长江中下游区域生态系统对极端降水的脆弱性评估研究

气候变化背景下,极端气候事件对生态系统的影响更甚于气候平均态的变化,对极端气候事件的影响评估及机理研究有更为重要的现实意义。研究以极端降水为例,选择我国旱涝频繁的长江中下游地区为研究对象,基于生态系统过程模型的动态模拟,选择与极端降水显著相关的生态系统功能特征量,根据IPCC脆弱性的定义,以生态系统功能特征量偏离多年平均状况的程度及其变化趋势分别定义系统对极端降水的敏感性和适应性,从而评估其脆弱性。研究表明,长江中下游地区生态系统多年平均脆弱度为轻度脆弱,轻度脆弱及以下地区占区域总面积的大半,约65%,脆弱度较高的区域占20%,主要分布在长江中下游的西北部。极端降水会增加长江中下游区域生态系统的脆弱度,多表现为不脆弱转变为轻度脆弱,中度脆弱及以上的生态系统所占比例变化不大。干旱和洪涝对区域内生态系统脆弱度的分布格局影响不大,但干旱的影响程度高于洪涝。不论是干旱还是洪涝,区域内生态系统的脆弱度在灾害过后的下一个生长季能基本恢复,没有连年灾害的情况下,长江中下游区域的旱涝灾害对生态系统的影响不会持续到下一年度。     

云南寻甸中全新世降温事件的石笋同位素记录

通过对寻甸仙人洞X1石笋进行高精度的TIMS-U系测年和碳、氧同位素分析,建立了寻甸地区8000aB.P.以来高分辨率的古气候变化时间序列。研究结果表明,寻甸地区8000aB.P.以来石笋记录的古气候环境变化,大致可分为3个气候期:中全新世8000—5560aB.P.为气候适宜期,显示印度季风由强盛逐渐减弱的趋势,气候温暖湿润期,与太阳辐射增强引起的北半球季风环流加强有关;中全新世中晚期5560—4400aB.P.为季风转变期,显示印度季风减弱并快速退出、萎缩,东亚冬季风加强并快速推进,太阳辐射强度减弱,气候为干冷期;中全新世晚期4400—2000aB.P.,显示东亚冬季风逐渐减弱,东亚夏季风有所增加,气温有所回升,但气候变化的波动大。研究还表明,全新世以来石笋记录的气候变化非常不稳定,在千年尺度上表现为台阶状,在短尺度———百年尺度上呈锯齿状波动。石笋记录的突发性气候波动事件,与冰芯记录极为相似,反映低纬度地区石笋记录的季风气候与高纬度及北极地区的气候具有极好的相关性,这对于认识现代气候系统变化以及对未来十年、百年尺度的气候预测具有重要的科学意义。     

基于SPEI和SPI指数的青海省东部农业区春夏气象干旱特征的评估

青海省东部农业区是青海省重要的粮食生产基地,春夏干旱直接影响着该区农业的有序发展。论文选取青海省东部农业区13个气象站点1961-2014年平均月降水和气温数据,采用泰森多边形法、SPEI和SPI指数、R/S分析等方法对比评估了该区的春夏气象干旱演变特征。研究表明：1）近54 a SPEI和SPI指数显示青海省东部农业区干旱年际变化在2000年代前基本一致,2000年代后变化趋势发生变化;SPEI指数显示2000年代后春夏旱逐渐加重,SPI指数显示2000年代后春旱逐渐缓解该区干旱,气温是导致两者产生差异的主要原因。2）该区干旱面积覆盖率与干旱年际变化规律保持一致,两种指数主要在1990年代中期前后有所不同,1990年代中期后SPEI指数显示的春夏干旱覆盖面积要比SPI指数显示的广。3）SPEI和SPI指数在2000年代后春夏干旱频率呈相反趋势,SPEI指数显示的2000年代为干旱高频期,SPI指数为干旱低频期;两种指数均显示春旱高频区由西部转向东部地区,夏旱高频区由西北转向东南地区。4）根据干旱周期及R/S分析法,未来4~6 a该区春旱加重,北部地区为春旱高发区;未来18~22 a夏旱也有所加重,西部和东部地区为夏旱高发区。5）通过对比分析发现,SPEI指数在该区的适用性较好,能为该区干旱监测提供较为科学的理论依据。     

江西省极端干旱下臭氧污染特征及成因分析

基于气象和环境空气质量监测数据,分析了江西省干旱对臭氧污染的影响,并结合VOCs在线监测数据,对2022年9月极端干旱下江西省臭氧污染过程特征及污染成因进行分析。结果表明:江西省臭氧污染与气象干旱间存在一定联系,干旱情况下缺少降水对臭氧及其前体物VOCs的湿清除作用,易促使臭氧超标概率随着无雨日数的增加逐步上升。江西省2022年9月出现历史性极端干旱情况,干旱期间江西省11个地市共出现151 d臭氧超标天,NO₂常于午夜和早晨出现浓度峰值,从而促进上午臭氧浓度的迅速上升。此外,南昌市林科所站点VOCs在线监测数据也显示:极端干旱期间逐日VOCs体积分数为11.9×10^-9~35.5×10^-9,较8月明显升高。对OFP贡献前十的物种主要为OVOCs和芳香烃,与8月相比,芳香烃、烯烃和烷烃的OFP略有下降,OVOCs的OFP升高明显,其中乙醛对臭氧的贡献甚至上升143%,前期长时间的无降水可能是乙醛等OVOCs浓度上升的重要原因之一。     

长三角区域空气质量数值预报系统及其在重大活动保障中的应用

2014年起,上海市围绕城市及长三角区域空气质量预测预报和重污染预警需求,搭建了长三角区域空气质量数值预报系统。该系统综合应用了模式参数化方案比选、排放清单耦合处理、大气化学资料同化、大数据集合订正等关键技术,集合模式PM2. 5和O3小时浓度偏差为-10%~10%,提升了区域PM2. 5和O3浓度模拟效果。该系统实现了污染在线源解析和多排放情景模拟等功能的业务应用,应用于2018年首届中国国际进口博览会保障中,为上海市及长三角区域空气质量业务预报和重大活动保障提供了业务产品支撑。     

近500年我国特大旱灾的研究

基于我国近500年历史旱灾资料,对其中持续特大干旱及旱灾个案进行了分析,并对其规律进行了探讨。指出干旱虽是常见的气候现象,但若是大范围、全流域乃至多个流域的持续干旱,则会酿成大灾。如明崇祯年间的持续数年的特大旱灾造成了水源和粮食的极度消耗,自然灾害导致了经济的全面崩溃,最终导致了朝代的更迭。本文以史为鉴,对我国现代面临的严峻的干旱缺水的形势进行了分析和预测,进而提出应将防范的重点集中在对社会影响极大的特大旱灾上,并且应当针对重旱、极旱的减灾对策及早研究和部署,行动越早就越主动。