森林-水资源系统的理论分析

本文认为,应当从森林-水资源系统出发研究森林与水资源的关系。并提出了一个分析森林-水资源系统产流过程的仿真模拟方法,得出在一定条件下,有森林植被的地方可能会比无森林植被的地方产生更多的能够为人类所利用的水资源的结论;进一步提出了构成最佳水资源生成系统的四项条件。作者分析了森林对降雨的影响,认为二次降雨和水平降雨对水资源量的直接影响很小;由于森林是大气的特殊下垫面具有软边界和强烈的物质能量变换的特点,加之森林蒸散的水汽和释放的凝结核等因素,可能会影响大气垂直降雨的空间分布,或提高产生降雨的可能性,从而使有林地区有增雨效果。最后对森林-水资源的研究方法提出了几点建议。     

论我国降水丰度和适度

本文以全球陆地年平均降水量、农田蒸散量和作物需水量等指标为尺度,衡量我国降水量的丰度,从降水的时空分布,及其稳定性等方面评价我国降水量的适度,从经济现状分析我国降水条件对国土开发的影响程度,并和欧美各国对比,说明我国降水条件的优劣程度,指出我国的降水条件和降水量不是黄万里先生所说的那样优越和丰富。     

Model calculating annual mean atmospheric dispersion factor for coastal site of nuclear power plant

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｎａｔｍｏｓｐｈｅｒｅｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｆｉｅｌｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｗａｓｄｏｎｅｏｎｔｈｅｃｏａｓｔａｌｓｉｔｅｏｆｎｕｃｌｅａｒｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ (ＮＰＰ)ｉｎｔｈｅｅａｓｔｐａｒｔｏｆＣｈｉｎａｄｕｒｉｎｇ 1995— 1996 Ｔｈｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｔｈｉｓｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｎｃｌｕｄｅｓ:ｈｏｕｒｌｙｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｗｉｎｄａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｔｏｗｅｒｏｆ10 0ｍ ;Ｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｏｆｓｕｒｆａｃｅｗｉｎｄａｎｄｓｅｅａｎｄｌ…     

Developing Subseasonal to Seasonal Climate Forecast Products for Hydrology and Water Management

We describe a new effort to enhance climate forecast relevance and usability through the development of a system for evaluating and displaying real‐time subseasonal to seasonal (S2S) climate forecasts on a watershed scale. Water managers may not use climate forecasts to their full potential due to perceived low skill, mismatched spatial and temporal resolutions, or lack of knowledge or tools to ingest data. Most forecasts are disseminated as large‐domain maps or gridded datasets and may be systematically biased relative to watershed climatologies. Forecasts presented on a watershed scale allow water managers to view forecasts for their specific basins, thereby increasing the usability and relevance of climate forecasts. This paper describes the formulation of S2S climate forecast products based on the Climate Forecast System version 2 (CFSv2) and the North American Multi‐Model Ensemble (NMME). Forecast products include bi‐weekly CFSv2 forecasts, and monthly and seasonal NMME forecasts. Precipitation and temperature forecasts are aggregated spatially to a United States Geological Survey (USGS) hydrologic unit code 4 (HUC‐4) watershed scale. Forecast verification reveals appreciable skill in the first two bi‐weekly periods (Weeks 1–2 and 2–3) from CFSv2, and usable skill in NMME Month 1 forecast with varying skills at longer lead times dependent on the season. Application of a bias‐correction technique (quantile mapping) eliminates forecast bias in the CFSv2 reforecasts, without adding significantly to correlation skill.     

降水量与城市大气环境关系——以113个环保重点城市为例

为研究降水量与大气污染物之间的关系,依据2017年全国113个环保重点城市大气质量数据,得出城市聚类空间分布规律及两者之间线性拟合方程。基于南北降水量分布特性与城市空气污染指数,采用模糊聚类法对具有不同亲疏程度的城市进行类别划分,运用Spearman相关性与拟合方程对大气污染特征值与降水量进行分析。结果表明：随着聚类种数增多,城市聚集在空间分布上由“环环相套”发展为“依流域分布”,降水量与大气污染物浓度呈现负向关联性,晋冀鲁豫陕省份污染最严重。采用Kolmogorov-Smirnov检验法,得出NO₂、O₃、PM_2.5总体分布符合正态分布,SO₂、PM₁₀、CO既不符合正态分布,也不符合均匀、指数分布,它们与降水量的相关系数为：-0.316、-0.238、-0.332、-0.617、-0.574、-0.695;线性拟合方程系数处于 [-0.031, -0.008] 之间,降水量与大气污染物浓度之间负相关性明显。研究结果有助于了解和认识降水量对城市大气环境变化的影响。     

1961—2017年青藏高原极端降水特征分析

基于青藏高原78个气象站点的逐日降水数据,采用百分位阈值法确定极端降水阈值,计算极端降水指数并分析其时空分布特征,以期为区域气候变化预测及防灾减灾对策的制定提供参考。结果表明：（1）1961—2017年青藏高原年降水量表现出上升趋势,上升速率为8.06 mm/10 a,多年平均降水量达472.36 mm。78个站点的年降水量倾向率最小值为-25.46 mm/10 a,最大值为43.02 mm/10 a,有15.38%的站点降水在下降,较为集中地分布在高原的东部和南部,其余84.62%的站点降水量在上升。（2）青藏高原各站点极端降水阈值的平均值为23.11 mm,取值范围为7.84~51.90 mm。高值中心出现在横断山区的贡山和木里,低值中心出现在柴达木盆地及昆仑山北翼区。（3）青藏高原各站点的极端降水量、极端降水日数和极端降水贡献率均表现出了明显的上升趋势,极端降水强度虽然也在上升但趋势并不明显,表明青藏高原极端降水量的上升并非是极端降水的强度引起的,而是由极端降水频次的上升引起的。柴达木盆地的极端降水量和极端降水日数虽然并没有表现出高值水平,但该地区的极端降水贡献率却表现出较高水平,表明该区域虽然降水量较少,但是降水往往以极端降水的形式产生。     

武汉市2014-2017年大气污染物分布特征及其潜在来源分析

利用武汉市2014—2017年大气污染物（SO₂、NO₂、CO、O₃、PM_2.5和PM₁₀）和气象要素的观测数据,分析了大气污染物的变化特征及其影响因素.使用HYSPLIT模式计算了影响武汉市的主要气团类型,并利用潜在源区贡献（PSCF）和浓度权重轨迹（CWT）分析方法,揭示了研究期内武汉市不同大气污染物的潜在源区分布及其贡献特性.结果表明,武汉市2014—2017年空气质量逐年好转,SO₂、O₃、PM_2.5和PM₁₀的浓度呈逐年下降的趋势,但NO₂和CO的浓度先下降后上升.2017年SO₂、O₃、PM_2.5、PM₁₀、NO₂和CO的浓度分别为9.6、50.8、52.7、89.2、47.5 μg·m^-3和1.1 mg·m^-3,分别比2014年降低了64.3%、23.0%、24.7%、18.8%、3.5%和5.9%.大气污染物存在显著的季节变化和月变化.大气污染物在四个季节中日变化类似,SO₂和O₃均为单峰型分布,NO₂、CO、PM_2.5和PM₁₀均为双峰型分布.武汉市空气污染以PM_2.5为主,随着污染程度的加剧PM_2.5/PM₁₀的值逐渐增大,在空气质量为严重污染时,PM_2.5/PM₁₀高达90%,比空气质量为优时高了31.34%.局地气团（45%）和来自山西、陕西和河南一带的西北气团（12.1%）下大气污染物浓度较高.大气污染物的潜在源区贡献（WPSCF）和浓度权重轨迹（WCWT）的较大值主要集中在武汉市本地及其周边地区,局地污染对武汉市大气污染物的贡献较大,但不同大气污染物受到排放源分布和停留时间等影响其WPSCF和WCWT的分布范围不同.     

我国大气降水中δ18O变化的多气象因子分析及分区研究

分析了我国29个GNIP站1961—2015年逐月降水中δ~(18)O与局地气象要素(近地面的气温、降水量和大气可降水量、外向长波辐射以及500 hPa高度的风速)和大尺度环流因子(Nino 4区海表温度距平及南方涛动指数)的关系,并基于层次聚类分析和逐步回归分析方法,讨论了我国降水中δ~(18)O的分区,计算了区内降水中δ~(18)O依各气象因子的回归方程.结果表明,秦岭-淮河一线南北两侧站点降水中δ~(18)O与气象因子之间的关系差异显著,是我国的一条重要的降水稳定同位素环境效应分界线.我国降水中δ~(18)O可以分为3个区域,即北部区(包括西北和东北地区)、中部过渡区(含华北及青藏地区)和南部区,其中北部区和中部过渡区的分界线大致与我国西北地区和北方地区的分界线吻合,中部过渡区与南部区大体与我国北方地区和南方地区的分界线相一致.不同地区控制降水中δ~(18)O的气象因子存在差异:北部区为温度,中部过渡区为温度、500 hPa高度风速以及外向长波辐射,南部区是500 hPa高度的风速.研究结果对于认识我国大气降水中稳定同位素空间分布的特征及其内在机制具有重要意义.     

阿拉善沙漠高原降水化学特征与离子来源判别

为查明我国北方沙漠地区降水化学组成及来源,在阿拉善沙漠高原阿右旗气象站采集了2013—2015年的降水样品,测定了降水pH、EC（电导率）及主要离子当量浓度.结果表明:阿拉善沙漠阿右旗气象站降水pH和EC的范围分别为6.66~8.05和35~1 237 μS/cm;Ca2+、SO₄2-、Na+和Cl-为降水中的主要离子,其总和占总离子的85%以上.降水pH、EC和主要离子当量浓度是反映空气质量的基本参数,较高的降水pH反映出当地降水具有明显的碱性特征.与其他地区相比,该地区降水的EC和可溶性离子日均湿沉降通量也较高,且随月份有较大的变化,表明干旱沙漠粉尘对当地降水水化学的贡献较大.根据离子来源相对贡献的计算结果发现,降水中92.8%的SO₄2-和98%的NO₃-来自人为源,98.8%的Ca2+和88.7%的K+为陆地来源,55%的Mg2+为海洋源,24.8%的Na+来自矿物风化,极少部分Cl-为人为源.研究显示:除降水中的NH₄+外,其他主要离子之间的相关性表明各种成因物质在风力作用下同时进入了大气;基于[NH₄+]（NH₄+的当量浓度）与[K+]（K+的当量浓度）相关性分析,降水中的NH₄+来自生物质燃烧、肥料使用、动物粪便等.      

油田高压注汽盐析及预防研究

本文分析研究了油田注汽系统盐析现象及其成因和危害,并根据盐析成因探索了预防注汽盐析方法以减少甚至消除其危害。通过研究确定,采用高压旋流饱和蒸发与低压闪蒸和多效蒸集成技术是预防注汽系统盐析并减少甚至消除盐析及其造成的危害较为有效的方法。