安徽省近52年寒潮的气候特征分析

利用1960～2012年安徽省77个气象站的逐日温度资料,采用线性趋势、气候倾向率、小波分析等方法对安徽省寒潮活动的气候特征及其变化进行了分析,得出了全省寒潮年际变化、时空分布等基本气候特征以及不同基准期寒潮平均初终日变化,补充和完善了安徽省寒潮气候特征分布方面的统计分析资料,以期为安徽省的气象防灾减灾和地方农业服务提供一定的指导。统计结果表明:安徽省近52a寒潮发生频次北部多于南部,其中山区北坡明显多于山区南坡;寒潮年发生次数存在3个显著周期:22a左右、10～12a、6a左右;全省各站寒潮的平均初日自北向南逐渐推迟,平均终日也基本是自北向南逐渐推迟。每年寒潮活动期以2～3月和11～12月发生频次最高;寒潮频次年际波动大,总体呈线性减少趋势,寒潮开始期趋于推后,而寒潮结束期提前,气候变暖是安徽省寒潮发生变化的可能原因。     

近50 a长江流域暴雨日数时空变化分析

利用1961~2010年长江流域逐日降水资料和DEM数据,结合Mann-Kendall趋势法、变差系数法以及GIS空间分析等方法,分析了近50 a长江流域年均暴雨日数时空变化特征。结果表明:长江流域年均暴雨日数基本呈自东向西递减的规律,且随着海拔升高,年均暴雨日数逐渐减少,两者呈显著负相关关系;长江流域上游高原气候影响区年均暴雨日数小于1 d;而中上游中亚热带湿润气候影响区大于2 d;随着纬度的增加,暴雨开始时间推迟,结束时间提前,持续时间减少;年暴雨日数的变差系数与年均暴雨日数满足幂指数关系,相关系数达0.97,为显著相关。表现为年均暴雨日数大(小)的地方,变差系数小(大);除长江中下游中部和四川盆地及其周边地区年暴雨日数为减少趋势外,其它地方均表现为不同程度的增加趋势。鄱阳湖水系、四川(雅安市、峨眉山市、万源市)、湖南(安化县、南岳区)、湖北(洪湖市、英山县)年暴雨日数多且变差系数小,洪水、泥石流等灾害压力巨大;为有关部门了解长江流域洪水等灾害的发生机制、提高灾害预测预报能力、制定防灾减灾政策等提供科学依据。     

三峡库区雷暴气候变化特征分析

利用长江三峡库区及其周边地区38个气象站1961～2001年的逐日雷暴资料,统计、分析了三峡库区雷暴日数及其初、终日的时空分布特征。结果表明：41年来,长江三峡库区年平均雷暴日数较多,一般为34～45 d,其中库区西北部和中南部为多雷区;年际变化大,最多年比最少年一般偏多27～61 d;整个库区年雷暴日数的变化均存在不同程度的减少趋势,气候倾向率为 1～7 d/10 a;雷暴出现的季节变化很明显,4～8月为多发时段;雷暴初日库区东部早于西部,终日东西段差别不大;雷暴持续期普遍在195～239 d之间,其中西部持续时间短,东部长;大部地区雷暴初日有推后的变化趋势,推迟速率约2～6 d/10 a;终日有提前的变化趋势,且提前速率为2～4 d/10 a;库区大部雷暴期呈缩短的变化趋势,缩短速率为2～8 d/10 a。     

若尔盖近55年热量资源分析

利用1957～2011 年若尔盖气象观测站的逐日气温资料,分析了该地区日平均气温稳定通过0℃的初日、终日、持续日数、活动积温的年际变化, 对活动积温进行突变检验。研究表明：若尔盖≥0℃的初日提前的趋势并不明显;终日呈显著延后趋势;持续日数呈明显增加趋势。活动积温变化呈十分显著的增加趋势,1997年为积温增加的突变年,1998～2011年是热量和持续日数增加幅度最大的时期。1998～2011年若尔盖≥0℃的各不同保证率对应的持续日数均大于1957～1997年对应的持续日数,即初日提前,终日推迟,活动积温也明显增加     

淮河流域暴雨灾害时空分布及趋势规律研究

选用1958~2007年淮河流域16个地面测站50 a逐日降水观测资料,利用降水距平百分率和线性趋势法以及Morlet小波分析法,对淮河流域暴雨分布的时空规律和波动演化规律进行了研究。结果显示：（1）淮河流域暴雨日数呈现3个阶段,1958~1964年和1994~2007年为暴雨日数增长期,1965~1993年为暴雨日数减少期,且大多数年份正负距平约1~2 a交替出现,淮河流域暴雨日数在进入21世纪以来明显增加;（2）淮河流域6~8月份暴雨量偏多的年份有13次,从20世纪80年代开始洪涝也较为频繁,尤其2000年以后雨量明显增加;（3）Morlet小波的时频变化规律研究显示,淮河流域显示出一定的周期性时间序列,2、5、15、27 a是重要的周期性时序,淮河南北两部分表现出不同的暴雨发展趋势,淮河南部地区是暴雨中心地带,南强北弱的趋势日趋明显     

基于多模式的乌江流域径流对气候变化的响应研究

采用经统计降尺度与偏差订正的4种全球气候模式(GFDL-ESM2M,HadGEM2-ES,IPSL-CM5A-LR和MIROC5)1861 ～ 2005年的历史气候模拟试验和2006 ～ 2018年的RCP4.5情景预估资料,驱动SWAT水文模型,分析了1861～2018年乌江流域气候变化特征及其对径流的影响.同时,采用1861～2018年4种全球气候模式在工业革命前控制试验(piControl)数据,对比分析了"自然"和"人为+自然"强迫下流域气候及径流变化的差异.研究结果表明:(1)1861～2018年乌江流域平均气温呈现显著上升趋势,气温倾向率为0.03℃/10a;降水呈显著下降趋势,降水倾向率为-10.9 mm/10a.流域主要水文控制站武隆站年平均流量呈显著下降趋势,倾向率为-20.8 m3/s/10a;四季平均流量倾向率分别为-10.8、-46.1、-20.1、-5.9 m3/s/10a,均呈显著下降趋势;枯水极值流量倾向率为-7.6 m3/s/10a,丰水极值流量倾向率为-43.5 m3/s/10a,下降趋势显著.(2)"自然"强迫控制试验下,1861～2018年乌江流域年平均气温无明显变化趋势;降水则为不显著上升趋势,倾向率为1.9 mm/10a;年平均流量呈微弱上升趋势,倾向率为0.1 m3/s/10a;四季平均流量倾向率分别为-1.1、-18.6、11.0、8.9 m3/s/10a,春季平均流量不显著下降,夏季显著下降,秋季不显著上升,冬季显著上升;枯水极值流量倾向率为2.5 m3/s/10a,丰水极值流量为-9.5 m3/s/10a,变化趋势均不显著.(3)相对"自然"强迫序列,人类活动引起的气候变化导致1861 ～ 2018年乌江四季平均流量分别减少7.1％、9.7％、8.7％、11.9％;枯水与丰水极值流量分别下降9.3％和5.0％.     

四川盆地夏季一次特大暴雨水汽特征

利用四川省5001站气象资料、全球同化系统(GDAS)资料,NCEP再分析资料,基于拉格朗日混合单粒子轨道模型(HYSPLIT4),分析了2020年8月14～17日四川盆地西部特大暴雨的水汽输送情况.结果 表明:2020年8月14～17日四川盆地特大暴雨存在明显日变化,夜间降水显著,共出现4次峰值.特大暴雨初期水汽主要来自于孟加拉湾,随着降水过程的持续,阿拉伯海东部、孟加拉湾南部及泰国湾的水汽源源不断地向盆地西部输送.定量分析不同水汽源地的贡献可知孟加拉湾的水汽占主导地位,阿拉伯海次之,泰国湾的水汽贡献最低.     

长江中下游地区汛期暴雨频次的时空分布特征

利用长江中下游地区六省一市1960~2003年81个台站汛期（5~9月）逐日降水资料,统计出了不同台站近44年逐年汛期暴雨事件的发生频次,并进行了时空分布特征分析。结果表明：汛期暴雨事件最频发的区域在皖南到赣北一带,而北部的鄂北和皖北是最少发的区域;一致性异常特征是长江中下游地区汛期暴雨事件发生频次的最主要空间模态;汛期暴雨事件发生频次可分为以下5个主要的空间分型：两湖平原型、北方型、长江沿江型、南方型、沿海型;从长期变化趋势来看,两湖平原型、长江沿江型和沿海型暴雨事件发生频次表现为较明显的增加趋势,南方型基本没有长期变化趋势,但有先降后升的特点,而北方型表现为弱的减少趋势;近44年来暴雨事件发生频次各分区的周期振荡不太一致。     

近50多年青海玉树冻土变化特征分析

利用青海玉树县从建站至2009年的冻土观测资料,分析了玉树土壤年最大冻结深度,冻结初、终日,无冻土期变化特征。结果表明：近50多a,玉树县土壤冻结具有明显的季节变化特征,冻结主要出现在10月~翌年4月;6月中旬~9月上旬为无冻土安全期;多年平均无冻土期173 d,80%保证率下的无冻土期为147 d（不足5个月）;玉树土壤年最大冻结深度没有明显的变化趋势,仅呈阶段性变化特征。0~5 cm土壤冻结初、终日没有明显变化趋势,10~30 cm深度土壤冻结初日呈变早、终日呈推迟的趋势。而近50 a玉树冬季平均气温、平均最低气温及年极端最低气温均呈显著上升趋势。由此说明对季节性冻土区的玉树而言,气候变暖并不一定意味着其年最大冻结深度变薄、表层土壤冻结初日推迟、终日提早,土壤冻结深度的变化除与温度有关外可能还受其他要素的影响。该结论与我国部分学者对青藏高原南部冻土研究结论一致     

安徽省霾时空分布特征分析

利用安徽省78个气象台站1971～2010年能见度和相对湿度资料,统计出历年各站霾发生日数并分析其时空分布特征,通过历年霾日数变化趋势、EOF分析等方法对安徽省近40 a霾的气候变化特征进行分析。结果表明：安徽省霾日数存在显著的增多趋势;霾高发期在秋冬季,1月更是一年中霾发生最多的月份;5～6月是霾发生的次高峰,6月的极重霾为全年中最多;白天出现霾的几率高于夜晚,早上8时是一天中最容易出现霾的时刻。安徽省霾年平均日数的空间分布很不均匀,平原多于山区,主要城市及周边地区的年平均霾日数较多,山区很少;沿淮淮北的极重霾日数最多。2007年前后霾的年平均日数达到40 a来的最高值。霾日数EOF前4个模态累积方差贡献为793％,说明安徽省绝大部分地区霾日数随年代的变化都是呈增长趋势;时间系数表现为明显的年代变化,以3～4 a周期震荡增长为主     

桂林毛村地下河水-气界面CO_2通量的变化特征及其影响因素

为揭示不同时间尺度下岩溶区地下河出口CO_2通量的变化特征及其影响因素,本研究采用静态浮游箱-气相色谱法对毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量开展季节性和连续48小时昼夜监测。结果显示:水-气界面CO_2交换通量具有明显的季节性和昼夜变化特征,并且均表现为由水体向大气释放CO_2,呈现出大气CO_2源的特征。在季节性尺度上,CO_2交换通量的变化范围为90.27～406.32 mg·(m~2·h)~(-1),平均值为253.50 mg·(m~2·h)~(-1)。CO_2交换通量的季节性特征表现为雨季大于旱季。在昼夜尺度上,CO_2交换通量的变化范围为46.8～244.45 mg·(m~2·h)~(-1),平均值为137.81 mg·(m~2·h)~(-1)。CO_2交换通量的昼夜性特征表现夜晚大于白天,最高值出现在凌晨0∶00和1∶00,最低值出现在下午14∶00和15∶00。由于毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量受到诸多因素的影响。通过相关分析表明,毛村地下河出口水-气界面CO_2交换通量在季节性尺度下的主控因素为岩溶水体中碳酸的平衡系统,但是在昼夜尺度下的主控因素为局地区域环境参数。     

秦巴山区降雨侵蚀力时空变化特征

降雨侵蚀力时空变化特征的研究对区域土壤侵蚀风险评估及水土保持规划具有重要的意义。利用秦巴山区及周边地区共63个气象站1961~2016年的逐日降雨量数据计算各站的降雨侵蚀力,借助Kriging空间插值法、Mann-Kendall趋势检验、Pettitt突变检验等方法分析了秦巴山区降雨侵蚀力的时空变化特征。结果表明：秦巴山区年均降雨侵蚀力为3 696 MJ·mm/(hm²·h·a),年内变化呈单峰型,7月最大,占全年的26.6%;四季中,夏季最大,冬季最小。代际间,20世纪80年代的降雨侵蚀力最大,90年代最小。年际间,年降雨侵蚀力存在明显的阶段性,但未表现出显著的趋势性和突变性特征。秦巴山区多年平均降雨侵蚀力呈南高北低的分布格局,不同地区年均降雨侵蚀力变化于787~8 858 MJ·mm/(hm²·h·a)之间;整体而言,年降雨侵蚀力随纬度增加而减小,随海拔升高而减小。     

近50年安徽省双季稻安全生产期变化特征

为进一步了解安徽省双季稻安全生产界限温度日期变化特征,以安徽省22个双季稻生产市(县)气象观测站1961～2017年日平均气温为基础,采用线性趋势法和Mann-Kendall非参数检验法,分析了安徽省沿江双季稻区早稻安全播种期、移栽期和晚稻安全齐穗期、成熟期及双季稻安全生长期日数、积温变化特征。结果表明:近50年安徽省沿江地区早稻安全播种期呈显著提前趋势(P<0.05),其中薄膜育秧平均提前1.8 d/10 a,露天育秧提前1.5 d/10 a;早稻安全移栽期呈极显著提前趋势(P<0.01),平均提前2.5 d/10 a;晚稻安全齐穗期、成熟期推迟趋势不显著(P>0.05);安全生产期日数和积温增加显著(P<0.01),平均增幅分别为2.6和62.7℃·d/10 a。安全生产期日数和积温增加对双季稻种植和品种选择具有积极作用,但晚稻采用直播、机插等栽种方式有遭遇低温冷害的风险。     

中国东部夏季暴雨事件空间形态变化规律初步分析

基于1961~2010年逐日0.25°经纬度网格分辨率的降水再分析资料,将中国东部分为南部、中部和北部3个区域,以暴雨斑块表征空间上相对独立的暴雨事件,利用景观格局分析方法研究了各区域夏季暴雨事件空间形态变化规律。主要结论如下：(1）各区域空间上相对独立的暴雨事件出现频率与其个数呈反向变化,随日暴雨事件面积指数平均值和合计值增加,其出现频率呈幂指数形态下降;(2）中部区域（北部区域）在6月下旬至7月上旬（7月下旬）暴雨事件最多,在夏季前期（夏季后期）中部区域（北部区域）暴雨事件面积指数最大;(3）南部和中部区域从1990s开始进入暴雨覆盖面积偏大时期,其主导因素是暴雨事件频数增多,北部区域在2000s进入暴雨覆盖范围偏小期的主要影响因素是相对独立的暴雨事件覆盖面积变小。所得结论进一步深化了对我国东部暴雨事件演变规律的认识,在洪涝灾害防御和水资源管理工作中具有较好的应用前景,分析方法可供类似研究工作借鉴。 关键词： 暴雨;中国东部; 形态变化; 夏季     

喀斯特生态环境治理下土壤保持功能对石漠化的响应机制

喀斯特地区土壤保持功能是衡量石漠化生态治理成效的重要手段之一,基于InVEST模型,利用"3S"技术对2005、2010、2015年的关岭-贞丰花江示范区的石漠化进行解译,研究石漠化与土壤保持量两者的响应机制。结果表明:(1)2005～2015年石漠化程度总体减缓,面积由3 773.56 hm~2减少至3 474.23 hm~2,土壤保持总量相继上升,从29.29万t提高至37.29万t,2005～2010年单位面积土壤保持增量集中在6～30 t·hm~(-2)·a~(-1),后五年增量在0～6 t·hm~(-2)·a~(-1)。(2)由于土地利用方式、坡度、土层厚度等差异,土壤保持功能并未呈现简单式下降,而是表现为强度中度、轻度潜在、非喀斯特无石漠化。其中轻度与潜在差值最大,可达5.53 t·hm~(-2)·a~(-1),说明了潜在石漠化是今后治理的重点。(3)2005～2010年石漠化恢复型土壤保持增量为10.27 t·hm~(-2)·a~(-1),由于土地利用方式的转变以及治理时效性在2010～2015年降低为3.01 t·hm~(-2)·a~(-1)。稳定型石漠化变化土壤保持变化最为平稳,强度石漠化减缓区土壤保持功能上升快,轻度最为平缓,表明了治理期长且需循序渐进。因而,在治理过程中需考虑不同等级石漠化具有的土壤保持功能特性及其恢复的时效性。     

川西北高原畜牧业界限温度日期及资源的变化特征

利用川西高原31个气象观测站1961~2012年的观测资料,采用线性趋势法、Mann-Kendall突变检测法和Morlet小波分析方法,详细分析了川西北高原畜牧业界限温度0℃初日、5℃终日及0℃初日至5℃终日之间畜牧气候资源的变化特征。结果表明:(1)川西北高原稳定通过0℃初日及5℃终日在区域上有很大差异,主要受海拔高度、纬度的影响。(2)畜牧气候资源的年际变化总体呈增加趋势,但区域变化不均;(3)各要素年代际变化不同,积温在各个年代都比前一年代增加,而日照时数则呈现出一增两减一增的趋势,降水量的年代际变化型式与日照相反,呈现一减两增一减的趋势;(4)各因素突变特征明显,突变的时间主要出现在20世纪80年代,不同因素的突变类型不同;(5)畜牧业气候资源存在明显的周期性变化,各要素变化周期长短不一致,尤其是降水量以4a左右的短周期振荡为主。     

未来30a凉山州水稻盛夏低温危害风险分析

根据(BCC)气候系统模式第五阶段试验计划(CMIP5-RCP6.0)预测的2006~2050年各格点逐日平均温度,通过订正反演出2021~2050年凉山州各站点逐日平均温度,结合凉山州不同区域水稻抽穗杨花期低温指标,统计了各站水稻盛夏低温频次、水稻安全播种期、安全齐穗期以及安全生长季差,构建了水稻盛夏低温危害风险指数I=exp(Id+ip-2),并以此进行低温危害风险的区域划分,结果表明:(1)凉山州水稻盛夏低温频次为0.1~3.0次/a,在区域和年际之间差异很大;(2)与近30a比较,凉山州水稻安全播种期普遍提前10 d左右,提前最多的达20 d以上。安全齐穗期只有少数站点推迟,大多数站点都有提前的趋势;(3)海拔1 500 m以下为无风险区,1 500~2 000 m的区域为低风险区,2 000~2 500 m为中风险区,2 500~2 600 m为高风险区,分区结果与实际情况相符,为凉山州未来水稻生产布局、应对气候变化的影响提供科学依据。     

武汉市典型绿地植被类型对表层土壤入渗和持水性能的影响

合理的绿地植被建设和管理是提高城市蓄水能力和减少城市内涝的重要途径。该文以武汉市城区8种代表性绿地植被的表层土壤为研究对象,通过测定土壤理化性质和水力学特征参数,量化了不同类型绿地植被对表层土壤水分入渗和保持性能的影响,并揭示了土壤理化性质对其影响的机制。结果表明：不同植被类型表层土壤水分入渗性能和持水能力差异显著,天然香樟林、玉兰园、桂花园和牡丹园具有较好的入渗性能,表现为较高的饱和导水率（179.70~441.69 cm/d）,其次是人工草坪（31.53~126.60 cm/d）,而樱花园、梅花园和桃李园的入渗性能最差（22.40~57.99 cm/d）。天然香樟林土壤持水能力最强,表现为最高的田间持水量（0.315~0.336 cm³/cm³）和最大有效含水量（0.170~0.177 cm³/cm³）,其次是玉兰园、桂花园、牡丹园、梅花园和桃李园,持水量、有效含水量分别为:0.241~0.289 cm³/cm³,0.144~0.182 cm³/cm³,而樱花园和草坪的持水能力最弱（0.209~0.254 cm³/cm³,0.139~0.165cm³/cm³）。土壤饱和导水率与总孔隙度、非毛管孔隙度呈显著正相关关系,与容重呈显著负相关关系。而容重、总孔隙度、砂粒和粘粒含量是影响土壤水分特征的主要因素。可以通过乔灌木林下种植草本植物、减少人为践踏,以及适时翻耕等方式提高绿地土壤的入渗与保水能力,进而提高其降雨存蓄功能,减少城市内涝。