新疆地区蒸发皿蒸发量变化及基于小波的周期分析

Φ20 cm和E₆₀₁型蒸发皿在新疆均有使用,但两种数据序列自观测开始至今均不完整,尤其自2003年以后数据未进行整合和校正,使得对蒸发皿蒸发量数据的使用和深入分析受到限制。本研究基于Φ20 cm （E₂₀）和E₆₀₁型蒸发皿蒸发量（E₆₀₁）的共同观测期数据,选取新疆地区57个气象站,分析4~10月E₂₀和E₆₀₁的换算系数K。以数据序列较长的喀什（隶属南疆）和塔城站（北疆）为例,分析了逐日和逐月尺度下K的变化,并将各月K值用于两个典型站2003-2016年期间4月1日~9月30日E₂₀的估算,得出1961-2016年完整的日E₂₀序列。进一步基于复Morlet小波函数对月及年尺度E₂₀的波谱特性和周期变化进行了分析,结果表明：（1）新疆地区E₂₀和E₆₀₁的换算系数在4~10月期间具有较大的空间差异,南疆K值较北疆大。（2）喀什和塔城站插补后完整的1961-2016年期间日E₂₀序列具有以年为周期的典型变化,月E₂₀在7月最大,年E₂₀均具有明显的增加趋势;日、月及年尺度下喀什站E₂₀均高于塔城站。（3）两站点1~12月E₂₀的主周期和准周期具有2~16 a的波动,年E₂₀的主周期均为7 a,喀什站准周期为3 a和6 a,塔城站准周期为2 a和4 a。本研究可为新疆地区蒸发量序列的插补及进一步应用提供参考。     

沙坡头生态水文学研究进展及水量平衡自动模拟监测系统

在中国科学院野外站网络重点科技基础设施建设项目的支持下,沙坡头沙漠研究试验站建成了以36台大型称重式蒸渗仪为主体的中国北方不同气候带沙区水量平衡自动模拟监测系统——Lysimeter群。概述了沙坡头生态水文学研究进展。介绍了Lysimeter群建设的科学目标、构建思路、建设内容和预期研究方向。Lysimeter群由大型称重式蒸渗仪、各类探头、移动大棚和降水模拟器等组成,具有集成性和唯一性。该平台可全自动模拟控制降水和地下水位,量化植物水分来源;自动监测蒸散发、植物蒸腾、土壤水渗漏、土壤水分、温度和电导率等。该平台的建成将提升在不同尺度上认知中国沙区生态和水文过程、植被重建的生态水文学和环境胁迫生理生态学机理等相关领域的研究能力,回答不同沙区土壤水分植被承载力和人工植被稳定性维持的生态水文阈值等国家在防沙治沙实践中所面临的核心科学问题。     

省域视角下中国汽车营地的空间格局及成因

以中国大陆31个省级行政区为基本研究单元,以中国目前所建的307个汽车营地为研究样本,借助地理数学方法的空间分析手段和GIS空间分析工具,定量分析汽车营地的空间分布类型、分布均衡程度和分布密度,并揭示其空间格局形成的主要影响因素。研究结果表明:(1)中国汽车营地的空间分布类型属于集聚型,且空间分布均衡性较低,区域差异性明显;(2)汽车营地的空间分布密度总体上呈现东密西疏的分布特征,形成了以京津冀地区和长三角地区为主要集聚区,以泛长三角地区和蒙西地区为次级集聚区的空间分布格局;(3)影响中国汽车营地空间格局的因素主要有区域经济水平、人口分布状况、旅游资源禀赋、政策支持、区位交通条件、地形、水文和气候。     

基于卫星探测资料分析浙江省降水的时空分布特征

利用1998—2013年TRMM 3B42逐3 h降水强度资料和TRMM 3A12逐月对流和层状降水率资料,分析了浙江省多年降水的时空分布特征。结果表明:浙江省降水呈现自南向北、沿海向内陆递减,年降水存在显著的年际变化特征;此外,降水还存在季节内变化和月际变化特征,最大降水量在夏半年,春季、夏季、冬季降水内陆多于沿海,秋季降水则沿海多于内陆;采用EOF分析发现,浙江省降水的空间分布存在3个典型场:一致偏多(少)型、南涝北旱型、东西差异型;浙江省下垫面的差异引起的天气、气候效应对对流性降水产生影响,而层状降水则与浙江省降水关联不大,对流性降水率远远大于层状降水率。     

河西西部一次暴雨的机制分析

利用常规高空、地面气象资料、区域加密雨量站资料和FY-2静止卫星云图以及NCEP1°×1°再分析资料,对2016年6月1日发生在河西西部玉门的暴雨前后的天气环流背景、影响系统、物理量特征和卫星云图进行分析。分析表明:此次暴雨天气的流场配置在高、低层均为"东高西低",受"歪脖子"高压的影响,上游低值系统在河西西部长时间滞留,青海低涡移速缓慢,形成了近似"北槽南涡"的形势;暴雨发生时高层辐散、低层辐合,形成了强烈的抽吸作用,有利于输送和汇聚水汽;强降水中心发生在对流不稳定、斜压不稳定相结合的区域和CAPE强中心的下游;此次暴雨发生期间,多个中尺度对流云团在暴雨地区上空移过形成了"列车效应"。由于在酒泉西部这种极干旱地区出现暴雨天气过程极其罕见,通过分析,以期掌握河西西部极干旱地区暴雨的发生机制,进而能提高此类天气的预报准确率,给当地的防灾减灾工作提供更加准确、优质的气象预报服务和决策依据。     

2017年冬季海洋天气评述

2017年冬季（2017年12月—2018年2月）大气环流特征为：北半球极涡呈偶极型分布,中高纬度呈4波型。12月,亚洲中东部中高纬度环流经向度较大,有利于冷空气南下。2018年1月,西伯利亚冷高压较12月更强,冷空气自北向南影响我国近海。2月,冷空气活动减弱,有温带气旋入海并发展。我国近海出现了19次8级以上大风过程,其中冷空气大风过程14次,冷空气和温带气旋共同影响的大风过程2次,冷空气与热带气旋共同影响的大风过程1次,热带气旋大风过程2次。2 m以上的海浪过程有19次,未出现2 m以上大浪的天数仅有10 d。我国近海出现6次比较明显的海雾过程,出雾区域在北部湾附近海域,出雾时间在夜间—早晨时段。西北太平洋和南海共生成4个台风。海面温度整体呈下降趋势。     

地形对台风“海燕”暴雨增幅作用的观测与模拟

1330号台风"海燕"过程影响海南岛的强降水落区和强降水极值点(毛感乡)均位于南部地区,利用海南省区域加密自动站、三亚多普勒雷达以及0.25°×0.25°ERA-interim再分析资料对强降水成因进行观测分析,应用WRF Ver3.1.1模式对"海燕"进行模拟试验。结果表明:(1)"海燕"从海南岛南部近海北上阶段,其外围的偏东风或偏南风与五指山、吊罗山形成向南开口的"厂"字形地形正交,加密自动站和多普勒雷达在五指山区及"厂"字形地形南侧均探测到多个β中尺度风向辐合切变线或气旋性辐合涡旋,毛感乡附近存在明显的风向辐合,地面辐合中心与小时雨量大值区基本吻合。(2)"厂"字形地形迎风坡的强迫抬升导致气流垂直速度增大,毛感乡附近存在的水平的β中尺度辐合切变和垂直的β中尺度环流,有利于边界层辐合和中高层辐散增强,降水显著增幅。(3)数值模拟的强降水落区和降水极值点与实况基本一致,极值雨量较实况偏小;地形对山区及山脉迎风(背风)坡的雨量增(减)幅作用明显;有地形时,在五指山区及"厂"字形地形南侧容易产生β中尺度风向辐合区。     

湖南一次持续性极端暴雨过程成因分析

利用常规观测、自动站加密雨量资料、NCEP再分析资料,对2017年6月22日~7月2日湖南持续性暴雨过程进行分析。结果表明:暴雨过程可分为强、弱、强三阶段。暴雨是由500hPa北支槽横转竖引导低层冷空气南下,与持续强劲的西南暖湿气流交汇和低层切变线共同触发造成的。西南低空急流为暴雨产生提供了持续的辐合上升运动,急流强度和位置的变化与降雨强度和位置有一定相关性。后期副高西侧东南水汽的加入增强了水汽输送,降水量最大。     

基于航空客流的中国城市对外联系网络结构与演化

改革开放以来,经济全球化和快速城市化促进了中国城市外向型联系的发展,改变了中国城市对外联系的空间格局。越来越复杂化的城市空间分布和组织规律需要一个全新的、综合的网络视角来考察。航空运输是当前城市间相互联系的重要物质基础,体现了城市间的直接关系,是研究城市网络的合适工具。本文以中国城市对外的航空客运联系作为衡量城市关系的指标,借鉴社会网络分析中的2-模网络概念构建了中国城市对外联系网络,并对网络的结构特征和演化规律进行了分析。研究结果表明,中国城市对外联系网络存在北京-上海-广州的三中心结构。中心城市以外,西部城市上升势头迅猛,体现了网络多元化发展的趋势。此外,中国城市对外联系的主要对象逐渐从东南亚向东亚转移,并呈现出以首尔为核心的网络结构。同时,中国城市对外联系扩张以强化区域内部联系为主,洲际联系发展滞后。     

1978-2015年喀喇昆仑山克勒青河流域冰川变化的遥感监测

本文采用1978、1991、2001和2015年的Landsat MSS、TM、ETM+和OLI遥感影像,通过遥感图像计算机辅助分类和目视解译等方法提取冰川边界,分析喀喇昆仑山克勒青河流域冰川在1978-2015年间的进退变化。结果表明：1978-2015年间研究区冰川面积由1821.70 km2减少至1675.92 km2,减少145.78 km2,占1978年冰川总面积的8.00%;冰川消融率较低,在气候变暖的背景下反而呈现出退缩速率由快变慢的趋势。研究区东南向冰川退缩率明显高于西北向,冰川退缩率随冰川规模的增大而减小。研究区内有27处冰川在1978-2015年间发生过特殊的前进现象,面积与长度显著增加。其中,木斯塔冰川西侧冰川末端在1996-1998年间前进速度为904 m/a,乔戈里冰川东侧冰川末端在2007-2009年间前进速度为446 m/a,5Y654D0097冰川末端在1978-1990年间前进速度为238 m/a,初步判定这三条冰川为跃动冰川。以10 a为滞后期分析研究区周边气象站点资料发现：研究区气温持续升高,降水量以1981年为分界点呈现“先减后增”趋势是冰川退缩速率减慢的原因之一;此外,亚大陆型冰川性质、巨大山势条件和高山冷储作用,也可能是冰川退缩幅度较小的原因。