陕西延安近50年极端气温变化及周期研究

利用1962-2012年陕西省延安市每日气温资料,运用线性拟合及累积距平和Morlet复数小波等方法,对WMO发布的10种极端气温指数进行了计算和分析。结果表明,延安地区近50a来,极端最高气温、极端最低气温都有上升趋势,冰日、霜日、冷夜、冷日数量呈下降趋势,夏日、热夜、暖夜、暖日呈现波动上升。由20世纪60年代至今,各类极端天气现象的发生天数平均增加了6.61 d。极端最高气温、极端最低气温、夏日、热夜、冰日、暖夜都存在27a左右的周期,冰日、冷夜有5a左右或更短的周期。极端高温天数的增多会加大旱灾、森林和草原的防火压力,极端低温天数的减少易发生森林和草原的病虫灾害,应做好预防工作。     

宁夏河东沙地气候变化对全球变暖的响应

利用贺兰山近百年来树木年轮指数与宁夏河东沙地代表站降水量距平/气温距平间的相关关系,反演了沙地代表站1981年以来的逐年降水量序列和1916年以来的气温距平序列,分析了河东沙地近百年来气候变化对全球变暖的响应。结果表明,500年旱涝变化周期的低频特征比较显著,其中以250年最显著,其次是60年和30年周期;河东沙地20世纪30年代中期到50年代中期是一个典型的暖湿期,这与全国平均状况的温湿时段比较吻合,但增暖的持续时间比全国平均状况延长了约10年左右。20世纪50年代中期以后气温下降,但年降水量仍然持续偏多,是一个典型的寒冷湿润时期,这一气候态一直持续到60年代末期,其后到80年代中期气温偏低,降水偏少,气候处于一个相对干冷时期,这种变化与全国平均状况的变化非常相似,但20世纪80年代中期至今河东沙地气温仍偏高,降水持续偏少,没有出现明显的回升,与全国1990年后年降水量略多的变化有所差别;河东沙地四季气温均在波动中出现了不同程度的上升,且均高于全国的平均升温速率;四季降水量在波动中有升有降,夏季存在着比较明显的上升趋势;秋季的下降速率是四季中最快的,这种趋势与全国秋季降水量下降趋势比较吻合。     

黑龙江省未来30和50年气候变化预测

利用CCCma,CCSR,CSIRO,Gfdl和Hadley气候模式,对黑龙江省齐齐哈尔、佳木斯、哈尔滨和牡丹江等4个地区未来50年(2005～2050年)内,在GG,GS情景下的气温变化进行了数值预测.结果表明,在GS情景下,到2030和2050年,气温较目前均有较大增高.2030年年均温度可增高1.94℃,其中春季增高2.06℃,夏季增高1.29℃,秋季增高1.79℃,冬季增高2.66℃,说明冬季增温最大,依次为春季、秋季和夏季;其中西部齐齐哈尔增温最大,其次为佳木斯,再次为哈尔滨和牡丹江.2050年气温继续增高,年均将增高2.42℃,其中春季增高2.13℃,夏季增高1.68℃,秋季增高2.56℃,冬季增高3.21℃,冬季仍然是四季中增幅最大的,其次为秋季、春季和夏季.如果按GG情景考虑,未来气温较GS情景还要高出1℃,增温最大的仍为西部齐齐哈尔,增温最小的仍为牡丹江.     

近43年来小兴安岭及周边地区的气候变化特征

利用黑龙江省的逐日气象资料,对过去43年中的小兴安岭及周边地区的气候变化特征进行了分析,并与黑龙江全省的情况进行了比较.结果表明:该地区的气候变化特征与黑龙江全省基本一致,气候特征的季节性变化比较明显,同时小兴安岭地区的气候变化对周边地区产生了一定的影响.全省范围内气温均呈变暖趋势,小兴安岭最低气温的升高对其周边地区有一定的拉动作用全省以及小兴安岭及其周边地区年降水量出现较大波动的同时,降水越来越集中,且小兴安岭及其周边地区的水分条件要好于全省的平均水平.     

A review on the generation, determination and mitigation of Urban Heat Island

Urban Heat Island （UHI） is considered as one of the major problems in the 21st century posed to human beings as a result of urbanization and industrialization of human civilization. The large amount of heat generated from urban structures, as they consume and re-radiate solar radiations, and from the anthropogenic heat sources are the main causes of UHI. The two heat sources increase the temperatures of an urban area as compared to its surroundings, which is known as Urban Heat Island Intensity （UHII）. The problem is even worse in cities or metropolises with large population and extensive economic activities. The estimated three billion people living in the urban areas in the world are directly exposed to the problem, which will be increased significantly in the near future. Due to the severity of the problem, vast research effort has been dedicated and a wide range of literature is available for the subject. The literature available in this area includes the latest research approaches, concepts, methodologies, latest investigation tools and mitigation measures. This study was carded out to review and summarize this research area through an investigation of the most important feature of UHI. It was concluded that the heat re-radiated by the urban structures plays the most important role which should be investigated in details to study urban heating especially the UHI. It was also concluded that the future research should be focused on design and planning parameters for reducing the effects of urban heat island and ultimately living in a better environment.     

西北地区近50a气温和降水极端事件的变化特征

采用1960-2009年西北地区124个气象站点的逐日最高气温、最低气温和日降水量资料,对该地区极端气候变化进行了研究探讨,并在此基础上尝试预测了未来该地区极端气候变化的情形。研究表明:近50 a以来,西北地区夏季天数、生物生长季、热夜天数、高温天数分别以2.31、2.98、1.07、0.45 d·(10 a)^-1的速度显著增加;结冰天数、最大连续霜冻天数、低温天数分别以-2.51、-1.79、-3.62 d·(10 a)^-1的趋势在显著减少;极端气温年较差也以-0.39℃·(10 a)^-1的速度在减少;除极端气温年较差外,极端温度指数和年平均气温有很好的相关性;最大的1和5天降水总量、逐年平均降水强度和持续干旱天数呈增加趋势,而中雨天数和持续降水天数呈减少趋势;除持续干旱天数外,年降水总量与其他极端降水指标有很好的相关;从空间分布和各气候区来看,极端气候增加或减少的趋势及其与年平均气温或年总降水量相关性不尽相同。     

Effects of elevated CO2 concentration and nitrogen supply on biomass and active carbon of freshwater marsh after two growing seasons in Sanjiang Plain, Northeast China

An experiments were carried out with treatments differing in nitrogen supply (0, 5 and 15 g N/m²) and CO₂ levels (350 and 700 μmol/mol) using OTC (open top chamber) equipment to investigate the biomass of Calamagrostis angustifolia and soil active carbon contents after two years. The results showed that elevated CO₂ concentration increased the biomass of C. angustifolia and the magnitude of response varied with each growth period. Elevated CO₂ concentration has increased aboveground biomass by 16.7% and 17.6% during the jointing and heading periods and only 3.5% and 9.4% during dough and maturity periods. The increases in belowground biomass due to CO₂ elevation was 26.5%, 34.0% and 28.7% during the heading, dough and maturity periods, respectively. The responses of biomass to enhanced CO₂ concentrations are differed in N levels. Both the increase of aboveground biomass and belowground biomass were greater under high level of N supply (15 g N/m²). Elevated CO₂ concentration also increased the allocation of biomass and carbon in root. Under elevated CO₂ concentration, the average values of active carbon tended to increase. The increases of soil active soil contents followed the sequence of microbial biomass carbon (10.6%) > dissolved organic carbon (7.5%) > labile oxidable carbon (6.6%) > carbohydrate carbon (4.1%). Stepwise regressions indicated there were significant correlations between the soil active carbon contents and plant biomass. Particularly, microbial biomass carbon, labile oxidable carbon and carbohydrate carbon were found to be correlated with belowground biomass, while dissolved organic carbon has correlation with aboveground biomass. Therefore, increased biomass was regarded as the main driving force for the increase in soil active organic carbon under elevated CO₂ concentration.     

1961—2010年阿拉善左旗气温和地温的变化特征分析

关于气温变化特征已有大量研究,但关于地温变化及其与气温的关系研究还较少。该研究以干旱区为研究区域,利用1961—2010 年阿拉善左旗平均气温和0~80 cm各层平均地温的逐月资料,采用气候倾向率、累积距平、信噪比等气候统计方法研究了近50 a 阿拉善左旗气温和各层地温的年代和季节变化趋势、地气温差变化、气候突变和异常年份以及气温和地温关系。结果表明：气温与各层地温有很好的相关性;与年均气温相比,地温对气温的放大程度除0 cm外随土层深度增加呈增加趋势。年、季平均气温和各层平均地温均呈显著升高趋势,但气温和地温的升温速率不一致;年均气温的升温率和升温幅度高于除0 cm外的各层地温变化;气温、0 cm 和80 cm 地温在冬季的升温最大,5~40 cm 地温在春季升温最大;春、夏季,随土壤深度增加,地温呈减小趋势,气温介于各层地温之间;秋、冬季,随土壤深度增加,地温呈增加趋势,气温小于除0 cm外的各层地温增加;气候变暖背景下,年均、夏、秋和冬季的气温比地温的响应更快,而春季各层地温比气温的响应更迅速。近50 a 各层年均地温(0 cm除外)和气温的温差减小0.3~0.8℃;随土壤深度增加,地气温差的减小幅度降低。年均气温和各层地温的气候突变出现在1980 年代和1990 年代,而气温和地温在四季大多无气候突变现象。四季气温和各层地温的异常年存在一定的对应性,而年均气温和各层地温的异常年份一致性较差。     

CO_2和O_3浓度升高及其复合作用对华山松生长及光合日变化的影响

以生长在沈阳市区内的5年生华山松幼树为实验材料,采用开顶箱法,研究高浓度CO2和高浓度O3下华山松生长变化、光合速率的日变化动态以及日光合总量季节变化,进而了解大气CO2浓度升高、O3浓度升高及其复合作用对华山松光合作用及生长的影响.结果表明,①高浓度O3处理后,华山松20～90 d针叶鲜重、干重增长量以及90 d针叶叶长较对照分别降低45.8%、38.9%和15.3%.主侧枝生长与对照相比无显著差异.高浓度O3降低了华山松日光合总量,处理30 d后,针叶净光合速率均显著低于对照,光合速率日变化曲线表现为双峰型,光合"午休"程度强于对照.②高浓度CO2处理后,华山松针叶鲜重、干重20～90 d增长量分别高于对照41.7%和22.2%,而针叶叶长以及主侧枝长未受显著影响.华山松日光合总量高于对照处理,处理30 d、60 d时,净光合速率普遍高于对照.CO2处理90 d时,日变化曲线由双峰变为单峰曲线,极大缓解了光合"午休"现象.③高浓度O3和CO2复合处理后,针叶干重、鲜重增量均低于对照,表明了复合处理后O3伤害的发生,但针叶干重高于O3单因子处理,这表明高浓度CO2可以一定程度上缓解高浓度O3对华山松针叶生长的抑制作用.针叶叶长,主侧枝生长未见明显效应.复合处理后,针叶净光合速率普遍低于对照,华山松日光合总量低于对照而高于O3单独处理,说明高浓度CO2可以通过减缓O3对植物光合的抑制而减少O3伤害.光合速率日变化曲线表现为双峰型.     

大气中O3、CO2浓度升高对蒙古栎叶片生长的影响

以4年生蒙古栎(Quercus mongolica) 幼树为实验材料,分别于2007,2008年6~9月采用开顶箱法,研究了高浓度CO2和O3及复合作用对蒙古栎叶片光合量变化和生长的影响.结果表明,高浓度O3处理下蒙古栎叶片日光合总量降低, 单叶鲜重、干重和单叶面积均有所下降,对蒙古栎叶片生长产生抑制.高浓度CO2处理下,蒙古栎叶片干、鲜重和单叶面积均高于对照,其中2007年差异显著,日光合总量总体高于对照.2种气体复合作用处理下,蒙古栎日光合总量、单叶鲜重、单叶干重、单叶面积均低于对照,且高于O3单独处理,说明高浓度CO2可以通过减缓O3对植物光合的抑制,进而减少O3伤害,缓解生长抑制.