一次强烈发展西南低涡的中尺度结构分析

2021年8月7—8日,四川盆地中东部出现大暴雨、局地特大暴雨,是重庆2021年度社会影响最大的一次暴雨过程。采用多源观测及ERA5再分析资料,对此次大暴雨过程进行诊断分析。结果表明：大暴雨发生在低槽移入四川盆地诱发暖性西南低涡背景下,具有显著的阶段性、跳跃性和极端性特征。大暴雨先后形成于西南低涡中心东南部、西南低涡东侧和西南低涡南侧暖湿的边界层辐合线附近。各阶段大暴雨均由移动缓慢、维持时间达3~6 h的β中尺度对流系统影响形成,暖湿不稳定和弱垂直风切变为β中尺度对流系统的形成提供了有利的环境条件。涡度分析表明,西南低涡的发展主要源于低空辐合及垂直涡度输送效应,但暴雨区的正涡度发展与西南低涡并不完全相同,水平涡度倾侧效应较为显著。第一阶段暴雨区正涡度主要源于对流层中低层西南低涡中心附近显著的低空辐合、涡度垂直输送及水平涡度倾侧效应;第二阶段和第三阶段暴雨区正涡度主要源于边界层辐合及边界层以上的水平涡度倾侧效应,边界层辐合触发暖湿大气中的中尺度对流活动促进了第二阶段和第三阶段大暴雨的形成。

     

青藏高原强降水日数的时空分布特征

 根据青海和西藏48个气象台站近48 a（1961-2008年）的逐日降水和气温资料,分别以日降水量超过5 mm和25 mm作为冬半年（11月～翌年3月）和夏半年（5～9月）强降水的临界值,分析了青藏高原冬、夏半年强降水日数的时空分布特征。结果表明：（1）高原强降水日数与总降水量的空间分布型非常相似,夏半年均表现为由东南向西北递减,而冬半年则为由高原腹地向四周递减。（2）夏（冬）半年强降水主要集中在7月上旬～8月中旬（11月上旬和3月中下旬）。（3）夏（冬）半年强降水存在准6 a（5～6 a）的年际振荡以及准10～11 a（15 a）的年代际振荡。（4）强降水日数变化趋势的空间差异较大,夏半年高原北（南）部强降水日数普遍以增加（减少）趋势为主,而冬半年除雅鲁藏布江流域呈减少趋势外,高原大多数地区均表现出显著增加趋势。     

冰冻圈水资源服务功能区划研究综述

冰冻圈作为气候系统五大圈层之一,是我国干旱区和寒区重要的水源地和固态水库,对生态、水、环境及气候等均具有重要影响。长期以来对冰冻圈产品及社会经济服务功能研究不足,遑论从地域主体功能角度对冰冻圈水资源服务功能进行区划。水资源服务作为冰冻圈资源的重要功能,是进行冰冻圈服务功能及其区划研究的重要突破口。基于冰冻圈科学、人文地理学、生态学等多学科交叉的理论和方法,重点从冰冻圈水资源分布与监测、地域功能区划、水资源服务功能分类和评估等三个方面进行了研究综述,并提出了生态系统服务功能与三生空间研究相结合的冰冻圈水资源服务功能分类体系和基于冰冻圈水资源特性、供给能力、社会经济发展水资源需求和利用效率的冰冻圈水资源服务功能评估指标体系。最后基于研究综述、已构建的冰冻圈水资源服务功能分类和评估体系,综合已有的自然地理综合区划、地域功能区划等区划实践,并探讨了未来可行的冰冻圈水资源服务功能研究方案设想,为进行全国乃至全球的冰冻圈水资源服务功能区划工作提供了理论与实践基础。     

基于三角模糊数随机模拟的地下水环境系统综合风险评价模型

采用随机模拟方法模拟三角模糊数,把三角模糊数及函数间运算简化为普通的实数之间运算,建立基于三角模糊数随机模拟的地下水环境系统综合风险评价模型(ARA-SSTFN)。结果说明:以置信区间形式表示的ARA-SSTFN评价结果,比现有常规方法结果提供评价结果可靠性方面更多信息,能反映受多种不确定性因素综合影响的地下水环境系统综合风险评价客观实际情况;ARA-SSTFN在流域水资源、水环境和水旱灾害等有随机性、模糊性和数据资料不精确等多种不确定性因素综合作用的各种资源环境系统综合风险评价问题中有推广应用价值。     

鄱阳湖滨沙地植物多样性特征

采用线路踏查法和空间代替时间的方法,调查统计鄱阳湖滨多宝沙山沙地植物组成、优势类群以及风沙化过程中植物组成、多样性、生态习性和生活型的变化特点。结果表明：（1）鄱阳湖滨多宝沙山沙地植物有129种,隶属于58科104属,其中被子植物为研究区沙生植物的重要组成部分;生活型谱以高位芽植物居首位,其次为一年生植物,具有明显的亚热带荒漠属性;优势类群主要为蔷薇科(Rosaceae)、蝶形花科(Papilionaceae)、菊科(Compositae)和禾本科(Gramineae)植物。（2）土地风沙化过程中,植物组成变化较大,固定沙丘上以特有种占优势,流动沙丘上主要是共有种,半流动沙丘上以共有种和稀有种组成;植物丰富度、多样性指数逐渐降低;旱生植物比例增多,中生植物减少,湿生植物仅在固定沙丘阶段出现;一年生植物的减少,地下芽植物的增加,变化幅度较大的为半流动沙丘至流动沙丘阶段。     

渭河宝鸡市区段河床沉积物磁性特征分析

利用环境磁学的方法可以有效地示踪河流沉积物的物源,对渭河宝鸡市区段干流及其支流河床沉积物全面系统的磁学特征分析表明：渭河干流和支流沉积物的磁性矿物含量总体相对较高,磁性矿物类型主要以亚铁磁性矿物磁铁矿和磁赤铁矿为主,同时存在不完全反铁磁性矿物赤铁矿,磁晶粒以PSD（假单畴）和MD（多畴）颗粒为主。渭河干流沉积物的磁性特征在空间上表现出了一定的差异,根据χ_ARM/χ（非磁滞剩磁磁化率/磁化率）值的变化规律将渭河宝鸡市区段沉积物的来源分成了两段,第一段从宝鸡峡到神龙大桥,沉积物χ_ARM/χ 值逐渐减小,磁性颗粒逐渐变粗;第二段从神龙大桥到千河入渭口,沉积物χ_ARM/χ 值逐渐增大,沉积物的颗粒呈现出由粗变细的特征,指示了渭河宝鸡市区段河流沉积物存在一定的物源差异,渭河宝鸡市区段干流沉积物的物质来源主要以上游携带为主导,从神龙大桥向下游,支流对河床沉积物具有一定的贡献,北岸比南岸流域贡献的物质相对较多。     

北京市不同土地利用类型的土壤镉含量特征

通过对北京市菜地、稻田、果园、绿化地、麦地以及自然土壤6种土地利用类型共595个土壤样品的调查分析,探讨了不同土地利用方式对土壤镉含量的影响。结果表明,绿化地、麦地以及自然土壤与背景值没有显著差别;菜地、稻田、果园的镉含量显著高于背景值。6种土地利用类型中,菜地土壤的镉含量最高,其次为稻田和果园,绿化地以及麦地土壤镉的含量最低。与土壤基线值相比,果园样品有9.5%的样品超出,绿化地与菜地分别有7.7%和4.6%超出。在全部土壤样品中,共有19个样品超标,超标率为3.2%。石景山、门头沟、丰台、海淀等地区的样品超标较多,应该合理规划这些地区的农业土地利用。     

初值及物理过程对\

利用国防科技大学全球中期数值天气预报模式（YinHe Global Spetral model,YHGS）产品驱动WRF对2018年7月4日华中地区暴雨过程进行模拟,并与ERA-interim资料作初始场模拟结果对比,评估YHGS模式产品在此次暴雨过程预报中的应用能力。结果表明：（1）WRF-YHGS对2018年7月4日华中地区暴雨过程有一定的预报能力,其模拟的大尺度环流形势、水汽收支量变化趋势与WRF-ERA有着很好的一致性,YHGS模式产品驱动中尺度数值预报是可行的。（2）WRF-YHGS模拟效果较WRF-ERA差,但大雨量级WRF-ERA湿偏差较大,两组试验各物理量模拟结果存在一定差距,且随着积分时间的增加差异逐渐增大。（3）WRF-YHGS、WRF-ERA模拟结果的差异主要来自YHGS与ERA初始场中差异较大的次天气尺度运动和YHGS全球模式预报场误差两个方面。

     

Assessment of Terrestrial Ecosystem Sensitivity and Vulnerability in Tibet

The Tibetan Plateau serves an important shelter function for the ecological security of Asia, and especially China. Here, we proposed and improved indicators and methods for assessing the ecological sensitivity and vulnerability of the terrestrial alpine Plateau ecosystems and assessed the freeze-thaw erosion, land desertification, water-caused soil loss, and land salinization sensitivity, together with ecological vulnerability, from the overall ecological sensitivity, ecological pressure, and elasticity aspects in Tibet. The results indicate that the terrestrial ecosystem of Tibet is quite sensitive to freeze-thaw erosion, land desertification and water-caused soil loss. Extremely and highly sensitive regions account for 9.62% and 83.69%, respectively, of the total area of the Tibet Autonomous Region. Extremely and highly vulnerable areas account for 0.09% and 52.61%, respectively, primarily distributed in the Himalayan and Gangdise mountain regions in west Tibet; the Nyainqentanglha, Tanggula, Hoh Xil, and Kunlun mountain regions; and the northwest and northern regions of the Changtang Plateau. The results will aid the development of customized protection schedules according to different ecological issues in each region.     

平缓地区地形湿度指数的计算方法

地形湿度指数( topographic wetness index) 可定量模拟流域内土壤水分的干湿状况, 在流域 的土壤及分布式水文模型等研究中具有重要的意义。但现有的地形湿度指数计算方法在应用于 地形平缓地区时会得到明显不合理的结果, 即在河谷地区内, 地形湿度指数仅在狭窄的汇水线上 数值较高, 而在汇水线以外的位置则阶跃式地变为异常低的地形湿度指数值。本文针对此问题对 地形湿度指数的计算方法提出改进: 以多流向算法MFD- fg 计算汇水面积, 相应地以最大下坡计 算地形湿度指数, 再基于一个正态分布函数对河谷平原地区内的地形湿度指数进行插值处理。应 用结果表明, 所得地形湿度指数的空间分布不但能合理地反映平缓地区坡面上的水分分布状况, 并且在河谷地区内地形湿度指数值也都比较高, 其空间分布呈平滑过渡, 因而整个研究区域的水 分分布状况得到了比较合理的反映。