重庆山地界限温度起止日期和持续日数的分布式模拟

利用重庆市34个常规气象站1961-2000年日平均气温资料,建立了界限温度起止日期物理经验统计模型;结合山地月平均气温分布式模拟结果,提出了依托常规地面气象观测资料计算复杂地形条件下各界限温度起止日期和持续日数的方法;实现了重庆山地100m×100m分辨率0,10,15,20℃界限温度起止日期及其持续日数的分布式模拟．模拟结果能较好地反映重庆山地各界限温度起止日期和持续日数的宏观分布趋势和局地分布特征．各界限温度起止日期模拟绝对误差平均值在0．6～2．4d之间,交叉验证绝对误差平均值在1．3—2．8d之间,个例年验证绝对误差平均值在0．7—2．5d之间．模拟结果与野外考察资料具有很好的一致性．模型不依赖于山区野外实地考察资料,为利用常规气象观测资料模拟山地热量资源提供了切实可行的技术方法．     

起伏地形下福建省太阳总辐射的分布式模拟

基于数字高程模型(DEM)数据,综合考虑坡度、坡向、地形遮蔽度等因素,建立了起伏地形下总辐射分布式模型(包括起伏地形下太阳直接辐射、散射辐射和地形反射辐射的分布式模型)。利用1960～2010年数据模拟了福建省旬尺度100 m下的太阳总辐射及其空间分布。结果显示:福建省区域内总辐射平均值绝对误差最大为0. 04 MJ/m~2,平均绝对误差为0. 03 MJ/m~2,平均相对误差为8. 25%,个例年验证平均相对误差为9. 1%;模拟结果表明:福建省总辐射夏季各旬之间变化平缓,实际地形下总辐射受纬度影响没有冬季明显,冬季山地与滨海平原总辐射差异较大;太阳总辐射在局地地形下受坡度坡向影响十分明显,阳坡的辐射量要明显大于阴坡,其中冬季差异最明显;从坡度来看,坡度越大太阳总辐射受坡向的影响越大。     

1951—2015年信阳极端温度事件变化及其对全球变暖的响应

利用1951—2015年信阳市日最高和日最低气温资料,根据事件发生概率密度函数大于90%(或小于10%)的标,准定义了信阳市逐年的冷夜日数、暖夜日数、暖昼日数和冷昼日数.在此基础上,运用统计学方法分析了过去65年信阳市极端温度事件的变化特征及其对气候变化的敏感程度.结果表明:(1)1951—2015年信阳市年平均气温呈显著增暖趋势,变暖速率为2.0℃/100a;(2)过去65年信阳市冷夜日数以4.4d/10a的速率呈显著减少趋势(p<0.001),暖夜日数则以8.3d/10a速率显著增加(p<0.001),且其增加速率大于冷夜日数减少速率;暖昼日数以1981年为界呈先减少后增加的变化趋势,1951-1981年减少趋势为-11.6d/10a,1982-2015年增加趋势为13.7d/10a;过去65年冷昼日数年际变化不明显但年代震荡强烈;(3)信阳市极端温度事件对气候变化的响应程度呈不对称性.年均温每升高1℃,相当于冷夜日数和冷昼日数分别减少18.7d和12.5d,暖夜和暖昼日数分别增加26.9d和18.3d.在相同的气候背景下,暖夜日数对气候变化最为敏感,而冷昼日数对气候变化的敏感度最低.     

气候变化对重庆地区降温耗能的影响 (三峡地区资源环境生态研究)

利用1971—2010年的气象观测数据,采用空调度日数作为评估暖季降温耗能的指标,分析了重庆地区1971—2010年间空调度日数、制冷日数的分布和长期变化特征,并评估了气温变化对重庆地区降温耗能的影响。结果表明,重庆各地空调度日数、制冷日数空间差异明显,沿江及河谷一带空调度日数、制冷日数相对高、多,东南部及城口等高海拔地区空调度日数、制冷日数相对低、少;1971—2010年重庆各分区的空调度日数、制冷日数的时间演变与全区平均比较一致,主要经历了先降后升的过程,在20世纪80年代中期转折;气温与降温耗能具有很好的同步性,温度对降温耗能的影响程度随气温的升高而增加;气温若升高1℃,整个暖季(5～9月)、夏季(6～8月)中重庆全区平均的降温耗能将增加56%、46%;在暖季或夏季,气温若升高1℃时降温耗能增加效应量重庆各个分区由大到小依次为:东南部、西部、西南部、中部、主城、东北部;暖季气温若升高1℃时,全区平均制冷日数将增加16 d,主城将增加14 d,其他地区将增加15 d;最后利用平均气温与降温耗能变率建立了一组降温耗能的一元线性回归方程评估模型。文章认为该组评估模型可以用于重庆地区降温耗能变化的定量评估和预估。     

溪洛渡水电站工程冬季施工的气温条件分析

根据永善县气象局42 a逐日气象观测资料,分析了影响溪洛渡水电站冬季施工的低温条件与冬季施工时段变化规律.分析表明:溪洛渡水电站坝区冬季气候较为温和,只有12月上旬到2月下旬平均气温低于10℃,1月中旬平均气温为6.5℃,是全年的最低值;冬季施工时段累年平均起日为12月26日,止日为2月1日,时段长度为38 d,但有着很大的年际差异,最长可达90 d(1985年),最短的仅有10 d(1972年);冬季施工时段起日以每10 a 1.1 d的趋势推后,冬季施工时段止日以每10 a 3.3 d的趋势提前,而冬季施工时段长度以每10 a 4.4d的趋势变短;10月到4月日平均气温低于5℃的日数分别为0.0,0.1,2.6,7.4,4.6,0.3,0.0 d,全年有15.0 d,日最低气温低于0℃的日数分别为0.0,0.0,0.4,1.2,0.4,0.0,0.0 d,全年有2.1 d;12月,1月和2月是低温日数较多的月份,平均为2.6,7.4和4.6 d.由于低温日数与冬季施工时段存在着十分明显的年际变化特点与规律,这对江水截流期选择、溪洛渡水电站冬季施工准备和冬季冰冻天气气候条件预测具有参考意义.     

基于复杂地形下月平均气温分布式模拟的山区逆温研究

山区实测资料短缺对研究山地逆温带来不便,利用复杂地形下月平均气温分布式模型模拟的气温结果,对天山、哀牢山、武夷山山区逆温的高度、厚度、强度进行了研究,描述了逆温的时空分布规律,并对其成因进行了简要分析。研究结果表明各山都存在多层逆温,相比山体上部来讲山脚逆温出现频率高,强度较大,厚度达到400 m。不同坡向逆温出现的海拔高度、厚度、强度不同,但不同年份的总体走势变化不大。经过对比,证明利用复杂地形下月平均气温分布式模型得出的逆温结果与前人成果具有一致性,能较好地反映出我国不同气候区域山地区逆温随坡向的分布和季节变化特征,对局地小气候的特征规律也能够较好的表达。     

基于综合气象干旱指数的海南岛干旱特征分析

基于海南岛18个国家气象站1960～2017年逐日气温和降水资料,对比分析改进前后的综合气象干旱指数在海南地区的适用性,统计了各地区年、季干旱发生频率、日数、强度和覆盖范围,分析了海南岛干旱的时空分布特征.结果表明:改进后的CInew指数在不同地区3次典型干旱过程的监测中,显著减少了不连续旱情加重现象;海南岛各市县年干旱发生频率在47%～74%之间,呈现西高东低的分布特征;年干旱日数在56～104 d之间,呈西南部沿海多、中部少的分布特征;年干旱强度在-209～-123之间,呈现西南部沿海强、中东部弱的分布特征.季节干旱发生频率、日数、强度均为春季最严重,冬季次之,夏、秋季较弱.全年发生大范围干旱的年份有9年,1969、1977、1979和2004年干旱覆盖范围达到100%.     

宜丰县气候资源对旅游业的影响分析

根据宜丰县1958-2016年气象观测历史资料和近2 a的乡镇气象观测站的资料统计,结合宜丰县旅游资源特色,从气温、日照率、降水量、相对湿度、风向风速、雾、雷暴等气象要素进行统计分析。结果表明:宜丰县年平均气温为17.0℃,最冷为1月份,平均气温5.2℃;最热为7月份,平均气温28.6℃;极端最高气温41.4℃。年平均日照时数1 527.5 h,最充足为7月(214.0 h),寡照为2月(66.8 h)。年平均降水量1 729.0 mm,平均最多为6月(287.6 mm),最少是1月(69.6 m)。年平均相对湿度83%;年平均风速为1.2 m/s;年平均雾日32 d;年平均雷暴日为63 d;综合舒适度指数适宜旅游的最佳季节在4-10月。     

2010年夏季北半球气温异常偏高现象及其成因

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR再分析资料,对2010年夏季6-8月北半球异常高温现象进行了分析.结果表明,夏季北半球大部分地方地面气温偏高,局部地区气温异常偏高,地而气温距平值达+6℃;北半球对流层平均气温正距平值达近30年以来最大值,并且各月平均气温异常偏高的区域,在对流层各层次都表现为一致的偏高;北半球对...     

阜新地区热度日和冷度日变化特征分析

利用1951-2006年阜新逐日最高气温、最低气温资料,分析阜新热度日HDD和冷度日CDD月际、年际、年代际的变化规律,并探讨度日与平均气温及耗电量的关系.结果表明:阜新HDD最大值出现在12月,CDD最大值出现在7月,HDD和CDD月际差异均较大.HDD年际变化呈下降趋势,其下降率为-78.5(℃·d/10 a),CDD年际变化呈微弱的上升趋势,上升率为22.0 (℃·d/10 a).阜新多年平均HDD值和CDD值分别为4087.5 (℃·d)和19.2 (℃·d).HDD年代际变化呈下降趋势,CDD年代际变化呈上升趋势.HDD年代平均值与年代平均气温呈反位相,而CDD年代平均值与年代平均气温呈正位相.     

福州第二饮用水水源地——山仔水库底泥中磷释放研究

实验室模拟底泥中磷在厌氧状态下的释放实验.实验表明在厌氧条件下,磷有较明显释放现象发生,而且温度升高有利于底泥中磷的释放.三个采样点总磷在15℃下释放速度平均值为1.996 mg/m2·d,25℃下平均值为2.873 mg/m2·d.     

基于全球模式对中国21世纪夏季高温的变化预估

根据12个全球气候系统模式(GCM)3种排放情景(A2,A1B和B1)下对中国地区21世纪近100 a的夏季平均气温的模拟值,以1971—2000年为基准,计算并分析了该区域未来夏季高温的变化趋势.不同排放情景下各模式的模拟结果不同,且各模式对夏季高温模拟的差异大于对异常高温的模拟.就模式平均而言,A2情景下高温日数最多,A1B次之,B1情景下最少.增长趋势也是A2情景下最快为6.0 d.(100 a)-1,A1B和B1情景分别为5.4和3.4 d.(100 a)-1.对异常高温频次的模拟,B1情景下异常高温频次最多,为8.8 d.a-1,A1B和A2情景下均为8.7 d.a-1,三者之间差距很小.A2情景下异常高温频次增长最快,增长趋势为2.6 d.(100 a)-1,A1B情景下增长略慢,为1.9 d.(100 a)-1,B1情景下增长最慢,仅为1.5 d.(100 a)-1.对3种情景下各模式对高温日数的模拟能力进行了分析,从多方面比较了各模式的模拟能力.     

基于复合极值模型的暴雨重现期研究--以川东北地区为例

利用川东北地区29个气象观测站1960—2010年的逐年暴雨日数和暴雨日降水量资料,根据复合极值理论,建立了泊松-广义帕累托复合极值模型,利用该模型对暴雨的重现周期进行了分析.研究结果表明:1)该地区暴雨发生日数序列服从泊松分布,暴雨日降水量序列服从广义帕累托分布;2)复合极值模型不仅综合考虑了暴雨的多要素特征,而且拟合效果良好;3)在当前气候条件下,该地区50年一遇和100年一遇的暴雨日降水量空间分布特征基本一致,总体上呈现山地降水多,平地降水少的特点.     

基于马尔科夫链的裂缝期次研究——以重庆天府地区上二叠统长兴组露头为例

为寻找一种经济又有效的裂缝期次定量划分方法,本文以重庆天府地区上二叠统长兴组地层为例,对构造裂缝形成期次的划分方法进行了研究。在大量野外观察与测量的基础上,以基于概率统计学的马尔科夫链为方法,进行了转移频数统计、马尔科夫性质检验、随机值计算、残差矩阵分析,得出研究区的裂缝发育期次主要为三期：第一期裂缝为近东西向,第二期裂缝为北西西-南东东向,第三期裂缝为北北东向-南南东向;结合基于地球化学的充填物碳氧同位素分析,取对应期次的裂缝充填物进行实验,对上述分析结果进行佐证,结果发现其同位素值主要散落在三个区域：第一期裂缝充填物δ18O平均值为-8.58‰,δ13C平均值为3.32‰,形成时平均埋深为3864m,形成温度为130℃;第二期裂缝充填物δ18O平均值为-7.16‰,δ13C平均值为3.79‰,形成时平均埋深为3084m,形成温度为107℃;第三期裂缝充填物δ18O平均值为-5.18‰,δ13C平均值为3.70‰,形成时平均埋深为2147m,形成温度为79℃。综合研究区构造演化史以及埋藏史分析认为：第一期裂缝形成于燕山早期,第二期裂缝形成于燕山晚期,第三期裂缝形成于喜山早期。实验结果成功验证了马尔科夫链的分析,因此马尔科夫链为一种可行的裂缝期次研究方法。     

秦岭及其以北黄土区土壤地带性特征

目的土壤地带性研究,对揭示本区土壤地带性特点与关系,指导农林牧业协调发展具有理论和实践意义。方法利用野外考察和已有研究资料进行研究。结果秦岭山地的土壤秦岭山地的土壤垂直地带性是:褐土分布在海拔1300 m以下,山地棕壤分布在海拔1300~2500 m;山地暗棕壤分布在海拔2400~3100 m,山地草甸森林土分布在海拔3000~3400 m,亚高山草甸土分布在海拔3300~3767 m。秦岭以北黄土区的土壤水平地带性是:褐土分布在自秦岭北麓至北山,黑垆土分布在北山以北至长城沿线,栗钙土分布在长城沿线以北地区。结论土壤空间演替只要受水热条件的影响,通常在受海洋季风和湿润气候影响强烈的地区,土壤垂直地带性为水平地带性的缩影。而秦岭以北的黄土区,由于东南季风的影响减弱,大陆干燥气候影响增强而形成半干旱和干旱气候,地带性土壤以黑垆土和栗钙土为特征。     

基于地形分布式模拟的四川省太阳能资源评估

利用四川省气象站常规观测数据和1∶25万数字高程（DEM）数据，根据地形因子（坡度和坡向）建立太阳辐射分布式模型，计算实际地形下的四川省太阳总辐射时空分布情况；评估分析了能体现太阳能资源的稳定度、资源丰富度、可利用价值等指标.结果表明：四川省复杂地形下的太阳总辐射多年平均年总量为1 800~7 200 MJ/m²，盆地内与高原山地上总辐射值差异较大；总辐射冬季较小，夏季较大，在1981-2010年间降低5%；四川省太阳能资源自西向东规律分布，在太阳能资源稳定且丰富，可利用日数较长，具有开发利用价值的四川省攀西和三州（阿坝州、甘孜州、凉山州）地区可合理利用太阳能资源，在交通不便地区安装小型分布式发电设施；四川省高原和山地以东的盆地地区太阳能资源较差，但仍存在少量太阳能资源丰富地区，有适用中小型分布式发电设施的可能.     

白石头蝗区蝗虫分布与生境因子关系研究

结合实地考察样点处蝗虫密度情况,研究了白石头蝗区海拔、植被、土壤理化性质与蝗虫数量之间的关系.结果表明,在海拔2000m～2400 m之间,随着海拔的升高,蝗虫密度减少.蝗虫主要分布在山地荒漠草原和山地草原带,最适宜的栖息场所为植被覆盖度介于35%～55%之间、土壤呈碱性(pH平均值为8.40)的环境.土壤含盐量范围为0.05%～0.60%,不会对蝗虫的活动产生影响.土壤有机质直接影响到地上植被的长势,从而影响蝗虫的生存.     

基于马尔科夫链的裂缝期次分析——以重庆天府地区上二叠统长兴组露头为例

为寻找一种经济又有效的裂缝期次定量划分方法,以重庆天府地区上二叠统长兴组地层为例,对构造裂缝形成期次的划分方法进行了研究。在大量野外观察与测量的基础上,以基于概率统计学的马尔科夫链为方法,进行了转移频数统计、马尔科夫性质检验、随机值计算、残差矩阵分析,得出研究区的裂缝发育期次主要为三期:第一期裂缝为近东西向,第二期裂缝为南东东向,第三期裂缝为北东向和南南东向;结合基于地球化学的充填物碳氧同位素分析,取对应期次的裂缝充填物进行实验,对上述分析结果进行佐证,结果发现其同位素值主要散落在三个区域:第一期裂缝充填物δ~(18)O平均值为-8.58‰,δ~(13)C平均值为3.32‰,形成时平均埋深为3 864 m,形成温度为130℃;第二期裂缝充填物δ~(18)O平均值为-7.16‰,δ~(13)C平均值为3.79‰,形成时平均埋深为3 084 m,形成温度为107℃;第三期裂缝充填物δ~(18)O平均值为-5.18‰,δ~(13)C平均值为3.70‰,形成时平均埋深为2 147 m,形成温度为79℃。综合研究区构造演化史以及埋藏史分析认为:第一期裂缝形成于燕山早期,第二期裂缝形成于燕山晚期,第三期裂缝形成于喜山早期。实验结果成功验证了马尔科夫链的分析,证明马尔科夫链为一种可行的裂缝期次研究方法。     

UMSS模型在福建省温度空间模拟研究中的应用

根据福建省68个气象站点1961~1990年30 a的年平均温度历史资料,分别以残差平方和、平均误差、平均绝对误差最小为目标函数,利用空间插值法中的距离反比法(ID)、距离平方反比法(IDS)、改进的距离反比法(M ID)、梯度距离平方反比法(G IDS)及空间模拟通用模型(UMSS)对福建省区域温度空间分布进行空间模拟,并对不同空间插值法进行了比较.交叉验证表明,在不同目标函数下UMSS模型模拟效果优于其他模型,具有较高的精度,能比较客观地反映温度与经纬度、海拔的关系,可应用于温度的空间模拟,而且能满足不同的研究需要,能较好地实现福建省温度格局空间模拟,为地理信息系统(G IS)辅助的温度空间分布规律研究奠定基础.     

陆面资料精度对东莞地区WRF模拟结果的影响

为建立东莞地区空气质量模拟的气象场,基于WRF模式耦合Noah陆面过程,使用不同空间精度(3 s、30 s、120 s)的陆面资料,分析对东莞地区夏季气象场模拟结果的影响差异.结果表明:WRF模型提高陆面资料精度后,东莞地区近地面气温的模拟精度均有发生变化,白天的最高温度时间为下午16:00,最低温度时间为早上6:00.白天气温模拟值高于气象观测值(过大评估),而晚上地面气温处于过小评估.白天夜晚气温模拟效果产生差异原因是,建筑物外表对辐射的截留,白天热岛较强,地面2m高度处热岛范围扩大,同时建筑物的存在使得城市湍流动能扩大,导致模拟区温度升高;而傍晚到早上东莞地区地面风速较大平均值大于4.5 m/s以上,风向属于内陆风主要为北风和东北风,都促进地面温度快速下降,导致晚间地面气温过小评估.陆面资料对地面风速模拟的误差影响较大,提高陆面精度(30 s→3 s)后,模拟风速误差改善明显,但模拟风速值还是大于观测值处过大评估.因此,为提高东莞地区WRF模型气象场模拟效果,后期还需进一步研究多因子协同作用对WRF模拟效果的影响.