2005—2020年新疆雷电灾害特征分析

利用2005—2020年新疆雷电灾害统计数据及2013—2020年新疆闪电定位监测数据,从雷电灾害发生的行业分布、人员伤亡、经济损失等角度,对新疆2005—2020年雷电灾害特征进行了分析。结果表明：（1） 2005—2020年新疆共发生雷电灾害事件154次,导致82人伤亡,近16 a雷电灾害事件呈逐年递减趋势,其中月分布高发期在4—8月,这与新疆的雷电月活动规律一致。（2） 雷电灾害空间分布特征和地域有很大的相关性,雷电灾害主要集中在北疆阿勒泰地区、塔城东南部地区以及伊犁哈萨克自治州直属县市一线,而南疆的雷电灾害数量基本上很少。（3） 雷电灾害事件主要发生在农村,占雷电灾害事件总数的62.3%。雷电灾害事件造成的行业受损比例由多到少依次是民用电子设备、工厂设备、电力设备和建筑物。本研究结果可为新疆防雷减灾工作提供重要的理论依据。     

树轮记录的贺兰山北部近208年5—7月温度变化

利用2008年10月采自贺兰山北部的油松树轮样本建立了贺兰山北部区域树轮密度年表。相关分析表明:贺兰山北部的树轮早材平均密度与银川气象站5—7月平均最高温度具有较好的正相关关系,相关系数为0.67。用贺兰山北部的区域早材平均密度差值年表重建贺兰山北部1801—2008年的5—7月平均最高温度,58年 (1951—2008年) 重建值对实测值的解释方差为44.9%;2008年的贺兰山北部温度重建序列平均值为27.40℃。在最近20年,贺兰山树轮早材平均密度出现了明显的上升趋势,通过比对贺兰山北部重建序列的低温年份和全球火山爆发数据,发现在大规模火山爆发后的28个偏冷年温度平均值为26.90℃,较重建序列平均值下降0.50℃。多窗谱分析表明:贺兰山北部温度重建序列具有120年、8.1年、6.5年、3.2年、2.9年、2.1年的准周期变化。贺兰山北部早材平均密度与甘肃石门山、昌灵山油松的早材平均密度有良好的相关性。     

树轮记录的历史时期阿克苏河流域沙尘天气变化

相关计算表明,位于塔克拉玛干沙漠西北边缘沙漠-绿洲-山地过渡带的阿克苏河流域英阿特河树轮标准化年表与该区域4—7月的沙尘天气日数相关显著,单相关系数高达-0.527（α<0.0001）,利用树木年轮重建阿克苏河流域历史时期沙尘天气日数是可行的,并具有明显的树木生理学意义。利用吾力街力克和英阿特河标准化自回归年表序列可较好地重建阿克苏气象站过去611 a的4—7月沙尘天气日数,经多方面验证,表明其具有较好的可信性。在过去611 a中,阿克苏河流域沙尘天气日数以2.3 a、4.1 a、5 a、6.8 a、8.8 a、10.7 a、45.1 a、50.7 a的周期最为显著;且经历了9个偏湿期及9个偏干期,降水的增加有利于制约沙尘天气的发生,在新疆气候暖湿化的背景下,沙尘天气有望减少;阿克苏河流域历史时期沙尘天气日数在1434年前后、1721年前后、1776年前后和1865年前后发生了由少向多突变,在1685年前后、1752年前后和1798年前后发生了由多向少的突变。这些突变年份中,1721年前后的由少到多突变最为显著,1752年前后的由多到少突变最为显著。17、18世纪沙尘天气较为频繁,15—17世纪,沙尘天气日数明显增加,18—20世纪,呈下降趋势。     

样条函数步长变化对树轮宽度年表与气候相关性的影响初探

利用天山中部北坡头屯河及三屯河流域4个天山云杉采点的树轮样本,研制样条函数不同步长的树轮宽度标准化年表,分析样条函数不同步长对树轮宽度标准化年表与气候的相关性的影响发现:①随着样条函数步长的增加,位于森林中下部林缘的庙尔沟煤矿和三屯河的树轮宽度标准化年表与小渠子气象站上年7月至当年6月的降水量的相关系数曲线均呈现出先增后减小的变化形式,但在局部有差异,最佳步长分别为40 a和30 a。②随着样条函数步长的增加,处于森林上限的东南沟和小渠子的树轮宽度标准化年表与大西沟气象站当年2-3月的月平均气温的相关系数的曲线都呈现光滑的先升后平的对数曲线型,最终确定220 a、185 a分别作为东南沟和小渠子树轮宽度标准化年表的样条函数步长。③通过分析发现最佳的样条函数步长比传统方法给定的样条函数步长和按树轮宽度序列公共区间长度的1/2的样条函数步长所含的气候信息多。     

天山中段雪岭云杉森林冬春季小气候变化特征分析

利用天山中段雪岭云杉林区连续气象观测资料,初步分析了林内外冬、春季小气候特征的变化规律。结果表明,雪岭云杉林对小气候特征存在明显影响,冬、春季林内平均气温、地表温度相对林外均明显偏低,相对湿度均显著大于林外;林内同林外比,冬季、春季气温偏低分别在1.3~1.7℃、0.5~1.2℃之间,且林内气温日较差和相对湿度变化幅度明显小于林外。林内风速小,日变化不明显,静风的频率最大;冬、春季林外平均风速分别为2.0 m/s、2.5 m/s,而林内分别为0.2、0.3 m/s。     

树轮记录的腾格里沙漠东缘1775-2005年降水变化

 利用采自腾格里沙漠东缘的贺兰山油松树轮样本,建立树轮宽度年表。通过相关普查发现,贺兰山油松树轮宽度差值年表与腾格里沙漠东缘当年5月至7月的降水存在显著的正相关,相关系数为0.606（P<0.001）。利用贺兰山北部的树轮宽度差值年表,可较好地重建腾格里沙漠东缘近231 a来当年5月至7月的降水变化,交叉检验表明,降水重建结果稳定可靠。通过与腾格里沙漠南缘地区树轮降水重建序列对比分析,发现腾格里沙漠边缘区的树轮重建降水的干湿阶段变化具有良好的同步性,并对西北地区极端干旱历史事件有良好响应。     

2009年塔里木盆地总悬浮颗粒物时空分布及无机离子浓度特征分析

 利用2009年塔里木盆地的塔中、铁干里克、喀什和民丰4个观测站采集的总悬浮颗粒物（TSP）观测资料,同时结合水溶性无机离子成分分析,研究了塔里木盆地TSP时空分布特征及无机离子浓度特征。结果表明:①塔中、铁干里克、喀什和民丰观测站TSP月平均质量浓度具有相同的变化趋势,峰值区都在4—5月,而低值区为11—12月,季平均质量浓度变化趋势为春季最高,夏季和秋季次之,冬季最低\.②TSP中水溶性无机离子年均总离子浓度为塔中>铁干里克>民丰>喀什;SO2-4浓度分别为总离子浓度的58％、50％、54％和51％;Ca2+浓度分别为总离子浓度的13％、16％、16％和11％;Na+浓度分别为总离子浓度的12％、13％、10％和12％;Cl-浓度分别为总离子浓度的12％、16％、11％和22％;所以硫酸盐、钙盐、钠盐及氯离子是塔里木盆地TSP中主要无机成分。③铁干里克、民丰、喀什和塔中的阴阳离子相关系数分别为0.99、0.99、0.25和0.91;阴离子平均浓度分别为阳离子平均浓度的2.57、2.12、2.15倍和3.02倍,说明4个观测站的阴阳离子都不平衡。④4个观测站SO2-4/NO-3比值远大于燃煤排放的SO2-4/NO-3的比值,所以4个观测站所在地区的固定排放源对大气环境的影响程度远大于移动排放源。     

不同去趋势方法对格尔木地区胡杨宽度年表的气候意义影响分析

基于2014年采自柴达木盆地南缘格尔木地区的胡杨树轮样本,采用三种不同去趋势方法(样条函数法、负指数拟合和区域曲线去趋势方法)建立树轮标准化序列,结合格尔木气象站气候资料,分析不同去趋势方法下胡杨径向生长对气候的响应。研究表明,利用区域去趋势方法建立的树轮年表包含有较多的气候环境信息,胡杨树轮年表与逐月气候因子相关表明,树轮年表对降水响应不显著,与生长季的平均气温和平均最高气温有较好的相关性,最高相关系数达0.411(p0.01),格尔木胡杨树轮的区域去趋势年表与组合相关的6—10月平均最高气温相关性最好,生长季的平均最高气温对胡杨径向生长有一定的限制作用并具有树木生理学意义。用区域曲线去趋势方法得出的格尔木胡杨树轮年表对气候的响应最好。     

帕米尔东北部昆仑圆柏850年树轮宽度年表的建立及其气候意义

利用帕米尔高原东北缘的昆仑圆柏树轮资料建立了850 a的树轮宽度年表(1165—2014年),是目前新疆最长的树轮年表。树轮宽度指数与乌恰站的气象资料相关分析表明:树轮宽度主要受水分条件限制,与降水量、降水日数和水汽压呈一致的正相关,其中树轮宽度标准年表与乌恰上年10月—当年7月的降水量的相关系数达到0.671。宽度年表与最高气温和最低气温呈反相关:当年生长季及其前期的最高气温与轮宽指数负相关,而最低气温(当年5月以外)与树木的生长正相关,表明生长季的较高的最高气温和冬季的较低的最低气温不利于树木的生长。树轮宽度指数与CRU格点降水资料的空间相关分析表明其能较好地反映帕米尔高原东部的降水变化,其次与新疆天山山区中部和南疆平原区的降水也具有较好的相关性。     

天山北坡东部叉子圆柏(Sabina vulgaris)树轮宽度气候重建潜力评估

叉子圆柏(Sabina vulgaris)年轮边界清晰,广泛分布于天山北坡海拔1 200~3 100m范围,比雪岭云杉的海拔分布范围更广。该树种最大树龄在200a以上,目前还未见利用这一树种开展树轮年代学研究的报道。建立了天山北坡东部木垒山区叉子圆柏的树轮宽度年表,分析其年表特征及其与木垒气象站降水量、降水日数、气温、蒸发量和标准化降水蒸发指数(SPEI)的相关关系,评估叉子圆柏的气候信息含量及其用于气候重建的潜力。结果表明:叉子圆柏树轮宽度具有较高的敏感度和序列间的一致性,树木径向生长受到当年生长季(3—8月)及其前期降水和蒸发的综合影响,宽度年表与当年的降水量和降水日数显著正相关,与气温和蒸发量显著负相关,与当年4—7月SPEI的正相关最为显著(n=55,r=0.650,P0.0001)。基于一元线性方程(Y=2.783 X-2.975,R~2=42.2%,R_(adj)~2=41.1%),利用叉子圆柏树轮宽度重建了东天山北坡木垒4—7月SPEI变化。与基于雪岭云杉树轮宽度重建的东天山降水记录的比较表明:1860—2013年间二者相关系数为0.381,低频变化都记录了1910—1940年的持续干旱期。SPEI序列中的部分极端干旱年与降水记录并不一致,SPEI记录的20世纪90年代以来的持续偏干趋势在树轮降水记录中并不明显,可能是由于两个重建的要素和时段不一致,SPEI指数考虑了增温引起的蒸发作用加剧的影响。叉子圆柏主要分布在阳坡(雪岭云杉一般生长在阴坡),特别是可以在天山北坡雪岭云杉下树线以下的区域生长,叉子圆柏树轮宽度反映的气象要素和时段与雪岭云杉存在差异,因此在天山山区树轮年代学研究中能作为雪岭云杉的有益补充。