中国戈壁综合自然区划研究

中国戈壁广泛分布于北方的干旱与极干旱区域,直至目前尚未系统地开展戈壁分区研究。本文在综合分析戈壁特征与形成发生机制关系后认为,我国戈壁的最主要特征是地表砾质覆盖;表层具孔状漆漠结皮,其下具棕红色紧实层及石膏层;植物覆盖度极低,生长旱生极旱生灌木—半灌木。戈壁形成发生的区域仅限于干燥度4以上的干旱、极干旱区域。根据戈壁特征及发生条件的区域分异,选取干温指标、区域地质地貌建造指标、地表物质成因形态指标,将中国戈壁分布区划分为温性干旱极干旱戈壁区、暖性干旱极干旱戈壁区和青藏高原北部亚寒干旱极干旱戈壁区3个一级区(区),其下按区域地质地貌建造特征划分出9个二级区(地区),再按戈壁地表物质成因与形态差异划分出19个三级区(亚地区)。还可根据土壤和植被的地域分异进一步划分出若干个四级区(小区)。     

植被对干旱趋势的影响

历史干旱事件的观测和数值研究表明,植被可通过地—气水分、能量和其他通量交换影响和反馈干旱.本研究旨在了解气候变化情形下植被对干旱趋势的影响和机制.应用美国大陆七个动力气候降尺度区域气候变化情景,计算和分析了现在和未来的干旱指数、空间分布和季节变化.通过比较同一气候区两种植被类型区域干旱强度和频率理解植被的影响.集成分析结果表明,未来美国干旱很可能增加,其中大平原中部所有季节都很显著,而东南和西南地区夏秋更为显著.植被对干旱趋势的影响和气候区有关.在温暖和潮湿/干燥气候区,林地(草地)未来干旱强度和频率的增幅大于对应的农田(荒漠)区域,因此植被可以放大未来干旱的风险.相反,在寒冷和潮湿气候区,林地(草地)区域未来干旱强度和频率增幅较小,表明植被放大未来干旱的作用可能只在某些气候情形下出现.这种植被对未来干旱影响的复杂性和对气候区的依赖性对气候模式提供可靠的干旱模拟和预测及森林管理部门制定适应和减缓气候变化的策略提出了新的挑战.     

青海东部地区春小麦干旱风险评估

青海东部地区春小麦生长发育期内,自然降水亏缺,不能满足作物生长对水分的需求,是小麦因干旱而减产的首要条件。本文通过分析青海东部地区气候生产潜力及影响生产潜力的限制因素,春小麦不同发育阶段降水亏缺对春小麦产量的影响,构建了春小麦干旱风险模型,对青海东部地区春小麦干旱风险进行评估、区划。     

大通县“8.21”极端性暴雨天气特征分析

2013年8月21日08时—22日08时,青海省东北部地区普降小到中雨,其中大通县气象测站8月21日18时至22日07时出现特大暴雨,降水量达144.9mm,不仅创该站有气象记录以来历史日降水量(08—08时)极大值,同时也创本省单站日降水量(08—08时)历史极大值。特大暴雨引发山洪,致使2714人受灾,1人死亡。利用数值预报产品和常规气象观测资料、卫星云图、多普勒雷达回波产品资料,对青海省大通县特大暴雨致洪过程进行了详细分析,总结归纳了特大暴雨致洪气象指标与预报技术难点,旨在为今后的预报预警提供一定的参考依据。     

变化环境下东江流域水文干旱特征及缺水响应

在干旱事件不确定性和枯期径流变异性的双重影响下,水文干旱特征时序非一致性问题为其联合分布模拟带来困难。基于东江干流测站日径流过程数据,采用游程理论提取水文干旱事件,并结合干旱特征均值变化、时序一致性分析及边缘分布模拟,以确定干旱事件融合及剔除评判标准的合理取值。基于Rosenblatt变换Cramer-von Mises检验统计量拟合方法,构建水文干旱特征两变量联合分布Copula模型,并根据同频法设计两变量组合值。通过对比枯期径流变点分隔子序列干旱特征,分析变化环境下东江流域水文干旱特征及缺水响应。结果表明:水文干旱事件融合和剔除的评判标准值分别取0.1和0.3比较合理。干旱特征两变量之间具有较高的正相关性,但不同时间系列不同变量之间的联合分布及边缘分布最优模型并不一致。流域水库尤其是新丰江水库的径流调节作用,对于缓解东江中下游水文干旱效果明显,超阈联合重现期为2年的设计干旱持续时间、总缺水量和最大日缺水量分别减少了63%~71%、71%~84%和30%~47%,但如果要满足东江河道内最小管理流量目标,其依然分别达到了12~18 d、6 114万~9 030万m3和715.0万~929.0万m3。     

极端降水事件对科尔沁沙地一年生植被的影响北大核心CSCD

在科尔沁沙地奈曼旗,大于10mm的降雨属极端降雨。根据当地多年平均降雨量,设置雨量×降雨次数的双因素模拟试验(T_1,共288mm、分18次;T_2,共288mm、分9次;T_3,共576mm、分36次;T_4共576mm、分18次;CK,接收当年的自然降雨),考察极端降雨对科尔沁沙地一年生植被的密度、多样性指数、生物量及根冠比的影响。结果表明:(1)在萌发期,植株密度在各处理下均维持在2 000株·m^(-2);而在生长发育后期,T_3、T_4维持在400株·m^(-2),而T_I、T_2维持在1 600株·m^(-2),CK下为1 200株·m^(-2),说明降雨总量决定了能完成生活史的沙地一年生植被的数量。(2)T_1、T_2、T_33种极端降雨模式均显著提高沙地一年生植被的生物多样性指数,说明科尔沁沙地一年生植被的生物多样性不是由年降雨量单一因素决定的,而是由每次降雨量与降雨次数的分布共同决定的。(3)T_3、T_4显著降低了沙地一年生植被的水分利用效率。     

2015年全球重大天气气候事件及其成因

2015年全球平均表面温度继续偏高,比1961—1990年平均值偏高0.76℃,成为有气象记录以来最暖的一年。年内,赤道中东太平洋海温异常偏暖,全球海洋平均热容量突破历史纪录。北极海冰年内最大值又创新低,南极海冰继续偏多。受下垫面因子的影响,大气环流持续性异常导致全球多地出现极端天气气候事件,如春季南亚地区暴雨成灾,夏季欧洲受到高温侵袭等。分析表明赤道中东太平洋以及赤道印度洋的海温异常偏高引起西太平洋副热带高压异常偏西、偏强,以及印度半岛局地对流活跃是导致南亚地区春季暴雨频繁的主要原因;另外,北极涛动负位相的维持导致中纬度西风减速及经向型环流的建立,是造成欧洲7月初高温热浪的直接原因。     

ECMWF集合预报和确定性预报对淮河流域暴雨预报的对比分析

本文运用2012年5—9月欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的集合预报系统(Ensemble Prediction System,EPS)和确定性模式(High-resolution Deterministic forecast,HDet)资料对比分析了淮河流域暴雨的预报效果。对于集合预报,主要对比了基于EPS的日降水量极端天气预报指数(Extreme Forecast Index,EFI),和改进的贝叶斯模型平均(Modified Bayesian Model Averaging,MBMA)法对降水的订正后概率。由于ROC(Relative Operating Characteristic)检验是与模式的系统性偏差无关的,所以选用ROC检验,对比了不同空报率下的TS评分,以及不同方法的相对经济价值。对比检验的结果显示,各时效预报MBMA预报效果最好,其次是HDet,EFI的预报效果最差,其中2 d内的预报HDet接近MBMA,随着预报时效的延长,MBMA相对于HDet和EFI的优势不断增强。在不同标准下确定三种方法对淮河流域暴雨预报的阈值,结果显示MBMA同样优于HDet,EFI预报效果最差。但MBMA的优势是通过增加预报偏差得到,如果将预报偏差限定为主观预报的1.37,此时MBMA的效果和HDet的效果接近。     

多种干旱指数在三穗县干旱分析中的比较

利用1958—2013年三穗气象站逐日降水、温度和蒸发资料,计算降水距平百分率、标准化降水指数、MCI指数和K指数;并将计算结果与实况干旱资料进行详细对比、综合分析。结果表明:三穗县一年四季都可能发生干旱,历年平均有4—6个月发生干旱,且以轻旱和中旱为主;4种干旱指数对三穗县干旱监测均有一定的指示作用,采用"综合评定、侧重考虑"的原则监测三穗县区域干旱效果较好。对月尺度干旱,运用MCI指数和K指数综合评定较符合实际;对季尺度干旱,SPI指数对春、秋季干旱的评估效果较好,K指数对夏季干旱的评估效果较好。     

东北高空湿度变化特征及其与地面气温和降水的关系

利用1971~2005年探空和地面观测资料,详细分析了东北地区高空比湿和相对湿度的时空变化特征,并探讨了比湿和相对湿度与地面气温、降水量的关系。结果表明：东北地区比湿空间分布主要受到水汽来源的影响,地面由东南向西北递减,高空由南向北递减;相对湿度受水汽、海拔高度和纬度的共同影响,地面和对流层下层由南向北先减后增,对流层中层由南向北递增,赤峰向通辽延伸的西南-东北向干舌地面最明显,随高度增加逐渐减弱。1971~2005年,东北地区比湿从地面到高空均为增加趋势,对流层中下层的增加趋势更加显著;相对湿度在地面呈显著减小趋势,对流层中层呈显著增加趋势。大气比湿与地面气温在年、季尺度上存在一致的显著正相关关系,大气相对湿度与地面气温在季节尺度上存在显著负相关关系;对流层中下层相对湿度与降水量相关最显著;地面气温升高对东北气候趋于干旱化起了重要作用,高空相对湿度增加有利于降水增加,气温与比湿的相互消长,影响了气候的干、湿变化。