中国西北内陆盆地水分垂直循环及其生态学意义

中国西北内陆盆地中的地下水系统,对维系其浅表水分、热量、盐分均衡以及地表的生态平衡、土壤的资源属性和局部地域气候相对稳定性具有不可或缺的调节作用,这种调节作用是通过饱和带水、包气带水(土壤水)、近地表大汽水和植物体内水("四水")之间的垂直循环来实现的.目前的相关研究主要侧重于地下水与地表植被类型间对应关系的统计分析,较少涉及水分运移的机制;而以水分垂直循环的动力学机制为研究对象的SPAC系统(土壤-植物-大气连续体),则对地下水的重视程度不够,且存在着尺度转换的困难,更为完整的应该是GSPAC系统(地下水-土壤-植物-大气连续体).干旱区内陆盆地地下水生态效应的研究需要开展以下的工作:"四水"垂直循环的动力学过程与机制研究,尤其是饱水带-包气带界面水、汽、热转化过程的研究;人类活动影响下地下水系统演化特征的研究,它不仅是实现水分垂直循环研究的最终目的——水资源合理开发利用的中间环节,更是将"四水"垂直循环这一微观水文循环过程与区域水文循环过程相结合,实现尺度转化的关键所在.     

内陆盆地的盐分布与平衡分析研究

在总结已有研究成果和系统分析水文、土壤、灌溉、水盐监测资料的基础上,应用系统分析方法、水盐运移理论和水盐平衡原理,通过对盆地、流域、灌区、农田和土壤剖面等不同层次盐分分布与盐平衡分析计算,分析了内陆盆地不同层次的“干排盐”形成与特征,认为干排盐是必不可少的,必须系统地考虑不同层次干排盐出路与动力条件,才能有效地治理灌区盐渍化问题。     

中国农业干旱脆弱性分区研究

根据各地水资源的特点、农业受旱成灾的情况及水利设施抗旱能力,确定农业干旱脆弱性分区的原则和指标,构造层次分析模型。应用MapInfo6.0软件绘制了中国农业干旱脆弱性分区图,结果表明:在全国340个农业干旱脆弱性分区中,极严重脆弱区47个,严重脆弱区104个,一般脆弱区175个,轻度脆弱区14个。     

华南前汛期不同降水时段的特征分析

利用1957-2001年华南地区74个测站逐日降水资料和同期NCEP／NCAR逐日再分析格点资料，对华南前汛期(4-6月)不同降水时段的特征进行了比较。分析发现，华南前汛期降水由锋面降水和夏季风降水两个时段组成。锋面降水时段主要集中在4月，为典型的由冬到夏过渡的环流形势，华南地区高空为平直的副热带西风急流，大气层结稳定，水汽来源主要是阿拉伯海的西风输送和西太平洋副高南侧东风的转向输送；南海夏季风爆发前，副高仍控制南海地区，华南地区水汽输送主要来源于阿拉伯海的西风输送和西太平洋副高南侧东风的转向输送及孟加拉湾的西南输送；南海夏季风爆发后，副高东撤退出南海地区，南半球越赤道水汽输送加强并与孟加拉湾水汽输送连通，华南区域内对流发展；夏季风降水时段盛期主要集中在6月，此时南亚高压跃上高原，华南地区处于南亚高压东部，对流发展极其旺盛，强大的南半球越赤道水汽输送越过孟加拉湾和南海地区向华南地区输送。     

近45 a东北地区春季降水异常的气候特征

利用1959-2003年我国东北地区93站春季降水资料，将降水场分成5个区域，并在此基础之上分析了春季降水的时空变化特征，发现：降水量年际变化及长期趋势有明显的区域差异，呈东多西少的分布特征；西部是旱涝易发生区，近45a来降水量略有增多；降水量的周期振荡存在明显的区域差异。     

我国松花江流域和辽河流域降水的长期变化规律和未来趋势分析

利用1881～2002年我国东北地区的月、季降水资料,采用历史曲线分析、功率谱分析、小波变换等方法,重点分析了松花江流域和辽河流域降水的长期变化规律。结果表明:松花江流域和辽河流域的降水都存在着明显的年代际变化,松花江流域降水以27～30年周期为主,辽河流域降水周期比松花江流域略长,大概为35～38年左右。根据降水自身演变规律及自回归方法预测的结果,估计未来5～10年,松花江流域仍将处于少雨期,辽河流域少雨期维持时间可能会稍长一些。     

非地转强迫对Fitow(0114)暴雨的影响

利用非静力中尺度模式MM5对 0 114号台风Fitow从 2 0 0 1年 8月 31日 0 0时～ 9月 2日 0 0时 (UTC ,下同 )的降水过程进行了模拟研究。结果表明 ,MM5对Fitow登陆过程中暴雨落区和强度的模拟与实况比较一致。模拟结果较好地再现了暴雨的中尺度特征。正是维持少动的台风倒槽和嵌入其中的中小尺度系统相互作用造成了暴雨的发生、发展 ,而高、低空中尺度散度场的配置对暴雨有很好的指示意义。在华南台风暴雨区无论是高层还是低层 ,都存在很强的非地转作用 ,非地转涡度项对散度倾向项是重要的强迫因素 ;但非地转作用的实现与中高纬度地区有本质的区别 ,在低层非地转作用是由于强的位势场气旋涡度 (- 2  <0 )与弱的流场气旋涡度 (fζ >0 )不平衡产生的 ;而高层非地转作用是由于强的位势场反气旋涡度 (- 2  >0 )与弱的流场反气旋涡度 (fζ <0 )不平衡产生的。非地转作用是暴雨中尺度系统上升运动发展的触发机制。从动力学角度解释了用非地转 Q矢量散度场来判断暴雨落区要比用准地转 Q矢量散度场好的原因。     

基于遥感信息的华北冬小麦区域生长模型及模拟研究

卫星遥感估产和作物生长模拟在作物监测和产量预测方面有各自不可替代的优势。但是,遥感估产难以揭示作物生长发育和产量形成的内在机理,作物模拟在区域应用时初始值的获取和参数的区域化遇到很多困难。如何利用二者的互补性使其相互结合受到人们关注。该文在Wofost模型本地化和区域化的基础上,首次利用同化法的思路探讨了MODIS遥感信息与华北冬小麦生长模拟模型结合的可行性和方法,初步建立了潜在生产水平(水分适宜条件)下区域遥感-作物模拟框架模型(WSPFRS模型)。模拟结果显示:WSPFRS模型对区域尺度的出苗期重新初始化后,模拟的开花期、成熟期空间分布的准确性比Wofost模拟结果有所改进;利用遥感信息对区域尺度上返青期生物量重新初始化后,模拟贮存器官干重的空间分布更接近实际单产的分布,贮存器官干重的高值区与实际高产区基本相符。该研究将为下一步实际水分供应条件下基于遥感信息的冬小麦区域生长模拟研究奠定了基础。     

台风活动对副热带高压位置和强度的影响

利用一个浅水模式，实施了6组时间积分为4－5个模式日的试验，研究了台风对副热带高压中心位置及强度的影响。结果表明：台风和副热带高压的相互作用可以使高压中心位置西移,强度增加。据此讨论了台风活动和西北地区东部干旱之间统计联系的可能机制。     

黑龙江气候变暖的时空变化特征

进入80年代以来，黑龙江气温明显变暖，近120年来年平均气温上升1.4℃，春季次之，气温突变在1990年前后，从年、各季平均气温变化趋势与全国北半球及全球气温变化进行比较，年及冬季我国增暖中心在黑龙江，春季增暖中心在内蒙古北部及黑龙江省；夏秋增暖不明显，但仍有上升趋势，近50年来，50～70年代黑龙江省及全国各大区域普遍增暖不明显，80年代开始黑龙江省增暖明显，三北地区次之，90年代黑龙江增暖更加明显，而全国及其他区域上升已达到80年代北方增温幅度，这里从黑龙江变暖的事实，突变时间，与全球、北半球、全国区域的气温及雪盖海温变化关系来揭示黑龙江气候变化的时空特点。