秦岭地区气溶胶光学厚度的时空演变特征及其影响因子

气溶胶是大气中极其重要的组成部分,它不仅影响人类的健康,还能增加大气的化学反应,导致环境温度改变。基于2002年1月-2017年12月Terra/MODIS MOD04_3 k气溶胶光学厚度(AOD)产品,通过空间分析法和空间面板模型对2002-2017年陕西秦岭地区AOD时空变化特征以及对影响秦岭山区AOD的因子权重进行排名,为气候变化研究及环境治理提供理论基础。结果表明,秦岭地区16年来AOD高值区主要集中在秦岭北坡边缘上的关中城市群、秦岭南坡边缘上的巴蜀城市群;16年间的AOD平均值为0.28。秦岭地区春(0.36)、夏(0.34)两季AOD均值明显高于秋(0.23)、冬(0.17)两季。秦岭山地16年来年均AOD小于0.3的低值区不断增加,年均AOD大于0.7的高值区不断减少。秦岭地区AOD四季演变趋势存在明显的差异性。其中春季变化平稳,轻度增加区在秦岭中部地区分布,减少区主要分布在关中和巴蜀城市群地区。夏季88.3%的地区以减少为主;冬季73%的地区以增加为主;秋季变化存在空间差异性,减少区主要分布在秦岭西南地区,增加区主要分布在东北地区,中部为基本不变区。空间面板模型结果表明,年均温度、年均风速和年均湿度对秦岭山地AOD具有显著的正向驱动作用,海拔有显著负向效应;年降水、NDVI和日照百分率对AOD均有明显的影响但均未通过显著性检验;年均气温、年均风速和海拔3个因子还具有显著的空间溢出效应。     

秦岭植被覆盖时空变化及其对气候变化与人类活动的双重响应

论文基于MODIS-NDVI数据、DEM及气象数据,辅以趋势分析、多元回归残差法、偏最小二乘回归法,反演了秦岭地区2000—2015年植被覆盖度及分析了其“格局—过程—趋势”的变化特征,探究了其对气候变化与人类活动的双重响应机制。结果表明：1）秦岭地区近16 a来植被覆盖度呈显著上升趋势,增速为2.77%/10 a,呈“中间高、周边低,西部高、东部低,南坡高、北坡低”的空间格局,植被覆盖度随海拔的升高在2 200 m左右达到最大,700~3 200 m达0.7以上,1 300~2 700 m达0.9以上,3 400 m以上为0.5以下的低值区;2）秦岭地区的植被覆盖与气候因子的响应关系存在明显的空间差异,对气温的响应总体上没有明显的时滞效应,而与降水的响应存在以滞后1个月为主的时滞效应;3）人类活动对秦岭地区植被变化的作用日趋增强,且以正向作用为主,主要分布在东部地区,而负向作用则分布于中部和西部地区;4）秦岭地区植被变化是气候变化和人类活动共同作用的结果,影响因子对植被覆盖变化的解释能力依次为人类活动>降水>气温>潜在蒸散量。     

1960—2019年秦岭气候带界限的变化研究

受全球变化的影响,温度带边界在空间上的变化呈现出向高纬度方向显著移动的趋势,其中亚热带区空间分布对全球变暖的响应较为敏感,对其边界空间变化特征的研究对于认识全球变化对自然景观的潜在影响具有重要科学意义。基于秦岭及其周边74个气象站点1960—2019年日均气温数据,选取保证率80%的日均温≥10 ℃持续日220天等值线和1月0 ℃等温线为北亚热带北界指标,探讨了近60年气候变暖背景下秦岭气候带界限的变化趋势。研究表明：（1）1960—2019年秦岭日均温≥10 ℃持续日呈显著上升趋势,其变化率为3.268 d/10 a;秦岭1月平均气温呈弱显著上升趋势,其变化率为0.179 ℃/10 a。（2）60年来秦岭北亚热带北界发生了明显的抬升,平均抬升高度约为228.89 m;从经度上看,中段106°~111°E范围内北亚热带北界的变化最为强烈,60年来上升高度达308.81 m,明显高于东西北三段（东段上升165.69 m,西段上升243.33 m,北段上升267.01 m）。（3）60年来秦岭北亚热带过渡带出现了明显的攀升,且向北移动;秦岭以北“跨越式”地出现北亚热带气候格局。气温突变后,秦岭北亚热带过渡带形成从秦岭南坡延伸到秦岭东部,并向北推进向西进入关中平原的格局,秦岭南坡作为北亚热带和暖温带的分界作用有所减弱。随着气候的变暖,秦岭北亚热带过渡带可能部分或整体转变为北亚热带,北亚热带将从秦岭南坡到秦岭北坡呈连续带状分布,北亚热带北界可能会跨越秦岭山脉。