地温示踪地表暖化过程中的气候变化和城市热岛效应

对日本熊本平原城区和郊区28口观测井温度进行测量,利用一维非稳定水－热流运移方程解析解反演地表温度变化率,同时与研究区域7个气象站气温数据进行对比验证。结果表明：1987－2012年研究区域城区地表温度增加1.51°C,近地表气温增加1.13°C;郊区地表温度增加0.81°C,近地表气温增加0.59°C。研究区域气候变化和城市热岛效应对地表暖化过程的贡献率基本一致,通过对城区和郊区地温进行测量分析,能有效量化区分两者对地表暖化过程的影响。     

霸王(Sarcozygium xanthoxylon)灌木年轮记录的1902—2015年阿拉善荒漠中部气候干湿变化

基于阿拉善荒漠中部的4个霸王(Sarcozygium xanthoxylon)样点建立的区域轮宽年表,探讨了霸王径向生长对气候变化的响应及阿拉善荒漠中部区域1902—2015年的干湿变化。结果表明:霸王的径向生长主要受到生长季及前期降水(当年4—7月和前一年10—12月降水)影响。年代际尺度上,区域年表共记录了1920s初—1930s初、1940s初以及1970s末—1980s末3个干旱时段和1900s末—1920s初、1930s、1960s中—1970s中以及1980s末—至今4个湿润时段。区域气候干湿变化以2~8、11、16~32a周期最为明显,在1970s末发生了周期性震荡。本研究所揭示的区域百余年来气候干湿变化波动状况,可为区域环境演变和荒漠化防治提供气候背景代用资料和决策依据。     

京津冀国家级经开区地位作用评估

从科技引领、产业支撑、经济带动3个维度构建京津冀国家级经开区地位作用的指标评估系统,运用全排列多边形综合图示法,测度2011~2014年京津冀13个国家级经开区的地位作用及演化趋势。研究表明,京津冀各经开区发展不断优化,逐步进入“深度调整、转型升级”的新阶段;各经开区发展各有千秋、各有短板,初步形成“差异化、非均衡化”的发展格局;各经开区发展差距逐渐缩小,初步呈现“全面崛起、协同并进”发展趋势;各经开区发展指数和位序将会不断调整,但总体发展格局不会太大改变。研究发现,京津冀经开区也面临一些突出问题,如资源集约利用不高,产业转型升级缓慢,企业创新动能不足,区域发展差距悬殊。为此,应激活企业创新活力,增强科技引领能力;促进产业集群集约发展,加快经开区转型升级;培育经济增长新动力,发挥区域带动作用。     

气候变化对中国集中供暖气候指标的影响

应用高空间分辨率的网格逐日气象数据,根据国家集中供暖有关设计规范定义了集中供暖气候指标,分析了气候变暖对中国集中供暖气候指标的影响。结果表明：近55 a来中国集中供暖初日均呈后延趋势,初日特征线年代际南北移动较小。供暖终日均呈提前趋势,终日特征线在110°E以东地区南北移动较大,2000年以来终日特征线较20世纪60年代北抬了200~300 km。供暖期长度均呈减少趋势,东北、华北地区近55 a减少了10~15 d,西北地区减少了15~20 d;东北、华北、西北地区供暖强度分别减少了12%、20%、15%。从1991~2015年冬季气温变化来看,东北地区最冷冬季与最暖冬季的温度相差可达6.2℃,对供暖强度的影响可达28.9%,华北和西北地区冬季气温最大变幅分别为3.7℃、3.3℃,对供暖强度的影响分别为26.8%和17.6%。气候变暖对中国集中供热气候指标产生了显著的影响。供热部门应该根据天气变化来安排供暖,同时还要注意气候变暖背景下极端冷事件的发生,保证集中供暖安全运行。     

常量元素记录的毛乌素沙地东南缘全新世气候变化

毛乌素沙地处于中国季风边缘的半干旱区,对气候变化响应敏感,是研究过去全球气候变化的理想场所。对沙地东南缘锦界剖面全新统砂质黄土-古风成砂-古土壤互层沉积序列进行研究,在OSL测年基础上,通过沉积物常量元素氧化物含量及其比值分析,结合粒度、磁化率特征,探讨了毛乌素沙地东南缘7.9ka BP以来气候变化。结果表明：（1）地层常量元素氧化物以SiO₂和Al₂O₃为主,其他元素含量依次为Na₂O、K₂O、Fe₂O₃、CaO、MgO。各种元素活动性不同,K、Na活动性较强,易淋失;Si活动性较稳定,风成砂中易富集;Ca、Mg、Al、Fe活动性较弱,古土壤中富集。（2）7.9ka BP以来气候变化分为6个阶段。7.9～7.3 ka最温暖湿润时段;7.3～6.8 ka,气候转冷干;6.8～4.3 ka,整体上温暖湿润,期间存在2次由暖湿变冷干的波动,并出现过6次风沙活动,即6.6～6.3、6.1、5.9、5.7～5.5、5.3～5.0、4.7～4.4 ka;4.3～2.5ka BP,气候转冷干;2.5～1.8ka BP出现过短暂湿润期,但暖湿程度不及全新世中期;1.8ka BP以来气候渐趋干旱并接近现代气候。（3）全新世气候变化与毗邻的萨拉乌苏河流域、浑善达克沙地等记录的气候变化具有很好的一致性,这是通过东亚冬夏季风强弱消长变化对全球变化的区域响应。     

1960―2015年长江流域风速的时空变化特征

基于1960―2015年长江流域128个站点的月风速观测数据,结合地形特点将长江流域分成5个子区域,并运用一元线性回归、相关分析和修正的Mann-Kendall（MMK）检验对长江流域风速变化趋势的时空特征进行研究,结果表明：1）1960―2015年长江流域年平均风速以-0.006 5 m/s·a的速率显著下降,5个子区域中,区域中下游丘陵与平原区（R1）下降最显著,上游青藏高原区（R5）次之,上游盆地区（R3）变化最小。2）季节上,全区风速春季下降最快,夏季最慢。而子区域除R1冬季降幅最大外,其余区域季节风速变化速率也为春季降幅最大,夏季最小。逐月变化上,流域整体风速3月下降最快,8月最慢,各子区域风速最大降幅也集中在3月。3）空间分布上,长江流域年平均风速降幅呈现东部大、中部小、西部较大的特点,全区50%的站点下降趋势显著,且这些站点集中分布于R1地区。此外,4个季节风速与年风速的变化趋势呈现相似的空间分布特征。4）长江流域风速下降与北极涛动（AO）指数上升、区域气候变暖和城市化加速等有关。     

Combining Geography,Math, and Science to Teach Climate Change and Sea Level Rise

This study examines the effectiveness of integrating geography into existing math and science curriculum to teach climate change and sea level rise. The desired outcome is to improve student performance in all three subjects. A sample of 120 fifth graders from three schools were taught the integrated curriculum over a period of two to three weeks. They were given a pretest and posttest comprised of questions measuring knowledge relevant to the lesson in terms of geography, math, science, and spatial skills. Paired-samples t-tests were conducted to determine significant differences in student performance. These t-tests indicate statistically significant improvements in all but one instance across all subjects, at all schools for both boys and girls. No statistically significant results were observed for a control group of an additional twenty-seven fifth graders. These results demonstrate the value of combining geography with math and science to improve student performance in STEM knowledge.     

1766-2000年黄河上中游汛期径流量波动特征及其与PDO关系

利用清代黄河上中游3个站点的志桩尺寸记录,通过建立回归模型反演了1766-1911年的逐年径流量,重建了兰州、青铜峡和三门峡1766-2000年的逐年汛期径流量序列,再结合河源段唐乃亥站1766-2000年的逐年径流量,构建了河源—上游—中游4个站点的径流量序列,这是目前利用历史文献记录能够获得的最为清晰的黄河径流量曲线。研究显示,19世纪中期出现在黄河下游的沉重“河患”是由青铜峡—三门峡河段内的径流量突变所致,而20世纪20年代的枯水时段从河源段到中游段都存在,但其不是突变造成。同时,研究也揭示出太平洋年代际振荡（PDO）与黄河上中游径流量在年代际尺度上存在着阶段性的反相位关系,20世纪前期和中期,8~16年尺度上在4个站点的径流量都有反相位关系出现;在19世纪30-50年代,PDO与流量在4~6年尺度上的反相位关系在兰州和三门峡断面都较为明显。交互小波分析显示,PDO与黄河上中游汛期水量在8~16年尺度上存在着较为明显的反相关关系,但只存在于三门峡和兰州断面。这一关系也许表明,黄河上中游产流区的夏季降雨量与PDO的关系具有较为明显的时间和空间差异性。     

中亚天山山区冰雪变化及其对区域水资源的影响

冰川和积雪是构成山区固体水库的主体,对区域水资源稳定性具有调节功能,但深受气候变化的影响。以中亚天山为研究区域,基于长时间序列的观测数据,分别从冰川、积雪、水储量、径流等方面进行分析,并选取阿克苏河、开都河及乌鲁木齐河3个典型流域,研究天山山区冰雪变化对流域水资源的影响。结果表明：① 冰川退缩速率与面积的函数关系为f（x） = -0.53×x^-0.15 （R² = 0.42,RMSE = 0.086）,说明小型冰川对气候变化的响应更为敏感。同时,中低海拔区域的冰川退缩速率大于高海拔区域;② 2003-2015年天山山区水储量的递减速率为-0.7±1.53 cm/a,天山中部区域的递减速率最大,这一结果与该区域冰川急剧退缩相吻合;③ 近半个多世纪以来,冰雪融水径流增加是这3个典型流域径流量增加的主要原因,其中阿克苏河增幅最大（达0.4×10⁸ m³/a）。但自20世纪90年代中期以来,3个流域的径流量都呈减少趋势,与流域内冰川面积减少、厚度变薄及平衡线海拔升高的关系密切。研究结果揭示了气候变化驱动下的山区固态水体储量变化对流域水资源的影响机制,以期为流域水资源管理提供有价值的决策参考。     

沉积物记录的亚高山湖泊环境变化——以鄂东南云中湖为例

根据云中湖27 cm长沉积岩芯进行元素、粒度和硅藻多指标分析以及²¹⁰Pb测年,结合流域气候和人类活动等历史资料,反演1958年以来云中湖在气候变化和人类活动影响下的环境变化。冗余分析结果显示云中湖沉积硅藻组合变化与Al、Fe、Pb和温度四个变量显著相关。硅藻属种聚类分析的结果表明云中湖环境变化经历了两个阶段：1958-1993年间喜碱性水体的Achnanthes minutissima和Fragilaria nanana属种大量出现与较高CIA指数响应于气候调控下的流域侵蚀过程;1993年以来气候变暖与旅游发展引起入湖营养盐增加是Cyclotella pseudostelligera和Aulacoseira alpigena等中—富营养硅藻种增殖的主要诱因。重建亚高山湖泊在气候变化以及人类活动影响下湖泊生态系统的演化,为保护亚高山湖泊生态环境和改善流域水质提供参考。