基于陆面模式NCAR/CLM3.5的东北区域生长季地表干湿状况时空分布特征模拟研究

利用东北地区地面102站56 a(1951~2006年)逐日气象观测资料,驱动NCAR陆面模式CLM 3.5,模拟东北地区生长季地表水分盈余量(Surface Water Surplus,SWS),探讨和分析了东北地区生长季1951~2006年地表干湿状况的时空变化规律。结果表明:1971~2000年平均东北地区生长季SWS反映的地表干湿状况具有较大的地域差异,全区SWS为100~800 mm;中、西部为SWS低值区,属半干旱、半湿润区;东、南、北部为相对高值区,属湿润、半湿润区。生长季地表干湿状况存在显著的年际、年代际变化;56 a来,东北地区生长季SWS呈线性减少趋势,即地表变干,SWS空间分布的年代际变化,同样表现为变干趋势,尤其2000~2006年是地表变干最为显著的时期,表明在全球变暖背景下东北地区地表干旱化趋势增强。分析表明地表干湿状况是下垫面与气候变化共同作用的结果,研究地表干湿状况需要综合考虑水分收支项。     

乾安县环境干旱的定量评估

乾安县的二年观测表明 ,环境干旱与农业干旱有不同的特点。蒸散量是计算环境干旱程度的关键 ,也是人类活动最容易影响的部分 ,准确测量蒸散量可以定量评估环境干旱。掌握蒸散量随植被、农业措施的变化规律可以人为控制环境干旱的发展 ,但控制能力是有限的 ,极限值可能相当于几十毫米降水。     

东亚冬季风对中国东北冬季气温变化的影响

利用国家气象信息中心气温数据集1961~2011年中国东北地区资料及NCEP/NCAR再分析资料,对东亚冬季风与东北冬季气温变化特征的对比分析表明:从20世纪90年代起,东北冬季异常冷、暖事件明显增多,冬季风异常强、弱事件也相对增多;1986年前后东北冬季气温发生增暖性气候突变,冬季风同时进入转弱阶段;冬季风在2004年进入偏强阶段,东北冬季气温在2009~2011年出现转入低温阶段迹象。冬季风通过影响200hPa东亚急流,500hPa东亚大槽、乌拉尔高压,850hPa风场,地面西伯利亚高压等的异常导致东北冬季气温的年际和年代际异常。     

在乾安县用LAS预报降水的可能

我国民间久有观察星光闪烁预测风雨的说法,但尚未见到有充分科学根据的论证。1999年,我们按中国卫星气象中心和中荷合作项目《荒漠化和粮食保障的中国能量与水平衡监测系统》的要求,在吉林省西部干旱盐碱地区乾安县建立了我国第一个LAS（Large Aperture Scintillation大孔径闪烁仪）观测站,Cn^2是LAS站的直接输出产品。     

半干旱区不同下垫面近地层湍流通量特征分析

本文分析了2003～2005年半干旱区退化草地和农田下垫面近地层湍流通量日、季、年的变化特征, 探讨了不同年份的气候背景和下垫面土地覆被对地气交换过程的影响。结果表明: 半干旱区退化草地和农田近地层湍流通量具有明显的日变化、季变化周期; 地气间通量交换年际间的差异主要受当年的气候背景影响, 尤其是降水的影响; 同时还受到下垫面覆被的影响。潜热通量和感热通量的能量分配比率呈反位相变化, 且农田和退化草地的变化趋势相似, 在夏季潜热通量所占比例均超过感热通量; 两种下垫面的波恩比月均值变化趋势十分相似, 量级接近, 夏季低, 春、秋季高; 夏季退化草地和农田下垫面波恩比均小于或等于1。     

东北半干旱区退化草地土壤温度的日、季变化特征

在国家基础研究发展规划项目(973)"我国生存环境演变和北方干旱化趋势预测研究"支持下,吉林通榆"干旱化和有序人类活动"长期观测实验站于2002年10月建成并正式开始观测,该站也是国际协同加强观测计划(CEOP)观测网中36个地面站之一。本文利用2002年10月—2005年12月高密度连续观测资料,对退化草地下垫面土壤温度变化特征进行了分析。发现在东北半干旱地区,退化草地0~10 cm深处土壤温度日变化明显,20 cm处日变化较弱(冬季无明显日变化),50 cm以下无日变化;土壤温度0~80 cm存在明显的年变化周期,20 cm以下位相滞后明显,土壤垂直温度梯度经历一个负→转换期→正→转换期→负的年循环。土壤冻结期约96天。太阳辐射是影响土壤温度长期变化的主要因素;土壤表层温度、湿度的日变化对降水事件的响应因降水强度、时间等的不同而不同。太阳辐射是影响土壤温度长期变化的主要因素;土壤温度对降水事件的响应近似一渐变过程,而土壤湿度相对是一快速的跃变响应过程。     

吉林省冬季气温变化对采暖期的影响

利用1960—2009年吉林省46个测站平均气温和最低气温资料,利用采暖强度、采暖指数、气温趋势倾向和M-K检验方法,分析吉林省采暖期气温变化特征及变化规律。结果表明：吉林省采暖期平均气温、最低气温均呈上升趋势,低于-20℃的日数明显减少。近50 a平均气温、最低气温趋势倾向值为0.24℃/10 a、0.42℃/10 a;特别是近10 a来上升趋势明显,平均气温、最低气温倾向值为0.84℃/10 a、1.25℃/10 a,最低气温的升温趋势较为明显。吉林省采暖开始日呈推迟趋势,采暖结束日呈提前趋势,从而使采暖期日数缩短。根据突变分析,采暖期气温变化的突变年为1985年。吉林省采暖期长、采暖强度强的年份大部分出现在20世纪80年代中期以前;采暖期短、采暖强度弱的年份多出现在80年代以后。采暖指数分析表明,20世纪80年代中期以前,采暖指数以正值为主;80年代中期以后,采暖指数以负值为主,90年代均为负值,但在近10 a采暖指数波动幅度加大。由于采暖强度降低、采暖期日数缩短,合理利用气温条件开展采暖工作,可以减少向大气排放CO2、SO2和NO2,对减缓气候变暖、改善大气环境质量有重要的现实意义。     

2000年—2001年乾安县生长季蒸散量的初步分析

本文根据2000年—2001年由LAS和辐射站测得的数据计算得到的蒸散量 ,发现2000年乾安县虽因干旱而农业减产 ,但全年的降水和蒸散基本平衡 ;而2001年虽然全生长季 (5月—9月 )雨量仅为209.6mm ,明显低于年平均值 ,农业却获得了丰收 ,但蒸散量大大超过了降水量 ,全年亏损水量163.7mm.。作者因此得出农业干旱与环境干旱有明显的区别 ,并提出为了解决环境干旱问题 ,必须注意考虑用各种手段调节蒸散量 ,以达到水分的平衡。     

松花江、辽河流域实测径流的变化趋势及其与降水的关系

利用松花江、辽河流域内132个降水测站1961-2000年40年的月降水资料,以及水文测站哈尔滨、江桥、铁岭1956-2000年45年的月实测径流量资料,分析松花江、辽河流域实测径流的变化趋势,并探讨夏季径流与同期降水的相关性。结果表明：松花江流域的年实测径流量呈现较微弱的下降趋势,而辽河流域年实测径流呈现显著的下降趋势;两流域径流量均存在着一致的阶段性丰枯周期变化;最显著的一次波动是夏季实测径流由20世纪60年代中后期呈现的显著下降趋势转为80年代初期的明显上升趋势;降水是影响松花江、辽河流域夏季实测径流的一个重要气候因素。初步揭示了人类活动、下垫面改变对实测径流的影响。     

长春近地层空气CO2浓度变化特征的观测与分析

采用便携式CO2浓度分析仪,在长春市气象站对长春近地层空气中二氧化碳浓度进行观测。观测资料表明,长春近地层空气CO2浓度日变化和季节变化明显,夏季CO2浓度表现为夜间明显高于白天,每日CO2浓度高值期为383～441ppm,低值时期为322～342ppm。冬季每日CO2浓度高值期为425～474ppm,低值期为381～397ppm,仍然是白天低于夜间。春、秋两季长春CO2浓度的昼夜变化不象夏天和冬天那么明显。近地层空气CO2浓度季节变化也十分明显,12月前后浓度最高,为400至410ppm左右;7、8月份最低,为360～370ppm左右;春、秋季处于两者之间。均在390ppm上下。其变化与化石燃料燃烧和植被光合作用有关。