基于高分辨率格点观测数据的青藏高原降水时空变化特征

基于青藏高原地区1961-2010 年高分辨率的逐日降水格点资料,按多雨区、相对少雨区、相对多雨区、少雨区和干旱少雨区选取青藏高原8 个研究区域。对近50 a 青藏高原年和季节降水量的分布形式以及变化趋势进行了分析。结果表明:青藏高原平均年降水分布不均匀,存在区域差异,呈现出由其东南部向西北部递减的分布形式。且同时存在季节差异,夏季降水最多,其次是春季和秋季,冬季降水最少。其中夏季降水分布形式与年降水分布形式对应较好;其他季节降水普遍集中在高原南部、东南部以及西南部。年降水变化以102°E为界,以东降水逐年减少,以西增加。季节降水变化趋势存在明显的区域和时域差异,在降水量较大的季节和区域,其降水增加趋势相应较大,反之较小。四季中除了夏季位于高原中东部较大范围的降水减少区以及冬季拉萨地区附近的两个降水减少中心外,其他地区各季节都表现出降水增加的趋势。     

历史传染病疫情的环境与气候特征初探及对新冠肺炎疫情的思考

新型冠状病毒肺炎（COVID-19,简称“新冠肺炎”）疫情的暴发与流行对人类社会安全造成严重危害,同时也考验着世界各国公共卫生系统应对大型突发性传染病的防控能力.对历史传染病疫情暴发和流行的环境与气候特征进行总结,对于新冠肺炎疫情的科学研究及防控具有重要的参考价值.结果表明:①历史上人际传播的冠状病毒科、正粘病毒科传染病多暴发于北半球亚热带季风气候地区及冬春季节,而黄病毒科传染病多暴发在热带地区及高温多雨的夏秋季节.②全球变暖和极端天气催生影响传染病的暴发及传播.③人类对生态系统平衡的影响,迫使病毒宿主栖息地迁移和不同病毒宿主聚集,增加病毒变异概率和传染病暴发风险.在此基础上,提出了对新冠肺炎疫情的思考,认为适宜的气候因素可能利于疫情的暴发与流行,而热带国家疫情的暴发则说明需要重新审视气候、环境条件及生态因素对新型冠状病毒的影响.研究结果将为新冠肺炎疫情的防控和未来传染病疫情的预测及阻断提供参考和借鉴.      

中国北方冬小麦的水分亏缺与气候生产潜力--近40年来的动态变化研究

基于辨识自然条件下的水分对北方半湿润半干旱地区冬小麦气候生产潜力的影响,采用“逐步订正法”分别计算了光合、光温和气候生产潜力,并进行了评估。从水分平衡角度,采用新颖的数理模式构建了估算气候生产潜力的水分订正函数,其中冬小麦需水量采用FAO最新推荐的Penman-Monteith公式,供水量采用新近研制的降水量和土壤有效底墒模式。计算了本区78个站点近40年(1961～2000年)逐年的气候生产潜力,分别以相对变率、变异系数以及由水分亏缺引起的减产率和水分亏缺率等为指标,分析了近40年中国北方冬小麦水分与气候生产潜力的动态变化。结果表明,由于底墒水约占冬小麦全生育期需水量的20％～30％,对气候生产潜力的贡献较大,相应地,计算得到的冬小麦气候生产潜力比以往一些结果高出约20％～30％,这对评估气候生产潜力有重要意义。在生产潜力动态变化方面,由于降水变率大,使得气候生产潜力的时空变化大于光合和光温生产潜力的时空变化,而且在河北(包括津京地区)和山东两省,水分具有由南向北、由东向西减少的趋势,陕西、山西和河南三省水分有由南向北减少的趋势,使得各项指标的变化均有与此基本相应的变化趋势。     

基于综合观测的中国中东部地区一次严重污染过程分析

利用寿县国家气候观象台GRIMM80颗粒物监测仪、Aurora3000浊度计等探测的气溶胶浓度、大气散射系数分析了2018年1月中国中东部地区发生的一次严重污染过程.利用Airda微波辐射计探测的近地层温湿廓线数据,结合地面常规气象观测资料及EC再分析资料,探讨了此次污染过程形成、短时消散及清除的气象原因.结果表明：与历史同期相比,500 hPa极涡较浅、经向环流减弱;850 hPa西南气流强盛,中低层水汽充足加剧污染.污染发生于冷空气间歇期.在此污染过程中,地面平均风速为1.5 m·s^-1,日均日照时数为0.1 h,相对湿度为91.2%,高湿、小风、多云寡照不利于污染水平扩散.1月18-22日边界层持续存在多层逆温,第一逆温层基本多为贴地逆温,逆温高度低于200 m,近地层大气比湿超过5 g·kg^-1,最大值高于7 g·kg^-1.在此期间出现两次空气质量短时段好转,这主要源于对流层中低层转为西北风,900 hPa以下聚集相当位温（Q_e）低于288 K的浅薄冷空气堆,导致贴地逆温层消失地面污染被稀释.但两次弱冷空气没有打破边界层内有利于污染聚集的逆温、高湿结构,地面气团温度露点差无明显变化.23日较强冷空气使高空干洁大气入侵近地层,850 hPa以下Q_e<284 K,表明地面污染气团被置换,污染过程结束.     

黄河下游历史泥沙灾害的宏观特征及其与流域因素及人类活动的关系（I）—历史气候及植被因素的影响

以历史上黄河下游的决溢频率为泥沙灾害的代用指标,研究了黄河下游历史泥沙灾害的宏观特征。研究表明,气候因素对黄河下游决溢频率有深远的影响。隋唐以前,天然植被尚未遭到显著破坏,当湿润指标增大时,有利于植被的生长,故黄河下游决溢频率减小。10世纪以后,二者的关系与此相反,当湿润指标增大时,决溢频率也增大,反之亦然。每世纪大旱年频次与每世纪决溢频次之间呈明显正相关,说明目前受到各方面广泛关注的黄河下游“小水大灾”现象,在历史上已经存在。干旱时期中,河槽萎缩,一旦在大水来临,很容易发生决溢。以华山松树木年轮指数为气温的代用指标,研究了气温变化与决溢频率变化的关系。结果表明,在50a的尺度上,当气温降低时,决溢频率增大,反之亦然,人类活动是影响黄河下游泥灾害的重要因素。     

宁夏大雾的气候特征及变化

选用1961～2004年宁夏19个主要站逐日大雾天气现象观测资料,分析了宁夏大雾的空间、时间分布气候特征和大雾气候变化的事实。宁夏大雾空间分布为南部多中北部少,高山、城市多,其他地区少;时间分布为夏、秋季节多,冬、春季节少且大雾日数月季分布存在地域差别,北部引黄灌区季节变化差异明显,中部干旱带不明显,南部山区季节变化曲线有两个峰值,分别在春季的3月和整个秋季,春末夏初大雾日数最少。宁夏年大雾日数突变特征不明显,在1961～1995年存在8年左右周期,1995年以后有4年左右的周期变化,目前处在一个相对偏多的阶段。宁夏大雾局地特征十分明显,不同地区大雾日数年变化差异较大,但大雾日数年代际变化特征不明显。     

天津植被指数对气候因子响应的敏感性分析

探索植被覆盖与气候变化相互关系是全球环境变化研究领域的重要内容之一,研究特定区域植被对气候变化响应特征对植被重建和生态恢复具有重要意义。然而,目前植被对气候因子响应的敏感性研究还十分缺乏。利用1982—2003年8km×8km的NASA/GIMMS半月合成的归一化植被指数（NDVI）和同期气候数据,研究了天津地区NDVI对气候因子响应特征及其敏感性。结果表明：植被NDVI与气温及降水均有显著非线性正相关关系（P〈0.0001）;在半月平均气温低于0℃时,植被NDVI与气温没有显著性相关,而从气温高于0℃,一直到高于22℃,NDVI与气温的关系均达到显著性水平（P〈0.05）,但相关性是逐渐降低的;当半月平均气温高于23℃及以上时,NDVI与气温没有显著的相关关系（P〉0.05）;当半月降水量〉0mm时,NDVI与降水存在极显著正相关关系（P〈0.0001）,随着降水量的增加,相关关系减弱,在降水量大于50mm时,NDVI与降水没有显著相关关系（P〉0.05）;研究结果证实,天津地区植被指数对气候的响应存有明显的非线性特征,在低温和低降水量条件下植被的响应更为敏感,23℃和50mm分别是该地区影响植被生长的气温和降水阈值。结合1982—2003年逐半月气候条件分析发现,气温的影响主要是春、秋两季,而降水的影响主要表现在春、秋及夏初。     

北京市土壤风蚀扬尘排放因子本地化

土壤风蚀扬尘源是细颗粒物(PM_2.5)的来源之一,对比国内典型省市扬尘源排放清单,发现土壤风蚀扬尘源对本地扬尘源PM_2.5排放清单的贡献率最大差别为4个数量级.本研究改进一种土壤风蚀扬尘排放因子公式及参数值确定方法,利用遥感影像、中国土壤数据集和各区气象数据,分别获得北京市平原区植被覆盖因子(V)、土壤风蚀指数(I)和气候因子(C)空间分布,并估算土壤风蚀扬尘PM_2.5排放因子空间分布.结果表明:①以北京市2017年为例,发现国内学者计算的C值都存在不同程度低估,PM_2.5排放因子存在高估或低估;②V、I和C值都具有明显空间差异,V、I和C值平均值分别为0.63±0.09、 188±73和0.029±0.009,各区V、I和C值的最大值分别是最小值的1.5、 2.1和4.5倍;③北京市土壤风蚀扬尘PM_2.5排放因子呈现西北和东南方向较高的空间分布,全市平均排放因子为(0.001 8±0.000 8) t·(hm²·a)^-1,是最高区(...     

2000年以来内蒙古生长季旱情变化遥感监测及其影响因素分析

为探讨内蒙古旱情状况及其影响因素,利用MODIS 16 d合成的植被指数产品数据MOD13A2和8 d合成的地表温度产品数据MOD11A2构建Ts-NDVI特征空间,计算温度植被干旱指数（TVDI）,基于内蒙古2000—2017年生长季每16 d的TVDI分析了近18年来内蒙古生长季旱情时空分布特征,结合气温和降水资料初步探讨了旱情变化的影响因素。结果表明：（1）2000—2017年内蒙古生长季TVDI平均值为0.6,重旱和中旱所占面积最大,其中2007年、2010年为旱情最为严重的年份。内蒙古干旱空间分异明显,西南部以轻旱为主,中部地区以中旱为主,大兴安岭以西的呼伦贝尔草原等地旱情严重。（2）近18年内蒙古生长季干旱程度呈现轻微加重趋势,年际变化值θ_slope介于-0.07~0.7之间,阿鲁科尔沁旗东北部至霍林河一带旱情加重趋势最为严重,阿荣旗和扎兰屯等农业生产地区旱情有轻微加重趋势。（3）2017年内蒙古生长季以区域性和局域性干旱为主,6月和9月干旱最为严重,呼伦贝尔草原和鄂尔多斯高原西部干旱发生频率高且程度重。（4）内蒙古干旱影响因子分析结果表明,TVDI值与气温呈正相关、与降水和坡度呈负相关、与小于1300 m的高程呈正相关、与大于1300 m的高程呈负相关关系。内蒙古生长季TVDI与气温和降水偏相关分析结果表明,锡林郭勒盟苏尼特左旗北部、呼伦贝尔鄂伦春自治旗和呼伦贝尔草原等地旱情与气温正相关关系较为显著（P<0.01）,锡林郭勒盟东北部干旱情况与降水负相关关系较为显著（P<0.01）,其中,气温对旱情的影响强于降水。     

梵净山世界自然遗产地全新世以来的古气候变化

全新世是距离人类最近的间冰期,其气候变化受到广大学者的关注。中国东亚季风区全新世以来的气候变化对于揭示全球气候变化的驱动机制、预测未来气候变化具有重要意义。本研究通过对地处西南季风与东南季风过渡区的贵州梵净山世界自然遗产地九龙池湿地冰蚀湖相沉积JL15柱芯样品剖面孢粉、烧失量、碳氮含量的分析,结合加速器质谱(AMS)14C测年结果,建立了该地区全新世以来的古环境演变序列。结果表明,梵净山地区全新世以来经历了冷干期、过渡期、暖湿期、暖干期和冷干期5个阶段,其中第Ⅲ阶段(8. 0～4. 6 cal ka BP)可能为全新世大暖期的鼎盛期。总体而言,全新世早中期由干冷转为暖湿,后期气候逐渐转为寒冷干燥,但存在变暖的趋势。JL15柱芯共记录了全新世以来5次较明显的降温事件:2. 6、3. 4、4. 2、9. 4和10. 0 cal ka BP,其中与北大西洋浮冰碎屑(IRD)事件有联系的是4. 2和9. 4 ka事件。与西南地区其他气候记录相似,梵净山JL15柱芯所反映的冷事件与IRD事件存在一定联系,但也存在差异性,这可能与全球气候变化驱动机制的复杂性有关,需要后续研究的进一步探讨。