基于EOS/MODIS数据的近10a青海湖遥感监测

选取青海湖周边地区气候资料及青海湖近10 a MODIS遥感资料,通过分析水体面积和水位、 年均气温和年降水量的变化揭示青海湖面积的变化趋势。对青海湖近10 a遥感监测以及青海湖周边地区气候要素的分析研究结果表明:在2001-2010年10 a来青海湖周边地区年平均气温显著增加,平均每年升温0.12℃,年降水量在波动中呈上升趋势。青海湖水位虽然在近50 a内持续下降,而在2001-2010年呈现逐年增加的趋势,且增加趋势非常明显。从MODIS遥感资料对青海湖10 a来4月和9月的湖水面积监测结果显示,4月和9月青海湖面积在2001-2010年呈现波动上升趋势,且与4月和9月的水位呈极显著相关关系,相关系数分别为0.818和0.875(P<0.05)。近年来由于气候变化导致的青海北部一些地区降水量增多或气候变湿,而暖湿型的气候导致的降水量增多最终可能是水位升高的主要原因,且这种气候变湿的趋势使10 a来青海湖面积增大趋势明显。     

2005年以来青海湖水位持续回升的原因分析

地处干旱-半干旱过渡带的青海湖现代和历史时期生态环境变化一直受到关注,特别是2005年以来水位和湖面的逆转回升促使我们重新审视全球变暖情形下我国北方气候和环境的变化及其趋势。本文利用高分辨率的河水化学、（次）降水量和径流量等数据,探讨了2005年以来青海湖湖水的来源和水位持续回升的原因。结果表明,1959年以来青海湖水位的变化与降水量和径流量紧密相关;近些年的持续回升则主要取决于全球增暖情形下区域夏季降水强度和降水量的同时增加,地表径流和/或地下水补给起着一定作用,而冰川融水的贡献则十分有限。我们认为2005年以来青海湖水位持续回升是全球增暖情形下区域降雨模式的改变、降水量和径流量增加,以及流域植被生态改善的综合效应。     

近60 a北方沿海城市人居环境气候舒适性评价——以辽宁省为例

我国北方沿海地区一直被认为是人居环境气候舒适性最佳区域之一。以辽宁沿海城市为例,利用1951-2010年气候资料,在分析区域气候变化特征的背景下,选用人体舒适度评价人居环境气候舒适性,并探讨其影响因素。结果表明:①近60 a来,该地区气候变化基本特征呈明显的升温趋势,降水、风速和相对湿度则为下降趋势,各气象要素在1960-1980年时段分别发生明显的突变;②一年中的4-10月属于感觉舒适状态,其中6-9月为最舒适月份,大连市是辽宁沿海人居环境气候舒适性最好的城市;③气温和风速是影响辽宁沿海城市气候舒适性的主要因素,R/S分析预测表明未来气温将继续升高,降水量和相对湿度及风速将延续现有的减少趋势,人体舒适度指数将继续升高,四季气候舒适性将发生改变。鉴于城市发展、气候变化和人居环境气候舒适性之间的相互作用关系,未来应当积极应对全球气候变化,并减少人类活动对气候的影响。     

豫西山区降水与气温的波动规律研究

根据豫西山区4个国家地面气象观测站1957—2008年的降水和气温数据,运用小波分析和统计分析相结合的方法研究了该地区降水和气温的多时间尺度波动特征。研究结果表明:①近50 a来,豫西山区的年降水量和年均气温均具有复杂的多时间尺度特征,年降水量在4 a和14 a尺度上的周期性波动特征较为明显,而年均气温在8 a和14 a尺度上的周期性波动特征较为明显;②近50 a来,豫西山区的年降水量和年均气温虽然具有明显的周期性波动,但是,使用白噪声功率谱进行显著性对比检验得出的结果表明,它们的主周期的显著性水平普遍较低,可以认为基本属于随机性波动;③近50 a来,在4~12 a的尺度上,豫西山区的年降水量和年均气温具有极显著的负相关性,而且预计未来几年该地区仍然可能延续2006年以来气温偏高降水偏少的气候特征;④小波分析和统计分析都属于经验诊断的范畴,对分析过去气候要素变化的多时间结构特征具有较好的效果。但是,由于它们不涉及因果机理,因此要想准确地预测未来的气候变化趋势,还必须对气候系统当中的复杂变化过程开展深入的机理研究。     

异龙湖水质及水生生态系统演变趋势

云南高原湖泊为社会经济发展提供了重要的淡水资源与生态系统服务功能,然而流域开发的持续与气候极端事件的频发导致了包括异龙湖在内的大中型湖泊出现了水质恶化、藻类暴发与生态环境功能退化。根据1980-2015年35 a的水质监测数据,利用综合营养状态指数(TLI)对异龙湖水质营养状况变化趋势与生态系统响应特征进行评价分析。近35 a来,异龙湖长期处于富营养化过程,水质营养状态可为3个主要阶段。1980-1994年湖泊水质营养状态呈现波动上升趋势,主要是流域农业面源输入造成的;1994-2010年富营养化趋势有所减缓,可能与期间跨流域引水对湖泊营养盐的稀释有关;但2010-2015年又开始明显加剧,主要是流域社会经济持续快速发展造成的工业污染、农业面源污染及湖内沉积物营养盐释放造成的。自1980年以来,异龙湖的水生生物发生了结构性变化,生物多样性丧失严重,主要受湖泊富营养化程度驱动,同时气候变化特别是极端干旱事件对水生生态系统的影响也不可忽视。     

气候变化对澜沧江-湄公河上中游径流的影响研究

将区域气候模式RegCM3与水循环模拟模型WACM进行单向耦合,对澜沧江-湄公河流域未来气候变化和流域上中游主要控制水文站径流响应进行了模拟和分析。区域气候预估表明,相对于现状(1980—2009年),A1B情景下未来(2010—2039年)流域年平均温度和降水均有增加趋势,分别增加了0.65 ℃和1.87%,但降水增加不明显;流域北部温度增幅比南部明显,而降水区域差异较大,变化较为复杂。径流模拟结果表明,未来气候变化情景下,清盛和琅勃拉邦站多年平均径流量与天然情景相比均有减少趋势,分别减少了1.23%和3.69%,但变化不明显;未来径流年际变化呈不显著的减少趋势,而温度变化对径流影响作用要强于降水;未来春季和夏季(3—6月)径流增减相对明显,局部区域有洪涝和水文干旱的风险,而其它月份径流变化不显著。     

1960-2009年石羊河流域气候变化及极端干湿事件演变特征

利用石羊河流域4个气象站1960-2009年逐日气象资料,应用FAO Penman-Monteith模型、相关分析等方法分析石羊河流域气候变化特点。结果表明:①1960-2009年气温、降水及湿润指数均在波动中呈较明显的增加趋势,气温、降水和湿润指数变化倾向率分别为0.338 ℃/10 a、4.791 mm/10 a 和0.006/10 a, 1960年代-2000年代石羊河流域经历了相对冷干-冷湿-暖湿3个阶段,暖湿化趋势明显;②冬季是暖湿化趋势最明显的季节,其次是秋季;③从上游向中下游多年平均湿润指数逐渐减少,湿润指数离散程度由小变大,湿润化速度由快变慢,而增温速度大体上存在逐渐增加的趋势;④1960-2009年石羊河流域极端干旱事件频率在波动中呈减少趋势,极端湿润事件频率却在波动中呈增加趋势,1960年代和1970年代是石羊河流域极端干旱事件持续频发的年代,上中下游不同地区极端干湿事件持续频发的时间存在差异。降水和风速是影响极端干湿事件变化的主要气象因子。在全球变暖背景下,石羊河流域干旱的气候环境有一定的改善。     

青海湖流域生态环境保护与经济社会可持续发展对策

青海湖流域在青海省经济社会发展中起着特殊的地位和作用。文章立足于青海湖流域生态环境现状和水位下降、湿地萎缩、草场退化、水土流失、沙漠化加剧及珍稀濒危野生动物濒临灭绝等主要环境问题,分析青海湖流域生态环境保护和可持续发展的重大意义。提出青海湖流域生态环境保护与经济社会可持续发展对策,即青海湖流域生态环境保护和经济开发有机地结合在一起,正确处理好流域经济发展和生态保护的关系,使经济效益、社会效益和生态效益达到最优化和持续化。     

达里诺尔湖近2400年以来Hg元素含量变化及环境意义

汞（Hg）元素作为一种全球性循环元素,对环境的影响正逐渐成为人们关注的焦点之一.为揭示寒旱区达里诺尔湖沉积物的Hg污染历史及人类活动对湖泊沉积物中Hg污染的影响,通过采集湖泊沉积物岩芯（编号DL1）,在建立DL1岩芯沉积地层年代框架的基础上,结合沉积物粒度特征、总有机质（TOC）含量等指标参数的变化,对DL1岩芯记录的地质历史上的Hg含量变化特征及环境意义进行了综合分析.结果显示,沉积物记录的Hg元素污染具有明显的阶段性变化特征：2400~1400 cal.a BP,Hg含量呈逐渐降低趋势,期间降水量呈逐步减少趋势,区域气候显著干旱;1400~200 cal.a BP,Hg含量相对稳定,呈小幅度波动变化,对应了区域气候的干-湿交替;近200 cal.a BP以来,Hg含量明显增加,这可能是受人类活动影响的结果.整体上,地质历史上DL1沉积物中Hg含量变化受气候干冷-暖湿交替周期性变化影响较大.而近200 cal.a BP来Hg与TOC等指标间显著正相关,则显示了沉积物中有机质可能吸附了大量的Hg元素,使其呈顶端富集趋势,进而对湖泊水生态环境造成影响.     

近40a来博斯腾湖水资源遥感动态监测与特征分析

湖泊水资源变化记录了气候变化和人类活动对区域水文过程的影响,及时、准确地获取湖泊的水资源变化信息,对认识区域乃至全球环境演变具有重要的参考意义。文章通过多源遥感数据,宏观、动态地监测了近40 a来博斯腾湖的面积、水位和库容等水文信息,分析了时间动态变化过程与演变特征。研究结果表明:在人类活动和全球变化的共同作用下博斯腾湖水资源总体呈现减少趋势,变化过程呈现波动性,依次可将整个变化过程可分为3个阶段。11972—1990年,博斯腾湖处于萎缩阶段。这一阶段湖泊面积持续萎缩,水位持续下降,水量持续减少,1990年最低水位1 045.32 m,湖泊面积为908.12 km2。21990—2002年,博斯腾湖处于显著扩张阶段。这一阶段湖泊经历了水位上升、面积增大和水量增多,其中2000年达到了峰值,此时湖泊最大面积为1 210.68 km2,湖泊最高水位为1 048.5 m,湖泊蓄水量约为90×108m3。32002—2010年,博斯腾湖处于持续萎缩阶段。博斯腾湖的水位、水量和面积呈现持续下降的趋势,2009年湖泊水位较2002年约下降了3.3 m,水资源总量减少了约38.56%。这一变化特征是一定时期内区域水资源补给平衡的结果,其变化原因既有气候波动的因素,也有人类活动的影响;但是在短期内,博斯腾湖水资源主要受到人类活动的影响。     

中国近半个世纪地面太阳总辐射时空变化特征

论文利用近半个世纪(1961-2009年)全国58个气象站的地面太阳总辐射观测资料,采用线性倾向估计、小波分析和Mann-Kendall检验等方法,分析了近50 a来全国及区域地面太阳总辐射的年际、季节长期变化趋势特征、年代际距平、周期和突变点。结果表明:全国58个站点地面年太阳总辐射的长期变化趋势主要呈变化不明显和下降明显,分别占总站点数的50.0%和46.6%,且具有一定的气候地带性和局地差异。省级大城市的站点中,下降明显的站点约占该类站点数的三分之二,而其他城市以变化不明显的站点居多。从年代际距平看,在20世纪60年代和70年代,呈上升趋势的站点占总站点数的比例分别约为80%和50%;在80年代,以下降的站点居多,占80%以上;90年代至今,以下降趋势的站点居多,约占50%,但有30%左右的站点为上升明显。从季节的长期变化趋势看,除冬季以下降明显为主以外,春、夏、秋季均以变化不明显为主。从变化周期看,年际周期为6~9 a,年代际周期为10~13 a和20~23 a,但其周期在各气候带有异同。发生突变的时间也具有一定的地带性,各带突变时间有差异。     

全球变化背景下安徽近55 a气温时空变化特征

基于安徽省80个气象站的月值气温观测数据,采用线性倾向率、Mann-Kendall突变检验、小波分析和R/S分析等数理统计方法,研究多时间尺度下的气温变化特征。结果表明:1)近55 a安徽省气候呈现明显的暖化趋势,年均气温及春、秋、冬季气温均呈明显上升趋势,其中春季升温幅度最显著,年平均气温在20世纪90年代波动幅度最大;2)年平均气温在1996年发生了突变,与突变前相比,突变后的平均气温增加了0.82℃,年平均气温发生了较大的变化,增暖趋势显著;3)近55 a安徽省年平均气温的变化主要存在5~8 a和10~15 a周期振荡,由小波方差图可以确定年平均气温存在6 a和11 a的主周期;4)安徽省年及四季平均气温的Hurst指数都大于0.5,表明存在显著的Hurst现象,即在不同时间段,该地区的气温时间序列大体上延续历史变化趋势,说明近55 a来安徽省的气温变化存在趋势性成分。春季和冬季Hurst值最高,表明与其他季节相比,春季和冬季的增温持续性最强,是年平均增温的主要贡献者。     

Adaptation strategies of climate variability impacts on alpine grassland ecosystems in Tibetan Plateau

Northern Tibet is the headstream region for the Yangtze, Salween River, Mekong River, and numerous other inflowing rivers and high mountain lakes. Sustaining the environmental conditions in the region is of vital importance for Tibet and the whole of China. The alpine grassland ecosystem in Northern Tibet is the most important ecosystem and extremely sensitive to climate change and human activity. In this study, we analyzed the characteristics of climate variability based on observed meteorological data and future climate scenarios, and reviewed the impact of climate variability and to explore adaptation strategies of alpine grassland in Northern Tibet. The result showed that the annual mean temperature has increased by 0.31 °C·10a^?1 while the annual total precipitation has increased by 14.6 mm·10a^?1 with high inter-annual and inter-seasonal fluctuations in Northern Tibet from 1961 to 2008. The rising trends of temperature and precipitation would be continued and the aridity indices showed a decreasing trend in the future, which potentially predicts that the climate in Northern Tibet becomes warmer and dryer. The climate variability results the melting of glaciers, the expansion of inland high mountain lakes and the negative impacts on alpine grassland in recent years. In order to adapt to such possible future climate changes, the alpine grassland water-saving irrigation was recommended as key adaptation measure and also rational grazing management, alpine grassland fencing and artificial grass planting were selected as adaptation measures, to lower the negative impacts of climate variability on the alpine grassland ecosystem in Northern Tibet.     

近30年黄河流域降水量的时空演变特征

利用中国气象局和黄河水利委员会近30年269个观测站的降水资料,采用光滑薄面样条插值法对黄河流域各月及年降水量进行插值,在ArcMap/ArcInfo中进行图象处理和分类,完成了1km×1km栅格降水的空间化,在此基础上分析了降水的空间分布。利用GIS软件编程实现了Mann-Kendall非参数统计法与空间化技术的结合,生成了各月及年降水在空间上随时间的变化趋势图。结果表明:27年来,流域总降水量呈下降趋势,空间上表现为北半部以增加为主,南半部以减少为主。各月间差异很大,在秋冬季节,以下降趋势为主,部分地区达到显著;春夏季节除少数月份外,大部分地区降水量有不显著的增加趋势。全年降水呈下降趋势的月份占多数,但主要集中在降水较少的秋冬季节,呈增加趋势的月份集中在雨水充沛的春夏,这种变化趋势使得降水的分布更加不平衡,表现为秋冬季的降水减少,而雨水较多的5～7月降水有微弱的增加趋势。     

近五十年来赤峰气候变化及其对生态环境的影响

利用赤峰地区近五十年来气温、降水等资料,分析了赤峰地区近五十年来气候的变化趋势,探讨气候变化带来的生态影响。结果表明:赤峰地区20世纪80年代以来进入变暖期,强对流天气频率加大,多暴雨暴雪,出现气候的不稳定性。年平均气温有所上升,主要表现为冬季平均气温上升。从不同层面分析气温、降水、日最高温度、最低气温、平均温度的变化,以及它们对水资源、土壤、植被、农业生产等生态环境的影响。为实施宏观决策、保护环境、利用气候资源等提供科学依据。     

乌伦古湖水量与水质变化特征及其环境效应

于2008年对乌伦古湖开展了湖泊水质水量及水生物资源的综合调查,获取了湖泊水量与水质的基本数据。在此基础上,根据湖区气候变化以及人类活动的特征,将乌伦古湖的变化归纳为4个时期:1956年以前为第一个时期,湖泊基本处于自然演化状态,湖泊的水位波动主要受气候变化影响,乌伦古河为主要补给河流;第二个时期为1956年至1970年,人类活动强度快速增加期,流域开发耗水,入湖水量减少,湖泊水位持续下降;1970年到1995年为第三个时期,在此期间,人类活动除了流域开发耗水有所增加外,乌伦古湖的水位波动主要与人类在湖区开渠建坝等活动有关;第四个时期为1995年以来,湖泊变化相对稳定,水利工程运行平稳且气候较为适宜,湖泊变化转入稳定期。然而,近年来,由于气候和人类活动的影响,湖泊处于较强烈的不稳定阶段。     

基于EMD的河北省粮食产量波动及其成因的时空多尺度分析

论文利用经验模态分解(EMD)方法对1978年以来河北省粮食产量波动及其成因进行了时空多尺度的分析。从粮食产量波动的趋势量分布来看,1978年以来河北省粮食产量不断增长,但是20世纪90年代后期粮食增长停滞,且有下降趋势。EMD分解结果表明：河北省粮食产量存在4年、6年及11年左右的准周期波动,并以4、6年左右的周期波动为主;在对河北省4个国家二级生态类型区进行EMD分解时发现,Ⅵ₁辽吉西蒙东南冀北山地区与Ⅱ₂冀鲁豫低洼平原区是粮食产量4年左右周期波动的控制地区,而Ⅱ₁燕山太行山山前平原区与Ⅱ₂冀鲁豫低洼平原区,是河北省粮食产量6年左右周期波动的主要控制地区;在对粮食单产和粮食播种面积两个影响因子进行EMD分解时发现,粮食单产是粮食产量4年左右波动的主要控制因子。同时粮食单产也是1978-1993年时段粮食产量6年左右波动的主要控制因子,粮食单产和粮食播种面积的波动叠加交互作用控制着1993-2005年时段粮食产量6年左右波动的变化。对两个尺度的周期性波动分析发现,河北省粮食产量波动幅度近年来不断增加,这将给河北省的粮食供需关系带来巨大的压力。研究的时空分析结果为保证粮食稳定生产具有重要的指导意义。     

未来气候情景下中国亚热带地区柑桔气候风险度变化

选取中国亚热带地区273个气象站点1961-2005年逐日气象资料,结合IPCC SRES A2情景下未来亚热带地区温度、降水模拟数据,综合考虑柑桔气候适宜性水平及其变率变化,构建柑桔的风险度模型,对未来中国亚热带地区柑桔气候风险性变化进行了研究。结果表明,中国亚热带地区柑桔风险度出现了不同速度和形式的趋势性变化,近46 a来,柑桔气候风险度有逐渐增加的趋势,尤其以20世纪80年代初以来增加最快;同时中国亚热带地区柑桔生产的气候风险性对全球气候变化的响应也存在着区域分异性,中国亚热带柑桔气候风险在其北部边缘地带和西部高山地区风险度是降低的,在中部和南部风险度是升高的,尤其以中部地带升高最快。     

气候变化对阿克苏河流域径流过程的影响

结合阿克苏河源流山区两气象站以及出山口两水文站近50 a的气象、 水文实测资料,运用非参数Mann-Kendall单调趋势检验、 突变检验、 方差分析外推、 R/S分析及周期性叠加趋势模型等方法,分析了阿克苏河源流区气候及径流变化的趋势和周期,并予以预测,探讨了气候变化对径流的影响量。结果表明:阿克苏河源流区气温、 降水量及径流量皆呈显著增加趋势,且分别在1989、 1985和1993年发生了显著的增多跃变;气候因子与径流量的Hurst指数均大于0.5,表明其未来仍将保持增加趋势,在2010-2016年径流量的相对最大值和最小值将分别为91.822×10⁸ m³(2014年)和83.43×10⁸ m³(2011年);阿克苏河径流量在整个时间序列存在25 a的准周期,但在突变前以17 a周期为主;气候变化使得阿克苏河源流在1994-2007年增加了224.97×10⁸ m³的来水量,年增加量的最大、 最小值分别出现在2003年和2004年。