历数河北的那些气象灾害

河北省地处华北平原东北部,境内冷暖气团活动频繁,自古以来就是一个气象灾害严重的地区。全省范围内,气象灾害的种类多、频次高、范围广。主要灾害有：干旱、大风、沙尘暴、暴雨、洪涝、干热风、冰雹、雷电、连阴雨、高温、大雾、风暴潮、霜冻、暴雪、强寒潮等,以上气象灾害每年均有不同程度的发生。     

2013年1月华北平原重霾成因模拟分析

2013年1月华北平原出现了罕见的重污染天气过程,并引发连续多天大范围重霾现象。利用中华人民共和国环境保护部公布的空气污染指数日值数据和气象常规观测数据,结合区域空气质量模式系统RAMS-CMAQ的模拟结果,对1月10~15日污染过程的气象要素和关键气溶胶物种时空分布特征进行了详细分析,并对灰霾成因进行了探讨。结果表明,受本次污染过程影响的区域主要分布在北京-天津-唐山、河北省中南部和山东省大部。这些地区细颗粒物(即PM2.5)日均质量浓度超过120μg m–3,且基本被灰霾覆盖,日均能见度在5~8 km之间。其中在北京、天津、石家庄和济南市及周边地区细颗粒物日均质量浓度可达250~300μg m–3,部分市区可超过300μg m–3,而日均能见度则可下降至3 km以下,形成重度灰霾。此外,对气象场的分析显示,本次污染过程期间华北平原大部分地区水平风速较多年平均值偏小约20%,且有明显逆温层覆盖,北京-天津-唐山、河北省南部和山东省北部的相对湿度则较多年平均值偏高达10%~40%。这样的气象条件不仅造成污染物易于堆积,而且有利于吸湿性粒子消光效应的快速增长,使能见度明显下降,是引发灰霾的重要因素之一。在北京地区引发灰霾的主要气溶胶物种为硫酸盐、硝酸盐和铵盐,这3种无机盐对近地面的消光贡献比率达到50%以上。其中硝酸盐的消光贡献比率最高,可达总体效应的1/4,表明在这次污染过程中除相关工业源排放外,交通源排放也是北京地区主要的污染源之一。     

华北平原一次大雾天气过程的数值模拟

应用非静力平衡中尺度模式MM5V3,模拟分析了2005年11月19-21日发生在华北平原的一次大雾天气过程.结果表明,本次大雾是发生在相对稳定的大气环流背景下的辐射雾.模拟的天气形势与实况基本一致,模拟雾在范围、强度、生消时间等方面基本反映了实际大雾的生消变化规律.近地层逆温的维持和充沛的水汽条件对雾层长时间维持起着重要作用.诊断分析表明,大雾维持期间,雾区近地面层处在弱的水汽辐合区;900 hPa以上为辐散区和负涡度区,整层大气中下沉运动占主导,大规模的下沉辐散运动有利于中低层大气增温,与近地层的辐射降温相配合,有助于边界层内形成逆温;冷暖平流的作用也有助于逆温形成;地面和大气的长波辐射冷却,是最主要的降温因子;太阳短波辐射是导致大雾减轻及日变化的主要原因.     

华北平原水资源紧缺情势与因源

基于水资源可持续利用理念,从水资源承载能力演化周期性、经济社会需用水规模难变性和未来水资源供需关系入手,介绍近60年以来华北平原水资源情势,特别是该平原水资源量、实际用水量和地下水开采量变化特征,并结合未来10到30年区域经济社会发展需用水量趋势,识别和诊断华北平原水资源紧缺因源。结果表明：由于降水量减少导致华北平原缺水（自然资源性缺水）占该平原总缺水量的15.1%~16.4%;因管理缺陷导致水资源浪费的缺水（管理性缺水）占22.1%~24.2%;人口数量和经济社会发展规模过大导致用水量超过区域水资源承载力的缺水（政策性缺水）占59.3%~62.5%。自然资源性、管理性以及政策性缺水的解决对策不同：自然资源性缺水是不依人的意志为转移的,惟有从外域适量调水才能解决;管理性缺水可通过社会文明进步和科技进步不断修正;政策性缺水宜因势利导进行经济社会布局和产业结构调整,特别是限制高耗低效用水产业。即使南水北调工程70.3×108m3/a水进入华北平原,该平原地下水超采情势也难以得到根本性扭转。有新增水源调入或华北平原严控生活和工业用水量,同时大幅压减农业用水量,因势利导优化和逐步调整经济社会布局和产业结构,特别是灌溉农业进行规模化减蒸、降耗、节水的改造,将是缓解华北平原地下水超采和水资源紧缺的根本所在。     

华北平原浅层地下水污染严重

记者近日从中国地质科学院水文环境地质环境研究所获悉,该所实施的国土资源大调查计划项目《华北平原地下水污染调查评价》已通过专家评审。地下水质量调查评价结果显示,华北平原浅层地下水综合质量整体较差,几乎无Ⅰ类地下水,仅在大清河冲洪积扇零星存在,Ⅱ～Ⅲ类地下水沿太行山、燕山山前呈带状分布,沿地下水流向下游逐渐变为以Ⅳ类地下水为主,至中部平原下游和滨海平原主要分布为Ⅴ类地下水。     

华北平原地下水生态环境水位研究

华北平原地下水合理生态水位的上限为防止土壤盐碱化水位。下限为地下水获得最大补给的理想水位。研究表明,华北平原防治土壤盐碱化地下水位埋深一般为2～2．5m,有利于获得最大补给的地下水位埋深在山前平原为10m左右,中东部平原为3～5m。     

华北平原农田区地下水开采量对降水变化响应

通过区域农业开采量、区域平均年末浅层地下水位对区域年降水量变化的响应特征研究,结果表明:区域农业开采量与年降水量之间存在两极互逆效应,即在枯水年份,作物需耗水量和区域农业开采量增大;在丰水年份,作物需耗水量和区域农业开采量减小。上述规律,突现了在连续枯水年份地下水对农业安全保障的特殊作用。由此,提出了农业开采量的利用水平、合理性和节水潜力以及预测的新的评价方法。     

华北平原“杨上粮下”现象的驱动机制——以河北省文安县为例

以Landsat5TM遥感影像、农户调查数据和统计数据为基础数据,运用3S技术提取了案例区河北省文安县1995～2007年土地利用变化信息,分析了杨树扩张的时空格局;并从农户杨树种植决策行为视角,运用数理统计、投入产出法分析了杨树扩张占地的驱动因素。结论如下:(1)杨树林地扩张幅度大、速率快。(2)杨树扩张所用土地92.14%来源于耕地,"杨上粮下"现象突出。(3)杨树扩张速率的空间差异显著。杨树扩张受生产要素、土地产品市场及政策因素的综合驱动,其中劳动力因素和经济因素起主要作用。(4)非农从业人员比率和农民年人均收入越高,杨树扩张速度越快。在劳动力由富余转为相对稀缺的情况下,农户为提高经济收益,倾向选择耗工少,劳动生产率较大的杨树,是杨树扩张占地的根本原因。     

基于GRACE/GRACE-FO反演华北平原2002—2021年水储量变化

针对华北平原水资源分布不均的问题，该文利用2002年4月—2021年12月共237个月的重力恢复和气候实验(GRACE)卫星、GRACE-FO卫星重力数据对华北平原的水储量变化情况进行了研究，采用奇异谱插值填补GRACE与GRACE-FO间的空白期数据，并联合3家Mascon产品、全球陆面同化系统水文模型与全球降水气候中心降水数据进行综合性比较和分析，实现了对华北地区水储量时空变化情况的探究。结果表明，华北地区陆地水储量整体呈下降趋势，亏损速率为-0.927 6 cm/a,且具有明显的季节特征，与降水量的变化情况一致，经过相关性分析，GRACE、GRACE-FO与3个Mascon产品反演的水储量变化存在较高的相关性，相关系数均在0.89以上。     

华北平原区煤矿采空塌陷精细化监测技术方法研究——以永城某煤矿山为例

目前塌陷区监测方法有多种，而单一监测方法无法满足多元化数据的需要，以华北平原区永城某矿山地面塌陷监测为例，结合该地区的地质环境条件，采用多种监测技术方法系统对某煤矿山进行精细化监测，即采用常规的水准测量方法监测重点地段(小区域),采用GPS连续运行参考站实时地监测重点采面，采用D-INSAR技术监测全区，从而获得矿区大范围、小区域、实时采面的多目标空间监测数据，为管理部门和矿山企业做好应对策略和风险管控提供了数据支撑，也为同类矿山开展地面塌陷监测工作提供了参考依据