长江上游和中下游地区空中水汽资源气候特征对比分析

利用ERA 40再分析资料通过多种统计诊断方法对比分析了长江流域上、中下游空中水汽资源的气候变化特征。研究表明：1958～2001年以来长江流域上游以及中下游地区年平均大气可降水量均呈显著减少趋势，减少率分别为025和026 kg/(m2·10 a)；年平均状态下，长江流域上中下游地区均为水汽汇，上游地区年平均收入水汽226×105 kg/s，中下游地区收入124×105 kg/s；1958～2001年长江上游地区的年平均总水汽收入呈显著减少趋势，每10 a减少98×105 kg/s；中下游地区则呈显著增加趋势，每10 a增加115×105 kg/s。夏季水汽收入变化是影响长江流域水汽收支的重要因素，44 a来，长江上游地区水汽总收入减少和该区域夏季南边界上输入的水汽减少密切相关；而中下游地区水汽总收入的增加则主要是由夏季北边界上输出的水汽显著减少所导致；1958～2001年长江流域上、中下游地区水汽收支的变化和该时期夏季风北扩强度的变化有密切关系，其携带的南来水汽扩展变化则是最直接的影响因子。     

汉江流域降水结构时空特征及影响因素分析

利用汉江流域32个气象站1961~2016年逐日降水资料，分析了汉江流域降水时空分布特征，并探讨了海温及大气环流对流域降水的影响。结果表明：雨量和雨日空间分布相似，小雨、中雨的雨量和雨日由西南向东北递减，降水中心位于西南和东南部；流域东北部大雨以上量级降水由偏少转为偏多，而雨强空间分布则没有明显规律。流域降水集中度自东南向西北逐渐增加，降水集中期逐渐推迟。海温对降水的影响存在季节差异，春季、夏季和秋季降水分别受前期南印度洋、热带北大西洋和热带中东太平洋海温影响，冬季降水则受海温影响不明显；大尺度大气环流对降水存在影响，冬季欧亚遥相关型和春季西太平洋遥相关型均引起冬季风强度变化来影响冬季和春季降水，夏季副高位置和乌山阻高以及秋季巴湖低槽和印缅槽强度则均通过冷空气和暖湿气流强度及交汇位置来影响夏季和秋季降水。     

洞庭湖流域旱涝异常的时空分布及其与大气环流和水汽输送的关系

利用洞庭湖流域1960～2017年103个气象站点逐月降水数据和NCEP/NCAR再分析数据,通过计算Z指数和区域旱涝指数,对流域近57年来季节性旱涝异常的时空变化和典型旱涝年份的同期大气环流、水汽输送形势进行分析,以加强对季节性旱涝异常及可能的直接影响因素的认识.结果表明:洞庭湖流域连续两年出现旱涝异常的可能性不大,春、夏季节发生旱涝异常的一致性较秋、冬季小.在春、秋季节,流域干湿变化表现出年际性并有明显的空间分布,在冬、夏季节表现出年代际转换并存在变湿的趋势.此外,各季节均表现出涝重于旱的统计特征.同期大气环流形势会对流域旱涝异常产生显著影响,当西风带经(纬)向环流偏强时,干旱易出现在冬(夏)、春(秋)季节.当副高脊线偏北时,干旱易出现在夏、秋季节;在冬季时,偏强偏西的副高易使流域出现冬涝.流域Z指数在各季节均与净经向水汽通量呈显著正相关,在春、夏、秋季节与净水汽收支呈显著正相关,而在冬季可能与降水动力条件关系更密切.     

淮河流域近50年降水异常及其大尺度环流特征

根据国家气象中心整编的全国714站月平均降水量资料，运用REOF分析、Morlet小波分析、差值分析等方法，通过对淮河流域代表站点的选取，分析了1960～2009年淮河流域降水的趋势变化特征、周期特征，以及多雨、少雨年的大气环流异常特征。结果表明：（1）淮河流域年降水总量呈缓慢增长趋势，20世纪80年代初期由负距平转为正距平。冬季和夏季降水量呈显著增长趋势，春季和秋季降水量呈显著减少趋势，80年代前期为降水变化的转折期；(2)淮河流域夏季降水存在准3 a的显著振荡周期和准10 a的次显著振荡周期，同时在60～90年代还存在准6 a振荡周期；（3）淮河流域多雨年，500 hPa经向风偏强且范围广，850 hPa上从孟加拉湾经南海向华东地区的水汽输送明显偏强，在江苏、安徽地区有水汽的正涡度辐合区；少雨年，经向风偏弱，华东地区方向的水汽输送明显减弱；（4）多雨年与少雨年的500 hPa风场差值场、高度场差值场分析表明，多雨年贝加尔湖西部和鄂霍次克海地区阻塞高压活动频繁，东北冷涡异常活跃，副高偏强，3者共同作用使得降水偏多。500 hPa温度场差值场分析表明，多雨年中国东部、华北和东北地区冷空气偏强，同时南方大部分地区暖空气也偏强，冷暖空气共同作用使降水偏多     

中国春季降水与南印度洋偶极子的关系研究

利用美国国家海洋和大气管理局海温资料和1951~2010年中国160站月降水量资料，分析了前期冬季（12~2月）印度洋海表温度与中国160站春季降水的关系及其影响机制。研究表明：冬季印度洋海温异常的空间模态主要有两种：符号一致的单极和东、西符号相反的南印度偶极。将第2模态的时间系数定义为南印度洋偶极子指数。该指数与中国次年春季降水关系较好，并利用NCEP/NCAR再分析资料进行机制分析，发现主要南印度洋偶极子通过以下途径影响中国春季降水：中高纬，SIOD的影响主要引起低纬度的海温及对流异常，通过中低纬度间的相互作用，在中高纬产生较强的遥响应，从而影响同期冬季欧亚大陆的环流变化，这种扰动在西风气流的作用下引起后期春季北太平洋地区对流活动异常，通过中低纬度间的相互作用，加强中高纬地区的遥响应，表现为欧亚大陆EUP波列；低纬，SIOD的影响主要引起南海-海洋性大陆的海温及对流异常，引发经向环流异常，导致黄河至长江中下游地区垂直运动异常和气流辐合异常     

气候变化对洪湖湿地的影响

气候变化影响着湿地生态系统。在全球气候变化的背景下，洪湖湿地区域气候也发生了明显变化。通过对洪湖周边4个站点1961~2004年的气象数据分析，从气象学和生态学的角度探讨了气候变化对洪湖湿地的影响。结果表明20世纪60年代以来，洪湖湿地区域气温有显著升高趋势，气温增加倾向率为0264℃/10 a；年降水量有微弱升高趋势，增加倾向率为49964 mm/10 a；降水量夏季和冬季有升高趋势，但是春季和秋季有减弱趋势。气候要素的综合变化使洪湖湿地区域湿润系数具有降低趋势。气候变化造成洪湖湿地面积萎缩、水位降低，同时造成了生物多样性降低和生物入侵，降水格局的变化改变了湿地水文状况，加剧了湿地的生态不稳定性。研究结果为湿地恢复重建和本区湿地生态安全提供了科学依据.     

近50年鄱阳湖流域实际蒸发量的变化及影响因素

流域的实际蒸发是水文循环和水量平衡的重要组成部分，分析鄱阳湖流域的实际蒸发对该流域水资源研究有重要意义。选取应用范围较广的互补相关蒸发模型，估算鄱阳湖流域9个气象站1955～2001年实际蒸发量，采用统计学方法分析该时段流域实际蒸发的年内变化特征。结果表明:流域蒸发年内呈单峰型变化，峰值出现在7月份；季节变化上，夏季最大，冬季最小，春季高于秋季。选用Db3小波函数分析9站蒸发量变化趋势,结果表明:该流域蒸发量在计算时段内呈现逐步下降趋势，1998年左右转折，之后下降速度变缓。与流域同期降水量、潜在蒸发量以及太阳辐射、温度、水汽压差和风速等气象要素的对比分析认为，实际蒸发量下降的主要是由太阳净辐射和风速的下降引起的.     

基于MODIS EVI的2000~2015年重庆植被覆盖季节变化

基于2000~2015年的MODIS EVI数据，采用MVC、趋势分析和分布指数法，分析了重庆近16 a来植被的季节变化趋势和空间分布特征。结果表明：（1）植被减少类型冬季比例最高（6.33%），主要分布于受库区蓄水和建设用地扩张影响的河谷、城镇及其周边地区；植被不变类型秋季比例最高（88.23%）；植被增加类型春季比例最高（31.50%），主要分布于农业种植的西部丘陵区和中部平行岭谷地区。（2）植被变化类型优势分布区域各异，植被减少主要分布于小于400 m、小于 6°区域，植被增加主要分布于400~1 000 m、6°~15°区域，在大于1 000 m、大于15°区域植被相对稳定。（3）从春季到夏季，植被减少类型向低地形区（< 800 m，< 6°）移动，而植被增加类型则向高地形区（> 800 m，> 6°）移动；从夏季到秋季，植被减少类型向高地形区（> 500 m，> 6°）移动，而植被增加类型则向低地形区（< 500 m，< 6°）移动；从秋季到冬季，植被减少和增加类型均在向高地形区移动，在高地形区，植被减少（> 1 300 m，> 15°）分布强于植被增加（> 500 m，> 6°），在低地形区则是植被减少（< 1 300 m，< 15°）分布弱于植被增加（< 500 m，< 6°）。（4）在坡向的分布上，除了平地区域外，植被变化幅度在北、东、南、西坡向上随季节变化不明显。 关键词： 植被覆盖度；MODIS EVI；趋势分析；地形分布指数；季节变化     

近50 a三江源地区蒸发量的变化特征及其影响因子分析

选用青海省三江源地区1964~2013年14个气象台站观测的基本气象数据,利用线性倾向性估计和Mann-Kendall检验方法等分析了三江源地区蒸发皿蒸发量的时空变化和变化趋势,并以完全相关分析方法进行蒸发量上升成因分析。结果表明:三江源地区年蒸发量总体呈显著上升趋势,其线性变化速率为30.1 mm/10 a,夏秋冬季蒸发量均呈显著上升变化,春季变化趋势不明显,夏季和秋季蒸发量上升对年蒸发量上升贡献最大;逐月蒸发量变化趋势均增加,但幅度各异;冬季蒸发量在2011年发生了突变,其余各季和年均未发生突变.蒸发量月际变化规律明显,表现为双峰型分布,双峰出现在5月和7月,最小值出现在1月;季节变化也十分明显,夏季蒸发量最大,其次为春季和秋季,冬季蒸发量最少,表明春夏两季蒸发量的多少对三江源地区水循环起重要作用。年和四季蒸发量呈现出西北部少,东南部及东北部多的分布特点,气候变化速率分布自西向东逐渐增大。蒸发量年际变化不剧烈,年蒸发量变异系数从西北向东南逐渐增大,四季蒸发量变异系数空间分布明显不同。年蒸发量与平均气温总体上呈正相关,与气温日较差、相对湿度呈负相关,平均气温上升、气温日较差和相对湿度下降是三江源地区蒸发量上升的主要因素。     

1996～2015年云贵川草地生态系统生产力的时空格局

云贵川草地是中国草地的重要组成部分，在我国生态文明建设和响应全球气候变化中具有重要的地位，分析其净初级生产力（NPP）变化格局具有重要意义。利用研究区的AVHRR、MODIS遥感影像等数据及周边地区的气象资料，结合改进的CASA模型，对云贵川地区草地1996～2015年20 a间的NPP及草地植被相关生态特征进行估算，并对其时空特征及影响因素进行分析。结果表明：（1）20 a间云贵川草地NDVI值变化规律性明显，97.18%的草地面积年平均NDVImax呈现增加趋势。（2）20 a间云贵川草地NPP总体上呈现出“西北低、西南高、东部居中”的空间格局，年均NPP值为420.85 gC·m-2。 （3）时间格局上，20 a间整个云贵川区域逐年平均NPP值虽然有一定的波动性，但仍以7.2322 gC·m-2·a-1的速率在增加。20 a间夏季NPP平均值最高，为160.25 gC·m-2；春季次之，NPP平均值为 109.10 gC·m-2；秋季与春季相比，NPP值稍低，为106.10 gC·m-2；冬季最低，为54.03 gC·m-2。     

青藏高原四季降水变化特征分析

利用青藏高原87个地面气象台站41年（1960～2000年）的月降水资料,并在Arcgis 9.0中通过Kriging插值方法对少数站点的缺测值进行了插补,用线性回归方法研究了高原四季降水量的变化趋势及区域上的差异。为了保证本研究的完整性,对高原年降水也做了相应分析。结果表明：（1）高原冬春两季降水量呈显著增加趋势。冬季雅鲁藏布江下游、春季高原东北部为降水减少区,高原其他区域均表现为增加;夏秋两季降水量基本保持不变,但夏季高原中部和川西降水减少,高原南部和北部降水表现为增加;秋季高原中部、南部降水增加,川西降水减少。（2）高原年降水呈显著增加趋势。在区域上高原南部大致以东经102度为界,该线以东降水减少,以西降水增加,且降水增加区域表现出随纬度的增加而递减的特征。高原中部、北部的年降水基本保持不变或微弱增加。     

重庆市绵雨的分类与指标及其时空分布规律

按时间(季节)差异将重庆市绵雨划分为：春绵雨、初夏绵雨、盛夏绵雨、秋绵雨和冬绵雨5种。提出了重庆市绵雨的单站指标、区域指标和分区指标，进而全面分析了各季节绵雨的发生情况，揭示了重庆绵雨的时空分布规律。从季节来看，以秋绵雨最为突出，发生频率达77．9％，初夏次之，为59．6％，其它季节在30％左右；重绵雨和严重绵雨主要发生在秋季和初夏；其区域分布特征是，春季以东南部较多，盛夏分布差异相对较小，初夏、秋季和冬季都是西部和东南部多，东北部少。分别划分了各季节绵雨的分布类型变化趋势。     

贵州阿哈水库沉积物中重金属二次污染的趋势分析

通过对受矿山活动影响的贵州阿哈水库沉积物-水界面的模拟试验及实测分析，从水库水质安全角度讨论了沉积物中蓄积的重金属作为二次污染源的可能性。研究发现：在水体季节性缺氧期间，沉积物中部分重金属元素将大量释放到水体中，严重威胁水质安全。Fe，Mn的最大释放发生在水体缺氧事件的50小时内。而Co，Cu，Ni，Pb等元素总体释放量较小，并主要在10小时内达到最大释放。对比其他地区，阿哈水库中重金属元素具有更强的界面扩散作用。锰的扩散通量在季节上表现为：冬季＞秋季＞春夏季。而铁的扩散通量则为：春夏季＞秋季＞冬季。锰的界面扩散通量远大于铁的界面扩散通量，表明界面附近锰的循环极为剧烈且远强于铁。这对其他重金属元素的界面循环产生了重要影响。界面附近的铁、锰、硫循环对重金属迁移有着显著的控制作用。受到氧化还原条件的影响，重金属扩散通量在季节上变化较大。     

长江中游洪湖至宜昌江段鱼类空间分布特征的水声学研究

为了解长江中游洪湖至宜昌江段鱼类时空分布变化,于2014~2015年的秋季、春季和夏季,使用Simrad EY60鱼探仪对该江段的鱼类时空分布特征进行了3次水声学调查。结果表明:鱼探仪探测获得的鱼类回波信号与湖底反射信号的图像均比较清晰,且图像的背景噪声较小,长江干流的鱼类多以个体形式进行活动,探测时未发现鱼群。夏季鱼类目标强度(TS值)最高(–47.2±8.6)d B,春季鱼类TS值最低(–60.0±6.4)d B,非参数检验结果显示,3个季节的鱼类TS值差异极其显著(P0.01);3个季节该江段鱼类资源水平分布不均匀,鱼类最大密度分别为63.7 ind./1 000 m3(秋季)、141.4 ind./1 000 m3(春季)和266 ind./1 000 m3(夏季),且3个季节鱼类水平分布差异极显著(F=151.08,P0.01);垂直水层方向上,3个季节的鱼类密度均表现出相同的分布特征,即表层中层底层,各水层3个季节之间的鱼类密度存在极显著性差异(df=2,P0.01);在方差齐性下,采用LSD方法对3个季节各水层之间鱼类密度进行多重比较,结果显示秋季仅表层与底层之间鱼类密度均存在显著性差异(P0.05);春季表层与中层、中层与底层之间鱼类密度均存在显著性差异(P0.05);夏季表层、中层和底层两两之间鱼类密度均存在显著性差异(P0.05)。该江段鱼类时空分布差异与鱼类的越冬、索饵、产卵等因素有关。     

太湖西岸出入湖河口氮磷消减特征

河流水体污染物消减作用是降低其入湖通量的重要方式,为探明太湖河流氮磷污染物消减速率时空变化特征,研究采用自主研发的原位培养装置,开展了太湖西岸出入湖河口总氮绝对消减速率(TNR_绝)、总氮相对消减速率(TNR_相)、总磷绝对消减速率(TPR_绝)、总磷相对消减速率(TPR_相)的变化特征研究。结果表明:西北部和西部河流夏、秋季TNR_绝和TPR_绝高于春、冬季,南部河流则为秋、冬季高于春、夏季。夏季西部和西北部河流TNR_绝和TPR_绝高于南部,冬季则相反,春、秋两季空间差异不明显。颗粒态总氮(PTN)浓度及水温是TNR_绝时空差异性的主要影响因素。TP浓度是TPR_绝的季节差异性的主要原因,不同季节TPR_绝空间差异的主要影响因素不同,春、夏、秋、冬四季主要影响因素分别为p H等水体物理性质、TP浓度和SS浓度、SS浓度、TP浓度。TNR_绝和TPR绝及其初始浓度是TNR_相和TPR_相时空差异的主要原因。     

浙江青山水库浮游植物群落结构变化及与环境因子的关系

于2009年按季度对浙江省临安市内的青山水库进行调查,测定了水体环境因子、浮游植物群落,采用营养状态指数法对水库水质现状进行了分析和评价,并探讨了浮游植物与环境因子之间的关系。结果表明:青山水库处于轻度富营养化和中度富营养化之间,水库入库处营养状态综合指数高于库中和大坝处。调查期间共发现浮游植物7门40属89种。不同季节浮游植物主要优势种类不同,春季以硅藻、隐藻和甲藻为主,夏季以蓝藻和绿藻为主,秋季以蓝藻、硅藻和隐藻为主,冬季以硅藻和隐藻为主。相关分析表明,青山水库浮游植物密度与出入库流量和透明度呈显著负相关,与总磷呈显著正相关。典范对应分析(CCA)表明,出入库流量、水温、溶解氧和营养盐是影响水体浮游植物分布格局的重要环境因子。     

通江城市河道浮游植物分布研究——以镇江市古运河为例

为了解通江城市河道浮游植物分布动态规律，同时为制定有效的水环境质量改善方案，对镇江市古运河的浮游植物组成与分布变化进行现场调查与分析，探讨了环境因子变化对河道浮游植物结构与数量的影响。结果表明，研究区共检出藻类6门38属，其中绿藻门、蓝藻门和硅藻门为3个常见门类。河道内藻类细胞密度与生物量排序为春季>秋季>夏季>冬季。对比河源采样点，河道内藻类细胞密度、生物量均在春、秋季大幅增长，藻类种类组成比例也逐渐由硅藻门为主过渡到以绿、蓝藻为主，但在夏、冬季这种变化趋势不明显。水动力、营养盐浓度、水温以及水体悬浮泥沙含量等多环境因子影响了河道内藻类生长与繁殖条件，其中因受闸控影响的水动力学条件变化是造成藻类分布变化的关键诱发要素。〖     

太湖辐射和能量收支的时间变化特征

湖泊的辐射和能量收支的观测研究对于气象学和水文学研究都具有重要的意义。于2012年采用涡度相关系统和小气候观测系统观测太湖表面的辐射平衡、湖泊与大气之间的感热和潜热通量、水温廓线和常规气象要素数据,分析太湖表面辐射及能量收支的时间变化特征以及环境控制因子。结果表明:(1)太湖2012年辐射收支四分量(向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和向上长波辐射)的年均值分别为146.5、9.4、359.7和405.4 W/m~2,反照率的年均值为0.06,各辐射分量日变化和季节变化特征明显;(2)净辐射和热储量日变化趋势相同,正午最高,午夜最低;湍流能量通量的日变化幅度较小;不同天气条件下能量分配具有一定差别:晴天条件下能量分配以潜热通量为主,阴天净辐射能量主要被水体吸收转换为热储量;(3)通过分析湍流能量通量与环境因子的相关性发现:感热通量变化最主要的相关因子是风速与湖–气界面温度差的乘积;风速与湖-气界面水汽压的乘积是潜热通量的主要驱动因子。本研究结果能为边界层气象学、全球能量和物质循环以及湖泊生态环境治理等研究提供理论基础和数据支持。     

太湖水质的时空分异特征及其与水华的关系

在大量调查数据的基础上,分析了太湖水质的时空分异特征,探讨了太湖不同湖区、不同季节水质差异的原因。研究结果显示：北部的入湖河口区、几个湖湾、湖心区、西南湖区、东部湖区水体的透明度、高锰酸盐指数、氮、磷、叶绿素等富营养化指标差异显著。入湖河口区的高锰酸盐指数和营养盐含量高于南部湖区数倍,也明显高于北部湖湾区,这反映出太湖西北部入湖河道污染对太湖影响显著。不同季节太湖水质指标也差异显著,冬春期(12～次年5月份)水体的氮含量高于夏秋季(6～11月份)近1倍。水质季节性的显著差异进一步说明了外源输入对太湖水质的影响。研究表明太湖水质的时空异质性既受太湖湖泊形态特征本身的影响,也更多受到外源污染的影响,解决太湖的蓝藻水华问题,首先要在太湖的外源污染控制方面取得突破.