离海距和GIS技术的福建低温精细监测

利用福建省1:250000的DEM资料和67个气象站气温观测数据,在建立最低气温与经纬度、海拔高度相关推算方程的基础上, 融合离海距因子, 对2008—2010年冬季3个冷空气过程的最低气温 (数值及分布状态) 进行精细模拟,同时总结出利用逐步回归及综合残差平方和选取适宜离海距的方法。结果表明:融合离海距因子后,对冷空气过程最低气温的模拟效果更好。随着过程平均降温幅度的增大,离海距对过程最低气温模拟值的贡献率有减小趋势。不同冷空气过程的离海距大小存在差异,总体上以50 km为标准,再进一步得出适宜离海距。离海距以外区域最低气温模拟适用经度、纬度、海拔高度3个因子确定的地理气候方程进行,以内区域则适用在上述最低气温模拟方法的基础上融合离海距因子进行,以达到提高低温监测模拟精度和体现海洋对陆地温度调节能力的目的。经检验,模拟结果与实际情况基本相符。