秦岭太白山气温直减率时空差异性研究

在评估山地生态系统对气候变化响应的过程中,作为气温要素的重要输入参数,气温直减率（γ）的精确性直接影响到相关科研工作的真实性和可靠性。本文基于秦岭主峰太白山（3771.2 m）11个分布于南北坡和不同海拔的标准气象站点2013-2015年连续3年实测日均温资料和25 m×25 m空间分辨率的DEM数据,研究了太白山气温直减率在不同时间尺度上的变化规律及不同坡向上的空间分布特征。结果表明：① 2013-2015年太白山年均γ北坡均大于南坡,北坡为0.513 ℃/100m,南坡为0.499 ℃/100m;北坡年均γ随海拔变化表现出一定的差异性,而南坡相对稳定。② 年内γ在不同时间尺度上均存在明显差异,且南北坡变化趋势不一致。在季尺度上,γ最大值北坡为夏季,为0.619 ℃/100m,而南坡最大出现在春季,为0.546 ℃/100m,最小值均为冬季,南北坡分别为0.449 ℃/100m和0.390 ℃/100m;春季和夏季,北坡γ均大于南坡,而冬季相反,北坡小于南坡,秋季几乎无差异。在月尺度上,气温相对高的月份γ亦较高,北坡γ变化幅度大于南坡;年始和年末（11-12月、1-2月）北坡γ小于南坡,而5-9月北坡大于南坡,且南北坡γ相差较大。③ 经数据可信度分析,所获得的γ可较为客观地反映太白山气温随海拔变化的规律性,将为山地气温空间分布规律及其生态系统响应等定量研究提供理论基础。     

1960-2013年秦岭陕西段南北坡极端气温变化空间差异

作为气候变化研究的重要内容,极端气温研究对生态环境保护和灾害事件预警具有重要意义。根据1960-2013年秦岭32个气象站点的逐日气温资料,采用RClimDex软件、克里格插值法、线性倾向估计法和相关性分析法,研究秦岭山地陕西段（简称秦岭）气温的空间分布特点,以及极端气温的空间变化特征。结果表明：① 1960-2013年秦岭年平均气温、年最高气温和年最低气温分别为10.48 ℃、16.44 ℃和6.18 ℃;秦岭北坡气温在低海拔区高于南坡,在中、高海拔区低于南坡;南北坡的气温差值在低海拔区域最小,中海拔区域最大。② 秦岭极端气温的频率、强度和持续时间均表现为增加趋势,极端气温变化的敏感区域位于南坡的镇安、柞水和北坡的周至、户县。③ 秦岭北坡极端气温频率的变化更明显,秦岭南坡极端气温强度和持续时间的变化更明显;且北坡的增温主要发生在夜间,南坡的增温主要发生在白昼。④ 秦岭极端气温的变暖速率随海拔升高而增大,高海拔区域极端气温频率和强度的变化最明显,中海拔区域极端气温持续时间的变化最明显。     

基于DEM的秦岭山地1月气温及0℃等温线变化

以秦岭南北39 个气象站点1959-2009 年1 月平均气温为基础, 考虑地形因素对温度场的影响, 采取基于DEM的空间插值方法, 获取秦岭山地复杂地形下的1 月气温空间插值数据集, 并在此基础上提取1 月0℃等温线, 研究了50 年来秦岭山地1 月平均气温和1 月0℃等温线的变化情况。结果表明:秦岭南北1 月月均气温均表现为上升趋势, 温度变化倾向率约为0.2℃/10a;50 年来秦岭1 月0℃等温线发生了明显上升, 平均上升高度为143.7 m。从经度上看, 107°E~109°E 范围内1 月0℃等温线所处海拔高度的变化最为强烈, 50 年来上升高度达166.2 m, 明显高于东西两段;1993 年是秦岭地区气温明显上升的突变点, 气温突变后1 月0℃等温线比突变前平均上升了113.82 m。     

秦岭陕西段南北坡植被对干湿变化响应敏感性及空间差异

秦岭位于暖温带与亚热带交界处,也是中国南北地理分界线,秦岭南北坡植被对干湿变化响应敏感性,可以折射出暖温带、亚热带地区主要植被类型对于湿变化的响应规律和机制特征,对深入理解不同气候带植被变化规律具有重要意义.本文利用秦岭山地32个气象站点的气象数据和MODIS NDVI时间序列数据集,探讨了2000-2018年秦岭南北...     

50年来秦岭金钱河流域水文特征及其对降水变化的响应

运用集中度和集中期、Kendall秩相关系数、R/S分析法、降水—径流双累积曲线模型及其他数理统计方法,分析了金钱河流域径流的变化特征,探讨了年际、季节及月尺度上径流变化的趋势并预测了未来趋势,用集中期指标反映了径流对降水响应的滞后效应,并定量分析了降水变化和人类活动对径流变化的贡献率。结果表明:50 a来径流量呈现出显著的递减趋势(p<0.05),递减率为34.33 m3(/s 10a),Hurst指数H=0.669>0.5,表明未来的一段时间内变化趋势与现在相同;1~12月各月径流均表现为下降趋势。流域内径流对降水的响应存在滞后效应,50 a径流对降水平均每年滞后23.6 d,且滞后天数具有明显上升趋势。50 a来径流系数呈极显著减小趋势,降水量转化为径流的部分在逐年减少,被植物截留、填洼、入渗和蒸发的部分增加;径流发生突变后比突变前径流系数降低了35.2%。50 a来降水变化对径流变化的影响率为53.4%,高于人类活动影响率46.6%,是导致径流变化的主要原因,人类活动为次要原因。     

近55 a秦岭山区极端气温变化及其对区域变暖的影响

分析极端气温变化对气候变化研究具有重要意义。本文基于秦岭地区31个站点1960—2013年的逐日最高气温、最低气温和平均气温资料,获得秦岭地区16种极端气温指数,采用线性倾向估计法、M-K检验和主成分分析法,研究各指数变化特征,以揭示极端气温变化规律及其对区域变暖的影响。结果表明:(1)近55 a秦岭地区极端气温呈上升趋势,且日最高气温的升幅大于日最低气温;极端气温暖指数升高,冷指数降低,且暖指数的变化幅度大于冷指数。(2)日最高(低)气温极高值、日最高(低)气温极低值和气温日较差的升幅分别为0.14(0.06)、0.38(0.11)、0.08℃/10 a,夏季日数、热夜日数、暖昼日数、暖夜日数、暖持续日数和生物生长季分别以3.91、1.89、2.59、2.24、1.29、3.15 d/10 a的趋势在增加,而冰冻日数、霜冻日数、冷昼日数、冷夜日数和冷持续日数以-0.7、-3.01、-1.79、-2.05、-0.45 d/10 a的趋势在减小。(3)近55 a秦岭地区极端气温指数变化趋势与全球及全国基本相同,但变化幅度相对偏小,突变时间主要集中在20世纪90年代。(4)近55 a秦岭地区气候变暖与极端气温指数的变化关系密切,其中夏季日数、热夜日数、暖昼日数、暖夜日数和冷昼日数是秦岭地区气候变暖的主要贡献者。     

秦岭东部牛背梁自然保护区巴山冷杉树轮宽度与气候因子的关系

基于树木年代学方法,通过响应分析与回归分析对秦岭东段主脊牛背梁自然保护区巴山冷杉（Abies fargesii）树轮宽度所蕴涵的气候意义进行探讨。结果表明：巴山冷杉年轮宽度标准化年表和差值年表的各项特征值较高,反映树轮资料包含较强的环境信息;归纳相关分析结果,发现春夏季气温是树木径向生长的主导因子,当年1-8月不同时段的平均气温普遍对巴山冷杉生长有促进作用,其中1-2月平均气温对树木生长的影响最为显著,而前一年10-11月平均气温的“滞后作用”不可忽略。降水不是该区巴山冷杉生长的主要限制因子,但当年1-2月的降水过多会导致组织生长减缓;回归模型能较好模拟年轮宽度与气候因子之间的关系,据此结合极宽、极窄轮出现年份的气候状况印证了巴山冷杉树轮宽度年际变化是生长季初期气温、降水相互制衡、共同作用的结果,并推测巴山冷杉林带位置有向高海拔迁移的可能。为秦岭植被生长在气候变化过程中的生态模式演变研究提供一定的依据。     

Spatio-temporal differentiation of climate warming(1959-2016)in the middle Qinling Mountains of China

Based on air temperature observation data from 32 meteorological stations, temperature changes in the middle Qinling Mountains from 1959 to 2016 were analysed with respect to the north-south, seasonal and altitude differences. Our research mainly showed the following results. The annual temperature(TA) rose approximately 0.26℃/10 a within the past 58 years. This warming trend was stronger on the northern slope than on the southern slope, and a warming trend reversal occurred in 1994 on the northern slope, which was three years earlier than on the southern slope. The temperature changes for the four seasons were not synchronized, and the trend in spring contributed the most to the TA trend, followed by winter, autumn, and summer. The temperature difference between summer and winter(TDSW) decreased significantly over the past 58 years. The temperature change in the middle Qinling Mountains was clearly dependent on altitude. With increases in altitude, the TA increased gradually and became stronger while the TDSW decreased gradually and became weaker. Differences in temperature change between the north and south were mainly observed in low-altitude areas. With increase in altitude, the differences gradually tended to disappear.