国家级自动气象站蓄电池智能控制检测系统设计

对国家级自动气象站供电系统深入研究,通过对蓄电池充放电进行细微控制,设计报警电路、寿命检测电路和远程监控上位机软件系统,实时监测蓄电池状态,对蓄电池长期处于浮充状态致使其寿命缩减的设计缺陷进行改进。该系统采用Freescale高性能处理器和以AD8210为核心的高边电流检测电路,实时对分流电阻的微电流进行检测,及时阻止危害蓄电池使用寿命的过充和过放,通过声光报警电路和数据通信电路将交流电断电报警、蓄电池电压、使用寿命和充电间隔等信息传送到Labview编写的上位机软件,提醒观测员及时处理,同时配合RTC时钟模块,每3个月自动对蓄电池进行充放电维护,不仅有效延长了蓄电池的使用寿命,还解决了蓄电池充放电维护问题,减少了国家站备份蓄电池每两年更换造成的资源浪费。     

1990—2010年中国极端温度和降水事件的月变化特征

利用1960—2010年中国532个台站的日最低、最高气温和日降水资料,选取4个极端温度指数（冷昼、冷夜、暖昼和暖夜）和2个极端降水指数（极端降水量和极端降水频次）,对1990—2010年极端温度和降水事件相对于之前1960—1989年的月尺度变化进行了研究。得到以下主要结论：1） 逐月的冷昼和冷夜发生频率减少,逐月的暖昼和暖夜发生频率增多。冷极端事件发生频率的变化比暖极端事件更明显。2） 4个指数在2月均表现出频率变化异常剧烈的月尺度特征,这主要与中国地区2月增暖最显著有关。4个指数在2月频率变化的空间分布,中国北方地区（东北、华北以及西北）极端温度事件的频率变化比南方地区（西南、华南以及长江流域）更显著。3） 对于极端降水事件,1990—2010年中国极端降水量增加最大的月份为6—7月,极端降水频次增加较多的月份为1—3月。中国各区域极端降水量变化最大的月份集中在夏季6—8月,其中西北、西南和长江中下游地区极端降水量显著增加。对于极端降水频次,东北和西北地区在1月增加最多;华北、西南、长江中下游和华南地区分别在3、5、7和12月增加最多。除华南地区以外,其他5个区域均通过了信度为0.05的显著性检验。     

利用LPAC图分析北半球夏半年环流季节转换及异常

用NCEP／NCAR再分析月平均风、压场资料得到1958—1997年5—10月月际场的局地型相似系数（LPAC）。多年平均LPAC表明了对流层和平流层低层印度夏季风环流的建立、东亚夏季风环流的北进和南亚高压上高原的过程，这些区域LPAC值较同纬度非季风区明显偏低。在平流层中层，夏季型环流表现出纬向对称性和由高纬向低纬的传播特征。对东亚LPAC气候变率时空剖面及3个涝年LPAC异常的分析反映出环流型季节转变异常及其与东亚月降水异常的关系。     

Evaluation of an ensemble of Arctic regional climate models: spatiotemporal fields during the SHEBA year

Simulations of eight different regional climate models (RCMs) have been performed for the period September 1997–September 1998, which coincides with the Surface Heat Budget of the Arctic Ocean (SHEBA) project period. Each of the models employed approximately the same domain covering the western Arctic, the same horizontal resolution of 50 km, and the same boundary forcing. The models differ in their vertical resolution as well as in the treatments of dynamics and physical parameterizations. Both the common features and differences of the simulated spatiotemporal patterns of geopotential, temperature, cloud cover, and long-/shortwave downward radiation between the individual model simulations are investigated. With this work, we quantify the scatter among the models and therefore the magnitude of disagreement and unreliability of current Arctic RCM simulations. Even with the relatively constrained experimental design we notice a considerable scatter among the different RCMs. We found the largest across-model scatter in the 2 m temperature over land, in the surface radiation fluxes, and in the cloud cover which implies a reduced confidence level for these variables. An erratum to this article can be found at     

克氏原鳌虾气象因子影响研究现状与展望

克氏原螯虾主要养殖在长江中下游地区,目前最主要的养殖模式为虾稻共作模式。大量研究结果表明,克氏原螯虾的生长发育与气象要素密切相关。水温在25-30℃时,克氏原螯虾生长较快;16-25℃水温范围内,温度越高,越有利于雌虾卵巢发育;20-30℃水温范围内,水温越高,受精卵孵化时间越短。光明和黑暗时间之比为16 h∶8 h时,最有利于雌虾性腺发育。与克氏原螯虾养殖有关的气象灾害主要有暴雨洪涝、高温热害、低温冷害。鉴于目前的养殖和气象因子影响研究及服务现状,建议气象部门开展虾-稻种养基地气象观测站网建设,开展气温与水温相关性和水温预报研究,以及气象要素对克氏原螯虾影响的定量化研究。     

喜马拉雅山脉中段土地覆被的垂直分异特征

喜马拉雅山脉中段的珠穆朗玛峰等地,海拔高差巨大、生境复杂多变、土地覆被类型多样且植被垂直带谱完整,是全球范围内研究土地覆被垂直变化的理想场所。本文基于30 m空间分辨率的土地覆被数据（2010年）和DEM数据,在ArcGIS和Matlab平台的支持下,提出并运用脊线法、样带法和扇区法3种山地南北坡划分方法,研究了喜马拉雅山土地覆被垂直分布与结构差异。结果表明：① 山地土地覆被分布具有明确的垂直地带性结构特征,喜马拉雅中部土地覆被垂直带谱为南六北四式,土地覆被垂直带谱中具有人类活动的特点。② 南北坡之间的土地覆被垂直带谱差异明显,南坡土地覆被类型完整多样,北坡相对简单;对同类型土地覆被而言,南坡较北坡分布高程低、幅度宽。③ 依据各类型分布面积比随海拔变化情况,土地覆被类型在南北坡上的垂直分布可分为4种模式：冰川雪被、稀疏植被和草地为单峰分布型,裸地为南单峰北双峰分布型。④ 3种划分方法中,南坡的土地覆被垂直带结构具有相似性,而北坡的土地覆被垂直带结构存在差异,扇区法较好地反映了土地覆被自然分布格局。     

地理科学与资源科学的国家智库建设

地理科学与资源科学智库建设在地理科学与资源科学发展及学科建设中具有非常重要的战略地位。中国科学院地理科学与资源研究所建所80年来,地理科学与资源科学智库为传播人类文明、保障国家资源安全和持续利用、维护国家和全球可持续发展做出了重大贡献。本文回顾了80年来、尤其是2000年以来地理资源所在高端智库建设方面取得的辉煌成就,以时间为主线,总结了智库建设的重点领域及特色方向,包括综合科学考察与资源环境承载力评价、国家重大区划与规划、国情分析与区域可持续发展、新型城镇化与城市群建设、精准扶贫与乡村振兴、生态文明体制改革与美丽中国建设、“一带一路”建设与国家安全、生态环境保护与科技防灾减灾等方面研究和决策服务;提出要继续瞄准国家发展战略需求,继续提升智库建设在研究所发展与学科建设的战略地位、围绕国家“两个一百年”奋斗目标、对标SDGs实现国家可持续发展目标建好智库,围绕美丽中国与生态文明制度建设、国家重大区域发展战略和应急重大事件建好智库,强化地理模拟技术和智能化技术对智库建设的技术支撑,以智库建设推动地理科学与资源科学建设。力争通过5~10年努力,把研究所建成最具影响力的国家高端智库,成为生产智库产品和支撑国家发展决策的中坚力量。     

Effects of land use and cultivation time on soil organic and inorganic carbon storage in deep soils

The vertical distribution and exchange mechanisms of soil organic and inorganic carbon(SOC, SIC) play an important role in assessing carbon(C) cycling and budgets. However, the impact of land use through time for deep soil C(below 100 cm) is not well known. To investigate deep C storage under different land uses and evaluate how it changes with time, we collected soil samples to a depth of 500 cm in a soil profile in the Gutun watershed on the Chinese Loess Plateau(CLP); and determined SOC, SIC, and bulk density. The magnitude of SOC stocks in the 0–500 cm depth range fell into the following ranking: shrubland(17.2 kg m~(-2)) grassland(16.3 kg m~(-2)) forestland(15.2 kg m~(-2)) cropland(14.1 kg m~(-2)) gully land(6.4 kg m~(-2)). The ranking for SIC stocks were: grassland(104.1 kg m~(-2)) forestland(96.2 kg m~(-2)) shrubland(90.6 kg m~(-2)) cropland(82.4 kg m~(-2)) gully land(50.3 kg m~(-2)). Respective SOC and SIC stocks were at least 1.6-and 2.1-fold higher within the 100–500 cm depth range, as compared to the 0–100 cm depth range. Overall SOC and SIC stocks decreased significantly from the 5 th to the 15 th year of cultivation in croplands, and generally increased up to the 70 th year. Both SOC and SIC stocks showed a turning point at 15 years cultivation, which should be considered when evaluating soil C sequestration. Estimates of C stocks greatly depends on soil sampling depth, and understanding the influences of land use and time will improve soil productivity and conservation in regions with deep soils.     

1980-2010 年和田绿洲土地利用变化空间耦合及其环境效应

在气候变暖、西部大开发及2009 年以来实施的19 省市对口援疆建设背景下,和田绿洲面临着全方位经济发展所引发的水土资源需求的巨大挑战。为此,基于研究区3 期18 景TM/ETM+遥感影像目视解译,从空间耦合角度分析了和田绿洲1980-2010 年土地利用变化及其环境效应。研究表明:① 1980-2010 年,和田绿洲土地利用时空变化显著。耕地、城乡工矿居民地面积分别增加了32.32%、142.23%,灌丛与荒漠草地面积分别减少了23.12%、18.82%。新增耕地主要源于草地、未利用地开垦及毁林开荒。绿洲耕地向西北方向逆盛行风向扩张,其质心年平均偏移16.5 m。② 中游绿洲区与下游荒漠区的绿洲面积、土地利用程度综合指数、信息熵与均衡度等分别呈现上升与下降相反趋势。这种以耗水量为纽带的空间耦合源于中游耕地扩张导致的下游径流量逐年减少而造成的下游土地退化。③ 耕地扩张提高土地利用综合水平的同时,林地与草地遭受破坏,土地利用结构信息熵上升,过渡带植被受损严重,系统不稳定性增强,威胁到和田绿洲稳定,进而危及塔里木河下游生态安全。故建议进一步调整农业内部产业结构,缩减高耗水量作物种植面积,严禁以各种名义的开荒;制定塔里木河流域地表水分配法案,立法保障关于地表水分配、增加生态用水等规定严格实施,同时严禁地下水过量开采。     

The movement features analysis of Laohugou Glacier No. 12 in Qilian Mountains

The Laohugou Glacier No. 12 is the largest valley glacier in Qilian Mountains, which is located in northern Qinghai-Tibet Plateau. Movement is the basic characteristic of glaciers, and is also an important distinction from other terrestrial natural ice. Glacier changes not only reflect climate change, but also play an important role in humanity society. In the arid regions of western China, glaciers are becoming an important water source. We use the GPS receiver (South-Lingrui S82) as data platform with the aid of RTK measurement technology to observe the surface velocity of Laohugou Glacier No. 12. Surface velocity data shows that the maximum value appears at an altitude of 4,750–4,850 m during the period of 2008–2009. During this period, the west branch surface velocity reached 32.6 m per year at an altitude near 4,830 m, the east branch surface velocity reached 32.4 m per year at the altitude near 4,770 m. Comparing the surface velocity data during 2008–2009 with observation results in 1959, the glacier velocity slowed down about 11%.