中国北方春季沙尘天气气候趋势的多因子客观预测

 分析了中国北方春季沙尘天气日数的时间演变特征及不同阶段大气环流的分布特征，探寻前期关键区海表温度和海冰密集度等外强迫信号，并研究了敏感沙源区夏季降水对次年春季中国北方沙尘天气趋势的影响。在此基础上，建立了春季沙尘气候趋势多因子客观预测模型，从近5年在国家气候中心的实际应用看，对华北区的预测效果最好。经过改善，对西北区的预测技巧也有明显的提高。     

乌拉特中旗地区沙尘天气初步分析

文章研究了乌拉特中旗地区1991年1月至2007年8月的沙地扬沙,沙尘暴天气的气候特征,概括了沙尘天气日变化、季节变化、年变化的基本情况,以及有利于沙尘天气的地面天气形势。分析了沙尘天气的天气形势及其原因。     

近40年陕西省扬沙和沙尘暴天气

目的 对扬沙和沙尘暴进行分析，以便得出陕西省沙尘天气的时空分布特征；为进一步研究沙尘天气发生的物理机制奠定基础。方法 利用1961-2000年陕西省97个台站的气象实测资料，通过数理统计方法及对比分析，近40年陕西省扬沙和沙尘暴天气的时空分布特征及变化趋势被得出。结果 陕西省扬沙和沙尘暴天气主要发生在3～6月，一般出现在下午和傍晚；扬沙和沙尘暴在陕西省的空间分布特征总体是北多南少，近40年扬沙和沙尘暴出现频数在20世纪80年代后呈下降趋势，20世纪末到本世纪初有一个明显的回升趋势。结论 扬沙和沙尘暴天气的出现频数于20世纪80年代后呈下降趋势，20世纪末到本世纪初有一个明显的回升趋势。     

太原春季沙尘天气特征分析

根据沙尘天气标准，对太原地区1961-2002年春季沙尘天气的基本特征进行了分析，给出了该地区春季沙尘的启动风速、沙源地、影响系统等研究结论，并对其年代际变化成因进行了初步探讨。指出42年来太原春季沙尘天气以浮尘、扬沙为主，且总体呈减少趋势，气候变化是引起沙尘年际和年代际变化的主要原因，植树种草是防治沙尘的重要措施。     

塔里木盆地沙尘天气的气候特征

利用塔里木盆地周边28个气象站1961—2003年逐日地面观测资料,分析了沙尘天气 的空间分布特征和时间演变规律,在构建多元线性回归影响因子模型的基础上,探讨了气温 、地温日较差、气压、平均风速、降水量5个气候因子对沙尘天气的影响程度,建立了沙尘 指数。塔里木盆地沙尘天气有着明显的地域分布特征和季节变化,春季是高发期,沙尘日数 与气候因子季节变化的关系非常密切。沙尘日数年际变化呈明显的减少趋势,具有6～9 a的 振荡周期。3—9月盆地沙尘天气的主要影响因子依次是平均风速、降水量和地温日较差。春 季降水量占主导地位,6—9月平均风速占主导地位。选取各月对沙尘天气影响有意义的气候 因子建立了沙尘指数,它在时间序列上对沙尘天气有很好的反映,可用来做沙尘天气出现日 数的气候预测。     

运城市沙尘天气特征分析

利用运城市13个气象观测站的资料,对1961—2001年运城的沙尘天气气候特征和沙尘天气的主要环流形势特征进行了分析研究,结果表明:运城的沙尘天气中,浮尘最多,占66%;扬沙次之,占32%;沙尘暴最少,占2%。风沙多发生在春季,冬季次之,夏季最少。20世纪60年代至70年代沙尘天气多,80年代至90年代明显减少。     

2000～2018年黄土高原沙尘天气遥感监测及尘源分析

利用19年（2000~2018）MODIS L1B数据对黄土高原102次沙尘天气过程进行遥感监测与分析,以探究黄土高原沙尘天气发生的时空规律。结果表明,黄土高原沙尘天气呈减少趋势,沙尘频发季节为春季。黄土高原沙尘源地主要分布在其西北部,位于沙地和沙漠区、农灌区与黄土丘陵沟壑区、黄土高原沟壑区等生态脆弱的原生沙尘暴带。黄土高原典型的沙尘源为活动沙丘及丘间沙地、干涸湖泊河道和农田等,表明沙尘天气频发是由自然因素和人为因素共同导致的。沙尘天气的遥感监测捕捉了黄土高原沙尘活动的时空变化特征,高效地识别了沙尘源地和尘源类型,对黄土高原气候变化、生态环境变化研究和环境修复与评价具有重要指导意义。     

德州市气候变化和气象灾害的防御

根据德州市气象站1951—2010年的气象观测资料,分析德州市的气候变化。结果表明,德州市气温升高、降水减少、日照减少、雾霾日数增加、酸雨加重,短时强降水和特大暴雨等极端灾害性天气气候事件增加,气候变暖,呈干旱化趋势。亟需采取有力措施加强城市防汛、农业干旱等气象灾害防御能力及人工影响天气作业能力的建设,控制和减少污染物的排放,减少大气污染对生态系统的影响。     

#br# 近50年雷州半岛北部降水变化及其与ENSO活动的关系

根据湛江市1961-2008年的日降水量、气温、相对湿度、蒸发量等气象资料,通过Mann-Kendall趋势分析、小波分析以及相关性检验等方法,分析了近50年来雷州半岛北部地区水热变化特征、趋势性和周期性等,并探讨了其与ENSO活动的可能关系．结果表明,(1)1961-2008年雷州半岛北部地区气候趋向暖干,总体呈偏干气候态．自20世纪90年代中后期以来,气候干旱化趋势愈加显著,尤其在2002年左右出现突变性转折．(2)近50年来该地区气候水热组合季节特征主要表现为暖湿凉干组合,然而在年际与年代际时间尺度上,水热状况则表现出暖湿凉干、暖干凉湿等多种不同组合特征,且在年际与年代际时间尺度上的水热组合状况也并不完全一致．（3）采用连续小波周期分析发现该地区的气候干湿变化存在显著的2～3年短周期变化,可能与同一时期ENSO活动具有一定关系．     

进入21世纪的气候变化科学--气候变化的事实、影响与对策

近百年来，地球气候正经历一次以全球变暖为主要特征的显著变化，我国的气候变化趋势与全球气候变化的总趋势基本一致。近50年的气候变暖主要是人类使用化石燃料排放的大量二氧化碳等温室气体的增温效应造成的。现有的预测表明，未来50-100年全球和我国的气候将继续向变暖的方向发展。国际上，目前《联合国气候变化框架公约》和《京都议定书》正在就如何减缓这种气候变暖的趋势和控制温室气体排放进行谈判。本文依据IPCC第三次评估报告与国内外最新的研究成果，说明气候变化的事实与未来的可能变化，阐述冰冻圈对气候变化的响应，进而说明气候变化对生态系统和社会经济的影响，分析气候变化给我国带来的挑战和机遇并提出对策建议。     

降雨作用下路堤边坡水毁机理及影响因素分析

为明确降雨对路堤边坡内部渗流场以及稳定性的影响,对路堤边坡水毁机理及其主要影响因素进行了研究。在特定土质、压实度以及冲刷入渗时间等控制条件下,通过边坡模型试验探究降雨对边坡坡面冲刷破坏过程的特征,运用GeoStudio程序进行数值模拟分析,找出降雨作用下路堤边坡内部渗流场和稳定性的变化规律。结果表明:降雨过程中雨水冲刷造成边坡坡面结构破坏,而边坡内部受到雨水渗流作用导致稳定性降低,降雨作用从外到内对边坡造成影响;随着2种土质边坡压实度从85%提升至95%,砂性土边坡的冲刷量减少了46.18%,边坡安全系数提升了13.74%,黏性土边坡冲刷量降低了33.70%,安全系数提升了10.21%;随着降雨时间的增加,黏性土边坡后期冲刷深度趋于稳定,但砂性土边坡冲刷深度有增大的趋势;相同控制条件下,降雨前后黏性土边坡安全系数变化量小于砂性土边坡。因此,同等控制条件下,黏性土边坡的抗水毁性能以及整体稳定性均强于砂性土边坡,研究结果有助于更全面地了解降雨过程中路堤边坡的水毁机理及主要因素的影响规律,提高道路支撑的稳定性。     

Climate modelling: Northern Hemisphere circulation

Air pressure at sea level during winter has decreased over the Arctic and increased in the Northern Hemisphere subtropics in recent decades, a change that has been associated with 50% of the Eurasian winter warming observed over the past 30 years, with 60% of the rainfall increase in Scotland and with 60% of the rainfall decrease in Spain. This trend is inconsistent with the simulated response to greenhouse-gas and sulphate-aerosol changes, but it has been proposed that other climate influences--such as ozone depletion--could account for the discrepancy. Here I compare observed Northern Hemisphere sea-level pressure trends with those simulated in response to all the major human and natural climate influences in nine state-of-the-art coupled climate models over the past 50 years. I find that these models all underestimate the circulation trend. This inconsistency suggests that we cannot yet simulate changes in this important property of the climate system or accurately predict regional climate changes.     

黄垒河流域气候与土地利用变化对径流的影响

以山东胶东半岛黄垒河流域为研究区,构建了SWAT分布式水文模型,采用SUFI-2算法进行模型参数敏感性分析、率定与验证研究,对巫山水文站2011—2018年月径流量数据进行模拟,在此基础上设置3类变化情景,定量识别黄垒河流域内气候变化与土地利用变化下的水文响应情况。结果表明:1）SWAT模型在黄垒河径流模拟中具有较好的适用性,模型率定期的R2、E_NS分别为0.74和0.71,验证期R2、E_NS分别为0.69和0.72;2）综合型情景模拟分析得出,气候变化、土地利用变化及二者共同变化均引起流域内年均径流增加,分别使年均径流量增加0.14 、0.05 、0.19 m3? s?1,径流量对气候变化比土地利用变化更敏感,径流变化由气候变化主导;3）气候变化情景模拟分析得出,流域内年均径流量与降水变化成正相关,降水增加比降水减少对径流变化作用更显著,气温升高对流量变化有负效应,流量对气温升高比气温降低更敏感;4）极端土地利用情景模拟分析得出,城市扩张情景、耕地保护情景、退耕还林情景、城市绿化情景下,年均径流变化率分别为5.04%、2.71%、?8.17%、?4.23%,居民地、耕地具有增流作用,且居民地增流作用大于耕地,林地则具有较显著的减流作用. 需加强对流域内气温和降水,特别是强降雨的预测和防汛预警,并通过优化土地利用结构及空间布局减缓气候变化带来的水文负效应,实现流域水量平衡.      

前汛期惠州市强降水气候突变及其环流特征分析

 惠州市地处气候年际变化显著的东亚季风区,近几十年来前汛期强降水事件频繁,尤其自20世纪90年代以来有很多暴雨灾害发生。为了客观地分析惠州前汛期强降水事件的异常情况,利用1967-2009年惠州市降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,研究了前汛期惠州强降水的气候变化及其环流特征。结果表明：前汛期惠州市总降水量和暴雨量大,暴雨日数多;它们的年际变化一致,无明显趋势变化。但自1990年代中期至今,强降水异常有增多且强化的趋势。进一步对比惠州前汛期强降水异常事件突变前后的环流特征,强降水偏多（少）年,突变前后低纬地区均呈现偏南（东北）气流异常,而引起强降水偏多（少）年突变的环流形势差异,主要表现为突变后冷空气作用明显,低层北风分量增强;突变前后物理量的差异则主要表现为,突变后强降水偏多年高、低层散度梯度加大,垂直上升运动偏强,对流性不稳定加大,强降水偏少年上述物理量的变化相反;以上差异特征均导致突变后强降水偏多年更易引发或加剧强降水异常,强降水偏少年更不易于强降水的发生。     

远源地下水入侵阿拉善高原沙漠:酸溶物Sr同位素证据

选取北方西－东向气候剖面上物质组成相似的四个沙漠（塔克拉玛干、巴丹吉林、腾格里和毛乌素）,测定其地表沙酸溶物87Sr/86Sr比值、Ca2+和Sr2+浓度。Ca2+和Sr2+浓度相关性极好,在降雨量低的塔克拉玛干沙漠中最高,向东逐渐降低,在降雨量多的毛乌素沙漠中最低。降雨量是控制阳离子浓度变化的主导因素。酸溶物87Sr/86Sr比值在四个沙漠中有不同于阳离子变化的区域特征。塔克拉玛干沙漠酸溶物87Sr/86Sr比值在0.71以下,巴丹吉林和腾格里沙漠的大于0.7112,而毛乌素沙漠的在0.71-0.7112之间变化。塔克拉玛干和毛乌素沙漠地表沙酸溶物87Sr/86Sr比值仅受气候变化的制约。巴丹吉林和腾格里沙漠除了受气候因素影响外还受其它因素的制约,最可能的就是远源地下水。经计算,远源地下水对巴丹吉林沙漠的影响份额为47%,对腾格里沙漠为44%,接近气候因素的影响。     

辽宁省气候变化的分析及对地质灾害的影响

利用辽宁省气象台站的资料,运用气候倾向率、趋势系数以及Yamamoto检测法分析了该区域的气候变化趋势;利用多元统计方法以及地统计方法重建不同时间序列上降水的空间分布格局,并探讨了这种变化对其他方面的可能影响.结果表明,辽宁省气候有暖干化趋势,暖化期主要体现在春冬两季,干旱期体现在夏冬两季;气温有突变,并主要表现在夏季;年均温度由西南向东北方向、年降水由东向西方向都有逐渐递减的趋势.气温和降水的趋势系数存在空间变异性,将可能导致区域内地质灾害发生的频率增加,强度加大.     

基于侵蚀过程的喀斯特坡耕地土壤重金属迁移机制

为探索喀斯特坡耕地土壤重金属元素随径流迁移机制,通过人工模拟降雨试验方法,系统研究了不同降雨强度和坡度下Cu、Zn和Ni元素随地表径流迁移转化机制。结果表明:(1)不同处理条件下坡面产流量呈上升趋势,在产流10～20 min后达到峰值并趋于稳定,同时降雨强度越大,坡度越陡,产流量越高。(2)不同处理条件下产沙量均呈先迅速增加后缓慢减少的变化趋势,产沙量与降雨强度呈正比,且在相同降雨强度下存在临界坡度。(3)供试土壤中重金属均以残渣态为主,随着产流时间的延长,径流中溶解态Ni和Cu元素变化无明显规律,上下波动幅度不大,溶解态Zn在径流中含量低于检测下限,而颗粒态Cu、Zn和Ni含量基本呈现先快速上升又逐渐下降的变化趋势,与径流产沙量变化趋势一致。     

我国北方地区植被类型变化气候效应的虚拟数值试验

利用区域气候模式 (RegCM 2 )对东北西部、华北北部和西北东部、华北西部两个生态环境脆弱地区植被类型分别由草地变为农田和森林后对区域气候的影响程度进行虚拟数值试验 ,结果表明 ,我国北方地区植被类型由草地变为耕地或森林将使得这些地区夏季降水减少 ,温度升高 ,5 0 0hPa位势高度升高 ,副热带高压控制地区的位势高度降低 ,从而使副高减弱 ,不利于我国北方的降水增加 .从虚拟数值试验的对比中可发现 ,华北北部、东北西部地区植被类型改变比西北东部、华北西部地区植被类型改变所引起的降水减少、温度升高和副高减弱效果显著 .此外 ,对于同一个地区的植被类型改变而言 ,由草地变为森林比由草地变为耕地所引起的降水减少、温度升高和 5 0 0hPa位势高度变化效应大 .因此 ,根据数值试验结果可知 ,退耕还草可能是我国北方干旱半干旱地区改善环境的有效方式 ,华北北部和东北西部为开展有序人类活动的最佳地区     

High resolution stalagmite δ18O records over the past 1000 years from Dongge Cave in Guizhou

Based on MC-ICP-MS U-series dating andstable O-isotope analysis results, a 4-5 years resolution monsoon record over the past 1000 years has been established for two stalagmites from Dongge Cave, Guizhou. The high resolution oxygen isotope record serves as a proxy for variations in rainfall of Asian southwest monsoon over the Yunnan-Guizhou Plateau. A close relation of the δ18O record with the A^14C record from tree rings largely reflects impact of centennial-scale solar activity on the monsoon climate changes. The conspicuous decrease in the δ18O value at AD 1720 indicates an abrupt increase in monsoon rainfall, suggesting that an atmospheric-oceanic couple over the tropical Indian Ocean plays an important role in rapid increase of the Northern Hemisphere temperature over the last century.     

潮湿多雨地区高速公路路基湿度的实测特征

为获取潮湿多雨地区路基的湿度分布特征及其影响因素,采用现场钻芯取样和预埋湿度传感器的方法,对4条高速公路进行了现场测试。结果表明,黏土路基显著受地下水毛细作用的影响,路床内平衡含水率较最佳含水率提高5%左右,土路肩和边坡的入渗将直接影响外侧行车道以下路基湿度、提升含水率并造成一定程度的干湿循环,中央分隔带防排水措施的失效也可导致内侧行车道下含水率大幅提升;而砂土路基受地下水的影响较小,湿度波动与气候因素变化之间的滞后性也较小。因此,设计时宜充分重视防排水措施的长效性,并以路基长期的湿度分布作为设计状态;若考虑到入渗产生的湿度提升与波动,以及高速公路行车道的荷载分布特征,以外侧车道的实际湿度作为设计状态则更为合适。