近52a长江中下游地区极端降水的时空变化特征

长江中下游地区是我国主要农业区,同时也是降水异常,洪涝灾害频繁发生的地区之一,对长江中下游地区极端降水变化的研究,可以为该区农业生产及防洪减灾提供参考依据。利用1961~2012年间的长江中下游地区84个站点的逐日降水观测资料,基于年最大日降水(AM)序列与超门限峰值降水(POT)序列,通过滑动平均、Mann-Kendall检验法、线性倾向估计等方法,分析了该地区极端降水事件的时空变化特征。结果表明:(1)长江中下游地区近52a来极端降水量呈现为较明显的增加趋势,且极端降水量速率为9.3mm/10a,存在较为明显的年代际波动变化特征,1990年以后进入极端降水量偏多的时期;(2)AM与POT序列多年平均值大值主要分布在江西省大部、湖北东南部以及安徽南部;AM与POT序列多年标准差大值主要分布江西东南部与北部,湖北东南部以及湖南西北部;AM序列多年平均值与标准差均高于POT序列,AM序列年际间振幅要明显强于POT序列,极端降水年际变化幅度大于年内变化;(3)长江中下游沿岸地区年最大日降水量主要表现为增加趋势,长江以北的西部地区则主要表现为减少趋势;长江沿岸地区以及中东部地区的极端降水量主要表现为增加趋势,西部地区则主要表现为减少趋势。     

近60年来气候变化和人类活动对长江中下游水文情势影响定量评价

为了定量评价长江中下游近60年来水文情势变化,运用Mann-Kendall非参数检验、均值差异T检验法对长江中下游宜昌、汉口和大通3个水文站1954～2016年径流量进行趋势和突变检验,采用累积量斜率变化率法,定量评估长江中下游气候变化和人类活动对径流量变化的影响,并运用RVA法对径流量突变前后32个水文指标改变度进行定量评价.研究结果表明:(1)长江中下游宜昌站和汉口站年径流量呈减少趋势,大通站年径流量总体呈增加趋势,总体变化趋势不显著,径流突变点分别发生在2002、2005和2006年,总体上与三峡水库蓄水时间相符;(2)三峡水库蓄水主要影响长江中下游径流年内变化,尤其是对年极值影响最大,且随着距离水库的增加,影响减弱;(3)宜昌、汉口和大通水文站水文改变度分别为55％、46％和32％,长江中下游河流水文情势总体上属于中高度改变;(4)气候变化占对中下游径流量改变贡献程度的70％左右,人类用水以及水库蓄水等人类活动贡献程度约占30％,气候变化是导致长江中下游年径流量发生改变的主导因素.     

长江经济带绿色水资源效率时空分异研究——基于SE-SBM与ML指数法

长江经济带作为全球最大的内河流域经济带,是我国"新常态"经济发展的重要新引擎。为确保以"黄金水道"为依托的长江经济带健康发展,应着力打造沿江绿色发展轴,重视生态保护及污染治理,尤其是水资源利用的可持续化。将长江经济带沿线11个省市作为研究对象,基于经济-环境-社会可持续绿色发展的理念建立SE-SBM模型,定量分析2002～2016年长江经济带绿色水资源效率时空变化,并利用ML指数方法探讨绿色水资源效率影响因素。研究表明:(1)长江经济带绿色水资源效率随时间出现轻微下降趋势,区域性差异明显,上、下游均出现不同程度的效率值下降,中游稳定于较低水平,形成水资源效率"上游下游中游"的格局;(2)重庆、贵州、上海3个地区平均水资源利用率达到DEA有效,浙江、江西、湖北效率值处于较低水平,江苏、云南水资源利用效率波动明显;(3)技术进步指数是影响水资源效率的主要因素。基于以上研究结果,从打造区域系统性开发,实现经济协调发展;提高技术效率,加大节水技术改造;实施"三水共治",强化水资源管理三方面提出政策建议。旨在促进长江经济带水资源合理开发利用,实现区域经济、社会可持续发展。     

近50年长江中下游地区日照时数的时空特征及其影响因素

利用1961～2010年长江中下游地区93个站日照、降水、云量和风速资料,采用气候倾向率、突变检测和相关分析等方法,研究了长江中下游地区年、季、月日照时数的时空特征及其成因。结果表明,长江中下游地区年、季、月日照时数空间分布均呈东北多西南少的分布形式,夏季最多,其次为秋、春与冬季。近50 a长江中下游地区年日照时数普遍显著减少,区域平均减幅为682 h/10a,多于同期全国平均减幅,明显的年代际转折发生在20世纪80年代初期。年日照时数异常偏多出现在1963年和1971年,但未出现过异常偏少年。各季的日照时数也都是负趋势,夏、秋、冬3季减少显著,夏季减少最多也最明显,其次依次是冬季、秋季和春季。近30 a年及夏、秋、冬 3季日照时数减幅缩小,春季则转为以147 h/10a的速率在增加。除湖北中南部、湖南北部、江西北部、安徽北部和浙江东南部年日照时数在20世纪80年代有明显突变外,其他站点的年日照时数没有明显的突变。长江以北地区年日照时数减少与降水量增加和平均风速减少有密切关系,而在长江以南地区低云量的增加作用也非常重要     

宜昌站1900~2004年生态水文特征变化

基于宜昌站1900~2004年共105年的日径流量资料，分别采用Mann Kendall法、Mann Whitney法分析该站水文特征与变化。跳跃性检验表明，宜昌站年平均流量的跳跃点出现在1969年，置信度超过99%。宜昌站1970年前的平均流量是14 375 m3/s，1970年后的平均流量是13 438 m3/s，相差937 m3/s，相当于295.5 m3/a，流量减少主要集中在下半年（7~12月），以8~10月最为明显。以1970年为界，将宜昌站105年水文序列划分为“近自然状态河流” 的1970年前和“人工干扰状态河流”的1970年后两个分析水文变动序列，基于Richter提出的生态水文变动指标体系，应用变动范围法，计算了长江中游的生态水文目标，分析了长江流域宜昌站的生态水文特征变化。结果表明，1970年以后，人类活动与自然变动对长江宜昌站生态水文特征的改变并不明显，仅在1月、11月平均流量上有中等程度的改变。     

华山观风电场风能资源评价

利用华山观风电场40 m测风塔2005年4月至2008年3月的测风资料，计算了平均风速、风速频率、风向频率、各方向风能、风功率密度及有效风速时数等各项风能参数，依据国标《风电场风能资源评估方法》（GB/T 18710-2002）中风功率密度等级划分标准对风电场的风能资源进行了评价，并利用距风电场最近的钟祥气象站的累年及同期气象资料，对测风期间的测风背景进行了分析。结果表明：风电场各高度年平均风速在55～57 m/s，年平均风功率密度在190～205 W/m2，年有效风速百分率在808%～823%；华山观主导风向与次多风向完全相反，不同高度两个方向合计频率在449%～505%；各风向风能分布比风向频率更加集中，不同高度主导风向的能量占478%～606%；风功率密度接近3级，具有一定开发利用价值，技术可开发量约3万kW；华山观风电场测风是在年平均风速小于多年平均风速的气候背景下进行的。     

基于AVHRR和DEM的重庆城市热岛效应分析

为研究复杂地形上城市热岛(UHI)的特点和变化规律，给城市生态环境分析提供依据，使用重庆市2006年14个时相的NOAA/AVHRR（美国国家海洋大气局/改进的甚高分辨率辐射计）卫星遥感数据和数字高程模型（DEM），得到研究区域的亮温场，并参照热力学概念和模型，根据当地高程，以海拔 300 m 为基准高度将亮温场计算成位温场。结果表明：（1）计算后山脉、河谷处的温度场普遍改变；山脉植被对下垫面的降温作用明显；白天UHI范围较大，长江和嘉陵江河谷对UHI的切隔作用显著；夜间嘉陵江两侧的UHI趋为一体，范围缩小；（2）7月 25～26日存在多个UHI中心，下午和凌晨最大强度分别为64℃和22℃，平均值分别为605℃和205℃，昼夜平均为405℃；（3）夏、秋季白天和夜间平均最大强度分别为523℃和329℃；（4）重庆UHI强度白天大于夜间，与成都的同类研究结果相同；但夏、秋季的平均最大强度为426℃，小于成都的650℃。     

鲁西北海上风资料检验评估分析与实用性建议

目前鲁西北沿海获取的海上风资料可能不准确,东营市气象局经考察研究建设了海面以上10m左右标准站。将东营海区其他几个石油平台站与之进行对比检验评估,发现观测风速失准、风速较实况明显偏小,建设的标准站受石油平台影响东南风风速也偏小,但总体能够代表海面上10m左右风速实况。鉴于目前众多海洋气象观测站高度不具代表性且维护困难、风速失准,建议全省集中建设几个海上风观测标准站并加强维护和质量考核,以其准确的海上风观测资料为全省海洋气象预报服务提供可靠的保障。     

三峡库区航运气象条件分析

利用三峡库区9个沿江测站气象要素,分析了长江航道的(三峡库区段)江面风、水温、能见度资料。就能见度强度和低能见度的时空分布特征、变化情况和航道出现典型低能见度的天气形势进行了研究。结果表明：①该航段的风向风速和水温对航行安全没有明显的影响;②能见度成为影响三峡河道航运极其重要的因素;③三峡库区航道低能见度天气存在比较明显的时空分布差异：冬季较夏季易出现影响航道安全的低能见度天气,重庆到忠县段出现低能见度的机率较大,而万州至巫山段较少出现低能见度现象;④长江航道低能见度在年际间除重庆和忠县外总体有减小的趋势,季节分布中在冬季出现最多,其次是秋季、春季,夏季最少;低能见度现象持续时间大部分在2小时以下;⑤造成长江航道低能见度出现的原因除城市环境外,主要的天气原因是由于盆地受地面冷高压控制,为阴天或阴雨天气,形成雾或雨雾。     

长江经济带城市土地价格空间分异特征及其影响因素

以2016年长江经济带129个城市的土地出让平均单价为基本数据,采用趋势分析与空间自相关分析探索长江经济带城市土地价格的空间分布和关联特征,并运用在分析共线性因素方面具有优势的地理探测器模型来测算长江经济带及其东、中、西部三大区域子市场中各地价影响因素的强弱差异,进一步探讨区域内城市地价空间分异的形成机制。结果表明:(1)以长江经济带城市地价分级为统计依据,城市数量与城镇人口呈现出中间大两头小的"纺锤型"等级分布;(2)长江经济带城市地价的行政等级差异明显,地价水平按"直辖市—副省级城市—非副省级省会城市—地级市—地级州"逐级递减;(3)从整体来看,长江经济带城市地价在东西方向上呈现出东部高、中西部低的趋势,在南北方向上呈现近江区域高、远江区域低的"倒U型"结构。从局部来看,长三角城市群高值聚集、武汉城市圈高低异质等空间聚集和异质的特征丰富;(4)影响东、中、西部城市地价空间分异的主导因素各不相同。房地产开发投资、第三产业增加值与城镇常住人口对东部地区地价的影响较大;第三产业增加值是中部地区地价分异的核心因素,城市等级的作用也在中部凸显;西部地区地价主要受到城市等级、第二产业增加值与城镇常住人口的影响。     

９６１~２０１０年中国大陆地面气候要素变化特征分析

利用1961~2010年全国大陆地面468个气象台站的气温、降水和日照时数等资料，采用Jones等提出的计算区域平均气候时间序列的方法对全国数据进行加权平均处理，采用线性趋势、反距离加权插值、Morlet小波分析、Mann Kendall法，分析了我国大陆地面近50 a来各气候要素的变化特征。研究表明：年平均气温、年平均最低气温、年平均最高气温、年极端最低气温、年极端最高气温均呈显著上升趋势，年平均温度差、年极端温度差、年平均日照时数均呈显著减少趋势；年平均气温、年平均降水、年平均最低气温、年平均最高气温、年极端最低气温、年极端最高气温、年平均温度差、年极端温度差、年平均日照时数分别存在14、26、14、14、25、16、26、25和25 a左右的变化主周期；在005的置信度水平下，年平均最高气温、年极端最低气温、年极端最高气温、年极端温度差、年平均降水和年平均日照时数均发生突变，其分别在1996、1981、1997、1975、1983和1982年发生突变，其余要素均未发生突变。分析还发现，各气候要素的变化主周期分别存在一定的相似性，突变时间也存在一定联系     

上海崇明岛近三年PM_(2.5)浓度变化特征与气象条件的关系

利用2011年1月~2014年2月上海崇明岛地区颗粒物(PM_(2.5)、PM_(10))的连续监测资料,研究了PM_(2.5)总体分布、季节变化、日变化及浓度频率分布规律,初步分析了逆温、相对湿度、风向风速等气象要素对颗粒物浓度的影响。结果表明:2011~2013年该地区PM_(2.5)平均值分别为24.7,33.6和28.3μg/m~3,均低于PM2.5的年平均浓度限值35μg/m~3,细粒子污染程度较轻。PM_(2.5)浓度日变化幅度不大,呈微弱的单峰型分布,9∶00左右达到一天中的最大值,15∶00左右达到最小值。PM_(2.5)浓度的季节分布特征明显,呈现出冬季春季秋季夏季,一般情况下5月份PM_(2.5)月均浓度值最高,8月份浓度最低。PM_(2.5)日平均浓度有57.9%达到国家空气质量一级标准,有93.4%达到国家空气质量二级标准,超标率为6.6%。对PM_(2.5)与各气象要素进行分析后发现:PM_(2.5)质量浓度在逆温层结稳定、风速小、高湿以及近地面盛行西北到西风这样的静稳天气条件配合高空西北方向上的外来污染物输送,容易造成高浓度的PM_(2.5)污染。     

MM5与CALMET对北京地区风能资源的初步模拟

利用MM5与CALMET模拟了北京地区10、30、50和70 m高度的风速和风功率密度分布，结果表明：各高度层风速与风功率密度的地域分布具有一致性，模拟的风速最大区位于门头沟西北部，而昌平西部、房山北部及延庆西部的风速次之，风速最小区位于顺义和东部城区；风功率密度的模拟显示京西地区和西北部地区的风资源较为丰富，北京东部、东南部和东北部及市区周边的风资源相对较小，开发潜力低。利用3座测风塔和3个气象站风速观测数据对模拟结果进行了初步检验，表明MM5与CALMET基本能模拟出风速的月变化和日变化特征，模拟和观测具有较好相关性，但模式存在对黄草梁和北梁地区模拟结果偏高、对涧沟地区模拟结果偏低的系统性误差，这可能与模拟区域地形复杂及模式自身分辨率不够等有关。     

湖北省丘陵山区风能资源特征分析

利用分布在湖北省丘陵山区的12个70 m（80 m）高测风塔一整年的资料，对我省丘陵山区风能资源的若干特征进行了较为详尽的对比分析，找出其中普遍的规律。结果表明：（1）我省山区风速季节变化为春季大，夏季和秋季较小；风速日变化为夜间大白天小，且变化幅度相对较大的测风塔主要分布在低山和中山区域；（2）有效风速频率在79%～92%，破坏性风速出现少；（3）风向频率较为集中，主要分布在偏南和偏北两个相反的方位；（4）风速随高度变化较复杂，10～30 m高度风速增加幅度较大，部分地区30～80 m高度存在等风层或风速随高度减小的情况；（5）有效风速段、大风及主导风向下的湍流强度均为中等。研究成果对湖北省，甚至是南方山区风能资源的合理开发利用将有所裨益     

秦岭南北潜在蒸散量时空变化及突变特征分析

根据秦岭南北54个气象站1960～2011年逐日数据,利用FAO Penman Monteith公式计算出各站的潜在蒸散量（ET0）。采用样条曲线插值法（Spline）、气候倾向率、Pettitt突变点检测、相关分析等方法对该区ET0的时空变化特征以及影响其变化的气象要素进行了分析。结果表明：（1）研究区多年平均ET0为9642 mm,空间分布呈东高西低格局。各分区按其大小排序为秦岭以北>秦岭南坡>汉水流域>巴巫谷地。四季ET0分布特征与年尺度上的结论基本一致,4个季节按其大小排序为夏季>春季>秋季>冬季;（2）近52 a ET0下降的站点占本区站点总数的比例排序为汉水流域>秦岭南坡>巴巫谷地>秦岭以北,秦岭以南的广大地区相对于秦岭以北ET0下降更明显,春季大部分（78%）站点ET0上升,夏季绝大部分（91%）站点显著下降,秋季和冬季变化趋势不明显;（3）年尺度和春季ET0突变点集中出现在1979～1981年和1993年,夏季85%的站点发生了突变,其中89%发生于1979年,秋季和冬季的突变特征无明显规律可言;（4）夏季降水与潜在蒸散量变化趋势的空间分布整体上呈相反趋势,呈相反趋势的站点占站点总数的70%,秋季则达到76%。23个站点中绝大多数ET0与日照时数、最高气温、平均气温和平均风速呈显著水平（P<001）的正相关关系,相关系数排序为日照时数>最高气温>平均气温>平均风速。风速和日照时数的降低是导致秦岭南北ET0减少的主导因素,风速和日照时数的下降导致夏季和冬季ET0减少,气温上升导致春季和秋季ET0增加或整体保持稳定     

基于MODIS AOD数据的南京市大气能见度估算

以南京市为研究区,利用MODIS气溶胶产品数据(MOD04L2)获取研究区气溶胶标高数据,结合地面气象站点能见度观测数据,构建研究区不同季节能见度估算模型,估算南京市2013年能见度时空分布。研究结果表明,研究区能见度模型估算值与实测值总体趋势较为一致,分季节模型能见度估算均值相对误差为14.3%;南京市2013年能见度年均值为6.07km,大致呈现出由市区向周边郊区逐渐升高的趋势;研究区不同季节能见度差异明显,夏季能见度显著高于其他3个季节,在该季节全市能见度均值达到9.93km,约为其余3个季节均值的2倍左右,气候状况与经济社会发展布局是影响研究区能见度时空差异的主要因素。     

A radon and meteorological measurement network for the Alligator Rivers Region, Australia

The network described in this paper has been set up to provide detailed time-series data on concentrations of 222Rn in air at various locations within the Alligator Rivers Region, over a time frame of several years. These data will be important in assessing the effects of uranium mining operations on radon levels in the region, both in providing baseline and monitoring data and in calibrating and verifying predictive models. At present, three stations are operating in the region with a fourth being commissioned. Each station logs half hourly average radon concentrations and relevant meteorological data (wind speed, direction and variability, air pressure and temperature, relative humidity, soil temperature, rain and sunshine rates). It is intended to operate the four stations at selected locations for one- or two-year intervals, at the end of which three will be moved to new locations (one station at Mudginberri will be kept as a constant control station). Sites for which extensive datasets are currently available include: Jabiru Town, Jabiru East, Djarr Djarr, East Alligator Ranger Station and Nabarlek minesite. Illustrative data from these sites are presented.     

气象因子与地理因子对长江三峡库区雾的影响

为研究长江三峡库区气象因子与地理因子对雾情(能见度)的影响程度,定量描述以厘定影响雾发生的主要气象因子和地理因子,为能见度监测预报提供科学依据。选用2011~2012年长江三峡航道湖北宜昌至重庆宜宾段29个人工观测雾情台站资料和12个能见度观测仪资料,首先采用判别分析法寻找不同月份对雾情等级影响较大的气象因子,进一步采用通径分析法对量化的雾情资料分析地形地貌及气象因子对其的直接、间接影响程度。结果表明:常规气象要素对判断站点中雾和大雾的符合率在50%以上。风速、温度和湿度是影响秋末和冬季雾情等级的最主要气象因子。气象要素中的1 000 hPa湿度对能见度值的直接作用最大,通径系数为-0.518 2,而地理要素中山体与河面的落差对雾的滋生有间接作用。