基于信息扩散论的贵州省雷暴活动强度分析

本文基于信息扩散的模糊数学理论模型,以贵州各区县1986—2010年的雷暴日观测数据为集值,分析各区县的雷暴活动强度分布情况,为防雷工程的合理化设计提供依据。分析结果表明:全省各区县雷暴活动强度以中、多雷暴区为主,其中少、中、多、强雷暴的发生概率分别为低于10.78%、低于61.82%、介于29.42%至99.85%之间、低于6.10%。雷暴活动强度区域分布大致随纬度变化,强雷暴、多雷暴、中雷暴、少雷暴频发区呈现由西南向北分布;其中西南部安龙、兴仁、盘县雷暴日高于90天的可能性高于其他区域,约为20a一遇;雷暴日不大于25天最可能发生在北部仁怀、赤水、务川等地,呈现10~20a一遇。     

1965—2013年渭河流域降水时空变化分析

利用1965—2013年渭河流域及其周边22个气象站点的降水数据,采用线性回归、经验正交函数(EOF)分解和Mann-Kendall突变性检验等方法,分析了渭河流域近50 a降水的时空分布特征。结果表明:1)从时间变化来看,在0.05显著性水平上,除春季降水呈现明显减小趋势外(-6.23 mm/10 a),其他季节和全年降水量的变化均不明显。同时,突变分析表明春季降水存在明显的突变,1991年为其突变点,其他季节和年降水均不存在显著的突变。2)渭河流域降水空间分布不均,总体呈现由东南向西北减小的趋势,从变化趋势空间分布来看,上游的减少趋势大于中游地区。3)EOF分解结果表明,渭河流域全年和四季降水的空间分布存在总体一致型和东南—西北区域反位相型的分布类型。     

海北雷暴活动分析

利用海北6个气象站1978～2007年30a气象观测资料和2000～2007年雷灾资料,从气象要素变化分析了海北地区雷暴日数时空变化的原因,并从地理和土壤环境背景角度分析了雷暴多发和雷灾多发的原因.结果表明,海北地区雷暴次数总的趋势是减少的,各地雷暴日数不同,门源为多雷区,托勒为少雷区;雷暴出现最多方位为西北方和西南方;雷暴活动的强弱与近地层大气的不稳定有关,地气温差的高低和相对湿度的大小与海北雷暴活动关系密切;气候变化是导致海北雷暴减少的主要因素之一;雷暴日数和雷击灾害的发生与当地所处的地理位置、盛行风向、土壤背景有关.     

贵州省雷暴日数的时空分布、周期及突变特征

利用1961—2011年贵州省87个台站地面雷暴观测资料,对该省境内雷暴日数的时空分布、周期和突变特征进行了分析。结果表明：贵州省雷暴日数年际变化较大,下降趋势显著;雷暴日数的时空分布形态不对称,92．16％正偏,峰度76．47％为正值,48a贵州区域内空间分布在0．05置信水平上服从正态分布。雷暴日数分布地域特征明显,从贵州西南部向东北方向呈梯状递减趋势,安顺市、六盘水市和黔西南州3个地区为雷暴高发区。贵州省逐年雷暴日数存在不太明显的18a左右的长周期以及4—5a和8—9a显著的周期变化。贵州省年雷暴日数的下降是一突变现象,具体是从1995年开始的,突变前后平均雷暴日数相差9．32d。     

河南省小麦干热风发生规律分析

通过对河南省30个站1967～1996年近30年的气象资料统计,得到全省干热风发生日数,并对其进行了EOF分析。结果发现全省干热风日数场主要呈“南少北多”空间分布型,另外还有其它几种空间分布型;随时间推移,全省干热风发生日数呈减少趋势;对时间系数进行功率谱分析,发现具有准6年和准3年周期;通过相关分析,发现第一、第二模态时间系数与全省小麦单产存在显著相关关系。     

广西PM2.5时空分布特征及污染天气类型

研究区域ρ（PM_2.5）的时空分布特征和污染天气类型的关系是开展大气污染防治和空气质量预报预警的关键支撑技术之一.基于2015—2016年广西14个城市环境空气质量日监测数据和相关气象资料,分析了2015—2016年广西空气质量概况和污染的基本特征,采用EOF（经验正交函数）分析和后向轨迹聚类分析方法表征了广西ρ（PM_2.5）时空分布模态,统计了广西两年间24次区域范围（3个及以上连片城市）大气轻度及以上污染过程,分析了不同污染过程的天气类型和空气质量变化特点.结果表明:PM_2.5是广西大气污染首要污染物,ρ（PM_2.5）年均值呈北高南低的区域特征,月际变化基本呈正V字型分布;EOF分析和后向轨迹聚类分析显示,广西ρ（PM_2.5）的时空结构主要有3种模态,其方差贡献率分别为78.9%、5.7%和3.7%,基本反映了广西ρ（PM_2.5）变化的时空模态的主要特征,桂林和玉林两年间的后向轨迹聚类很好地解释了第二和第三模态的南北浓度和东西浓度异常反相位分布特征;广西14个城市两年间PM_2.5区域性污染天气类型主要有10种,其中污染天气类型中占比较大的是弱冷高压脊型（24.4%）、均压场型（20.2%）、高压后部型（16.1%）和高压后部配合西南暖低压型（8.5%）,是引发广西大范围大气污染的典型天气类型.研究显示,广西大气污染具有地域性、季节性和南北输送特征,污染过程的天气形势变化具有一定规律性.      

马鞍山地区雷电时空变化特征

利用1959—2011年马鞍山地区4个观测站53年的逐日人工雷暴观测资料,通过surfer软件绘图计算、经验正交分解(EOF)、建立时间序列以及气候趋势等方法,分析了马鞍山雷电时空变化特征。结果表明:马鞍山雷暴日数呈现东西部、南部偏多,中北部偏少的特点,时间分布上雷暴日数呈下降走势,其气候倾向率为-5.3/10a,季节性分布上主要集中在夏季,雷暴期有延长的趋势,日变化规律十分明显,午后13时至夜间为雷暴出现高峰期。     

基于Landsat数据的关中盆地腹地AOD时空格局及城市化对其影响

气溶胶光学厚度（aerosol optical depth,AOD）是气溶胶最基本的光学特性之一,表征气溶胶对光的消减作用,对区域大气污染有一定的指示作用.首先,以2000~2019年长时间序列MOD09A1产品数据为基础,利用ASTER波谱数据库,构建了Landsat TM/OLI蓝光波段地表反射率数据集,利用深蓝算法（deep blue algorithm,DB）对关中盆地腹地AOD进行了反演估算.其次,通过测算2000~2019多年平均/各年平均AOD和季节AOD值,研究分析了AOD空间分布特征和时间变化趋势;利用经验正交函数分析方法（empirical orthogonal function,EOF）剖析了AOD主要的空间分布模式.最后,探索分析了城市化对AOD时空分布特征的影响.结果表明：①研究区多年平均AOD空间分布受地形和人类活动影响显著,低海拔且人类活动强度大的盆地内部AOD值和变化幅度均高于周围山系.AOD呈现出明显的季节差异性：春季（0.34） > 夏季（0.33） > 秋季（0.23） > 冬季（0.12）,夏季AOD区域差异性最大.②年均AOD呈先增大后减小再增大的变化趋势,2005年达到最大值;春夏两季AOD数值分布离散,而冬季则表现为低值集聚的状态.③EOF分析结果表明,研究区AOD存在3种主要的空间分布模态：第一,AOD空间分布模式表现为区域一致型,特征向量空间分布与海拔梯度一致,反映了不同海拔下AOD变化程度的差异;第二,以秦岭山脉为界,大致呈现南北反相的分布特征,反映出关中盆地地域发展的独特性和与南部秦岭山区的差异性;第三,"东南-西北"的分布格局,表明了AOD在"城镇-乡村"呈反相变化趋势;④研究区AOD值与常住人口密度（R²=0.707,P<0.05）、不透水面密度（R²=0.377,P<0.05）以及工业POI密度（R²=0.727,P<0.5）呈正相关关系,说明城市化对AOD时空分布有一定影响.本研究对加强关中盆地空气质量监测和城市生态环境建设具有重要的意义.     

基于GRACE数据的中国水储量变化特征分析

论文以中国2003—2015年GRACE水储量数据、GLDAS-Noah地表蒸散发数据、地面实测降水数据为数据源,基于Theil-Sen Median 趋势分析和Mann-Kendall检验法,分析了中国水储量、降水量以及蒸散发量的变化趋势及相关关系,并利用经验正交函数（EOF）分析了中国水储量变化时空分布特征,结果表明：1） 2006年以后中国整体水储量年际变化剧烈,且降水和蒸散发可以识别水储量异常时段内的特征信息;2） 2003—2015年全国各地水储量、降雨量和蒸散发量变化空间分布差异明显;3） 全国共有18.6%的地区气候因素对水储量变化的方差解释量超过50%,主要位于中国东北、东南沿海、四川盆地、青海高原以及新疆西北部地区;4） EOF分解的GRACE水储量各主成分信息可以表征研究时段内中国地区整体和局部的水储量时空变化特征。     

中国PM2.5质量浓度与传染病发病率的相关性分析

基于2004—2016年的全球地表PM_2.5数据和中国31个省级行政区（不含港澳台地区）的传染病年发病率数据,探究了PM_2.5质量浓度与9种传染病（百日咳、猩红热、流脑、麻疹、肺结核、风疹、流行性腮腺炎、急性出血性结膜炎以及流行性感冒）发病率的相关关系。研究发现PM_2.5质量浓度整体呈现东高西低、北高南低的空间分布特征。EOF分析显示浓度变化有着北增南减、东增西减的趋势。同时,PM_2.5浓度在北方的变化程度要远大于南方,在欠发达地区的变化程度要大于发达地区,但年际变化特征并不明显。选择了三类地区分析PM_2.5和传染病发病率的关系,发现在华北和东北地区与PM_2.5浓度显著相关的传染病类型高达5种,在所有传染病中,百日咳与PM_2.5浓度的相关性最为显著。最后针对三类地区,通过线性拟合得到了部分传染病发病率与PM_2.5浓度的关系式,指出PM_2.5浓度每上升100 μg?m^?3时,与PM_2.5浓度显著正相关的传染病发病率会出现不同程度的上升。     

黄河上游牧草区水热变化及土壤水分响应

利用月降水、气温等资料,分析甘南草原地区水热配置和土壤水分变化。结果表明:牧草生长期降水增多,成熟期降水减少;逐月降水、气温变化的线性趋势有明显差异;月降水明显减少和气温明显上升中存在突变,周期谱有明显差别。土壤水分存在显著下降趋势,在1995年发生了突变(转向明显负距平)。土壤水分年际演变与降水同向性较好,年代际变化与气温呈反位相配置;土壤水分演变振荡周期对降水短周期和气温长周期响应明显。     

1949～1992年我国粮食单产的气候影响分析

１９４９～１９９２年我国粮食单产呈持续增长趋势,但年际间有明显的波动。这种波动除受政策因素影响外,主要受气候波动的影响,尤其是单产水平的剧降往往与气候灾害比较严重的年景对应。为此,本文着重分析了气候产量的时空变化特征。结果表明,东部地区单产水平虽然很高,同时波动幅度也很大,应以稳产为主,中、西部地区以增产为主。从全国来看,气候产量变化的一致性特征明显,５０年代和８０年代气候条件对粮食生产比较有利。但个别年份气候产量变化会呈现出南北或东西方向的地域分异特征。     

西藏多庆错湖面变化及原因分析

论文根据1975年地形图、20世纪70年代至2009年7期MSS/TM卫星遥感资料对西藏日喀则地区东南部多庆错、嘎拉错湖泊面积变化进行分析。结果表明,多庆错和嘎拉错湖泊面积波动变化一致,2002年之前,除1976年湖泊面积较小外,其他年份多庆错、嘎拉错湖泊面积分别在80和10 km²以上,2000年湖泊面积最大,2002年之后,两个湖的面积都明显缩小。从冰川变化情况看,近34 a来,虽然该流域周围冰川与高原其他区域冰川变化趋势一致,处于消退状态,但其融水量对湖泊补给作用不明显。该流域气候变化趋势为温度升高、蒸发量减少,降水量呈波动变化。湖泊面积的涨、缩与降水量有较好的正相关关系,而与温度变化呈负相关。综合分析表明,多庆错流域湖泊变化与冰川退缩关系不密切,降水是湖面波动的主要原因。     

基于LUCC的露天矿区景观格局研究一以黑岱沟露天煤矿为例

露天矿区开发活动主要是在景观层次上进行,其直接导致土地利用／覆被变化（LandUse／Cover Change,LUCC）。本文以黑岱沟大型露天煤矿1987年、1990年、2000年及2010年4期遥感影像的土地利用数据为基础,基于GIS空间分析功能,以破碎度、分离度和优势度景观格局指数和景观类型脆弱度为指标,分析景观格局现状。研究显示：开发初期,耕地和草地虽有所减少,但所占面积保持在80％以上;生态恢复开始后,土地类型向林地和草地转移的面积逐渐增多。景观水平上分析显示,景观上破碎化程度加大,煤矿建设用地斑块面积逐年增大。从景观指数看,耕地、草地、未利用地的破碎度、分离度指数变化呈上升或不稳定状态,建设用地的破碎度和分离度指数有所减小;优势景观类型有所改变,建设用地对于区域景观的控制作用逐渐加强。     

1961—2014年中国干燥度指数的时空变化研究

论文采用中国1961—2014年530个气象站数据,运用FAO-56 Penman-Monteith公式计算潜在蒸散发量,并结合降水量计算中国1961—2014年干燥度指数（Aridity index,AI）,然后采用Mann-Kendall趋势检验、突变检验和小波分析对其进行时空变化分析。结果表明：1）1961—2014年中国整体、西北地区、青藏地区的干燥度指数均呈显著减小趋势,而南方地区干燥度指数呈微弱减小趋势,北方地区干燥度指数呈不显著增加趋势。中国干燥度指数的突变发生于1986年,而各个分区的突变时间有所差异。2）1961—2014年中国整体、北方地区和西北地区干燥度指数变化主周期均为28 a,南方地区稍晚1 a,青藏地区提前2 a,所有地区均在主周期上经历了变大—变小—变大的过程。同时所有地区也存在不同时间尺度的次周期变化。3）整个中国、西北地区和南方地区潜在蒸散发量的减少和降水量的增加,共同引起了干燥度指数的减小。在北方地区,年降水量的显著减小和潜在蒸散发减小引起干燥度指数呈现微弱增加趋势。在青藏地区,潜在蒸散发的微弱增加和降水量显著增加引起干燥度指数呈现显著减小趋势。4）中国干燥度指数在空间格局上和降水的分布相反,呈现出西北大、东南小的特征。北方地区整体干燥度指数偏小,但中部区域降水相对减少,蒸发能力增强,导致干燥度指数相对偏大。南方地区气温较高,蒸发能力强,但雨量充沛,是我国干燥度指数最小的区域。西北地区较为干燥,降水少,蒸发强,是我国干燥度指数最大的区域。青藏地区由于青藏高原的阻挡作用以及东部地区较为丰富的降水量,使得干燥度指数由东向西逐渐增加,呈现西干东湿的格局。     

山地城市建设用地增长的坡度梯度效应——以贵阳市为例

山地城市快速扩张致使其建设用地爬坡现象日趋普遍,深入认识该现象将有助提高山区国土空间管控科学性。以中国西南典型山地城市贵阳为例,利用数字高程模型和2000—2020年五期建设用地数据,构建建设用地密度、建设用地爬坡热度等指标,基于网格单元和坡度区段单元开展统计分析,探究该市建设用地增长的坡度梯度效应。结果表明：（1）建设用地面积的增长总体伴随着建设用地平均坡度的趋陡,各相邻时段新增建设用地面积先增大后减小,但新增建设用地平均坡度却一直在变陡;（2）各时期建设用地的现状密度和新增密度均随坡度上升而减小,在坡度梯度上体现出强烈的“择平而建”效应;（3）建设用地密度对建设用地爬坡热度有显著线性影响,且该影响随着背景地面平均坡度上升而增强。研究认为,建设用地爬坡现象通常更多出现在建设用地加密时期,这有利于促进山地城市实现更为集约紧凑的空间增长。     

基于水资源分区的黄河流域土地利用变化对人类活动的响应

在分析黄河流域1980-2015年土地利用面积变化的基础上,基于水资源二级分区,采用土地利用变化重要性指数（C_i）、土地利用变化面积比例（D）、林草植被变化指数（R）三个指标分析8个子区域土地利用变化的方向和程度;然后针对1980-1990年、1990-2000年、2000-2010年、2010-2015年四个时期,采用单一土地利用动态度、综合土地利用动态度及土地利用程度研究各分区的土地利用变化速度与程度。结果表明：与1980年相比,城乡工矿居民用地与水域面积变化最为显著。8个分区的土地利用变化面积比例均在20%左右,相互之间差异不大。在单一土地利用类型变化方面,沙漠及未利用地、水域和城市及工矿用地变化速度明显,其余三种土地利用类型由于面积基数较大,变化速度相对较小,但是变化面积很大。从各时期看,2010-2015年变化速度最大,并且大致呈现随时间推移变化速度逐渐增大的特征。在综合土地利用变化的速度方面,8个分区基本呈现出逐渐增大的趋势,上游龙羊峡以上增加最为明显。     

中老缅泰交界地区土地利用变化信息挖掘与国别对比

基于Landsat TM/ETM数据,从土地利用空间分布特征、时空变化规律、土地利用程度三个方面,对中老缅泰交界地区1990-2010年土地利用变化特征进行分析。研究表明：① 橡胶园、茶园为增幅最大的土地利用类型,轮歇农地、建设用地、长期性农地也有一定幅度的增加,有林地、灌木林、草地、水域有所减少。② 有林地、灌木林之间的转移及其与长期农地、轮歇农地、橡胶园之间的转移,决定着中老缅泰交界地区土地利用变化特征。中老缅泰交界地区土地利用变化本质上受到市场经济、国家政策、人口迁移、基础设施建设等因素的影响。③ 橡胶园和茶园的时空变化基本表现为面积净值增加,空间位置交换变化非常小。长期农地面积变化不大,但存在较大幅度的空间位置转变;水域、轮歇农地变化以空间位置交换为主。草地、灌木林、有林地、建设用地交换变化和净变化比例相当。④ 1990-2010年,中老缅泰交界地区土地利用程度有所增加,其中,泰国境内土地利用程度最高,老挝和缅甸境内的土地利用程度最低。2000年后中老缅泰交界地区土地利用程度增幅明显加大。其中,中国和缅甸境内土地利用程度后期增幅减小,泰国境内土地利用程度后期增幅变大,老挝境内土地利用程度实现了由前期减少到后期增加的转变。