地下水超采区目标ET确定——以介休市为例

以介休市为例阐述了地下水超采区目标蒸散发(ET)计算的理论与方法,将地下水位恢复纳入目标ET计算当中,采用先综合、再分项、后评估的方法,计算得到介休市2020年不同水文年的目标ET,即平水年(保证率为50%)、枯水年(保证率为75%)分别为480.9和433.0mm.从区域整体水资源消耗角度出发:根据不同外调水量及地下水开采量组合的水资源条件组合,设置了9种方案,分别计算了各种方案的综合ET;根据不同的农业灌溉节水措施和中水回用措施,提出相应的分项ET方案;根据ET的确定原则,对二者计算结果进行了协调分析与评估,给出了推荐方案,得到目标ET.      

陕甘宁黄土高原区植被覆盖空间格局演变

在遥感和GIS技术的支持下,利用2000—2016年MODIS I_(NDV)数据,结合一元线性回归法和F检验分析了陕甘宁黄土高原区植被覆盖的空间格局及其变化趋势,并从气候和人类活动2个方面探讨了影响植被覆盖变化的主要原因.结果表明,2000—2016年陕甘宁黄土高原区植被覆盖度呈上升趋势,而在空间上表现为由东南向西北逐渐递减的变化规律;超过50%区域的植被有明显增加,且主要集中在陕西黄土高原区,其余大部分地区植被变化不显著;极端气温对植被生长有明显抑制作用,而相对适宜的温度(9～10℃)会促进植被生长;降水与植被INDV的相关性以300mm等降水量线为界,以北表现为负相关,以南则呈正相关.研究结果可为当地的生态环境保护、生态系统恢复和可持续发展提供理论依据.     

基于CART模型陇西黄土高原潜在NDVI模拟

根据研究区30a的气象观测数据,使用栅格化技术,建成陇西黄土高原分布式气候模型(降水量、气温、蒸散发量);然后以人类活动影响较少的森林、灌木林和十草原作为该处的本底NDVI数据,使用分类与回归树模型建立潜在NDVI与栅格化的气候要素的关系,模拟了陇西黄土高原的潜在NDVI;在此基础上分析了外界压力对潜在NDVI的影响.结果表明:1)陇西黄土高原的多年平均降水量有从东南到西北的递减趋势,气温随海拔高度变化明显,多年平均生长季蒸散发量可达300 mm;2)使用CART模型模拟潜在NDVI精度较高,其总体精度达到了82.6%,可满足潜在NDVI的模拟;3)外界压力下的NDVI与潜在NDVI在空间分布上呈现很大的不一致.     

基于SEBS-METRIC方法的黑河流域中游地区农田蒸散

使用涡度相关蒸散数据验证表明SEBS-METRIC方法可以用来估算黑河流域中游地区作物农田蒸散.结果显示:黑河流域中游地区作物生长季内ET总量空间差异大(398~709 mm,平均567 mm).在作物不同生长阶段,ET在时间和空间上变化剧烈.在区域平均水平上,生长初期、生长中期1、生长中期2和生长后期的ET占全生长季ET总量的比例分别为10.24%,29.44%,47.11%,13.21%,各生长阶段区域平均日ET依次为1.45,3.28,3.52,2.08 mm/d.ET月份变化明显,3月最小,4,5月迅速增大,6月达到生长季的蒸散高峰,7,8月有所降低,维持在一定水平,9月作物进入生长末期,迅速降低.     

石羊河流域下游植被覆盖变化与地下水和气候的响应分析

基于1998-2008年Spot-Vegetation归一化植被指数(NDVI)数据集,采用遥感与地理信息技术以及最大值合成法获取了石羊河流域下游植被覆盖的时空变化特征,利用同期气象数据和地下水埋深数据,构建Matlab多元回归模型,综合分析了NDVI与地下水埋深、年降水量和年均气温的响应关系,平均相对误差为5.83%.研究发现11年来石羊河流域下游植被覆盖整体上经历了1998~2002年持续增加期、2003-2004年短暂下降期及2005-2008年稳步回升期,植被改善的区域面积大于植被退化的区域面积,植被覆盖整体呈现增加趋势.研究区NDVI与年降水量和年均温呈现显著相关,且年降水量对NDVI的影响大于年均气温,而NDVI与地下水埋深的相关性不显著.研究区植被覆盖受年降水量的影响相对于年均气温和地下水埋深较大,且与当地退耕还林政策和关井压田政策的实施关系密切.     

韩江流域参考作物蒸散量时空变化及其影响因素

基于韩江流域12个气象站点1961—2013年的逐日气象数据,应用Penman-Monteith公式计算参考作物蒸散量(ET0),并利用Mann-Kendall检验、Kring插值、Pearson相关分析和敏感性系数等方法分析了韩江流域ET0的时空变化特征及其影响因素. 结果表明:(1)近53年来,韩江流域多年平均ET0为1 121.96 mm,整体呈下降趋势,速率为0.39 mm/a,在1967年左右发生突变. 全流域ET0的年内变化较为明显,夏季的贡献最大,占到全年的37%;年均ET0以广东最多,江西最少. (2)空间上,韩江流域ET0呈现“自东南向西北逐渐递减”、“三高一低”的分布格局,即韩江上游梅江源头地区、韩江三角洲以及梅潭河流域为明显的高值区,而汀江上游地区的值相对较低;四季ET0的空间分布与年高低值的分布格局基本一致. (3)韩江流域ET0对相对湿度呈负敏感性,对平均气温、日照时数和平均风速呈正敏感性,对相对湿度最为敏感,其次是平均温度,对日照时数和平均风速的敏感性相对较小. (4)风速的下降是该流域ET0减少的主要原因,其次是相对湿度. 本文为山区流域水循环研究奠定了一定的基础,可为区域水资源评价与管理提供参考依据.     

近4a湖北夏季日用电量与气温关系及预测模型

利用湖北电网主网2010年～2013年逐日用电量和气象资料,分析了夏半年(5～9月)日用电量与气温的相关关系,求算出夏半年平均气温与日用电量的1℃效应量,揭示了盛夏(7～8月)日用电量与1 d、2 d、3 d、4 d、5 d滑动平均气温具有较好的相关性.利用逐步回归法,建立了盛夏(7～8月)日用电量与气温关系预测模型,经回代检验,7月均方根误差为1378.25万kw·h,占7月日均用电量的2.8%.8月均方根误差为1638.57万kw·h,占8月日均用电量的4.0%,用电量预测模型经过2014年7月1～31日应用检验表明,相对误差一般在0.1%～2.8%之间,可供电力部门预测时参考使用.     

我国1961-2009年气温变化规律分析

利用我国730个气象站1961-2009年逐月平均气温数据,采用Mann-Kendall法检验了该时段我国全年和四季气温空间和时间变化规律.结果显示,1961-2009年我国地面观测温度普遍升高,但四季和全年平均气温变化规律不一致:全国年均气温升高比单季平均气温升高明显;青藏高原和滇西南地区无论四季还是全年均是升高最明...     

日平均气温的两种计算方法比较

日平均气温是反映气候特征的重要指标之一,通常有2种计算方法:日最高和最低气温平均,4个定时气温平均.为了比较2种方法计算的日平均气温是否有显著差异,说明何种方法更接近实际日平均气温,选择我国8个气象站冷年、正常年、暖年的日气温资料和北京密云1991年中28d每日整点气温资料进行分析,结果表明:2种方法得到的日均温差异显著,但极值平均温与实际日平均气温(24h整点气温的平均)、四时平均温与实际日平均气温均无显著差异,其中四时平均温接近实际日平均气温的程度略好.另外,2种方法的差异基本无年际间的差别,但在各个季节和地区是不同的.     

近50a皖北地区气温变化特征分析

选取皖北地区5个代表气象站1957～2007年的逐月气温数据,采用线性倾向估计和累积距平等方法,研究了皖北地区气温变化的趋势和空间差异.结果表明:①近50a皖北地区的年平均气温升高约1.3℃,增温率0.25℃/10a;20世纪90年代开始气温快速升高,增暖明显.②四季气温的变化有明显差异,除夏季外,春、秋、冬3季气温均呈上升趋势,气温分别升高了1.7,1.4,1.8℃;增温率分别为0.34,0.27,0.36℃/10a;增温幅度从大到小依次为冬季、春季和秋季.③皖北地区东部的宿州和东南部的蚌埠增暖明显,增温幅度较大;皖北地区西北部的砀山、西部的亳州和西南部的阜阳增温幅度较小.气温异常偏高年份多出现在90年代以后,1991～2007年的17a中,气温异常偏高及以上等级出现10a,占59%.     

1998年以来中国气温持续极端偏暖的事实

利用国内地面气温观测资料,首先对数据进行了质量控制,考虑了序列的均一性和空间抽样误差问题,计算了近55年来(1951-2005)中国地面平均气温的变化幅度。结果显示,1998年为中国气温近55年之最暖年份,大约偏暖1.10℃(相对于1971-2000年间30年气候平均状况);自1998-2005年8年间,除2000年全国平均气温距平约在0.29℃外,其余7年相对于1971-2000年气候标准值均高出0.60℃以上,从最热年1998年开始依次排列为:1998年(1.10℃)、2002年(0.88℃)、1999年(0.86℃)、2004年(0.86℃)、2005年(0.72℃)、2003年(0.68℃)、2001年(0.63℃),这一事实值得引起人们深入关注。     

黄土高原水土保持功能区生态环境质量遥感监测与评价

黄土高原水土保持功能区是全国生态功能区划定的重要功能区之一。过去以来黄土高原区内水土流失严重，生态环境脆弱，严重地制约着当地的社会经济发展，21世纪以来西部大开发战略和生态工程建设对该区生态系统服务功能改善发挥重要作用。由此，黄土高原水土保持功能区生态环境质量监测评价对于认识国家生态保护政策带来的影响具有重要的科学意义。本研究利用2000—2020年MODIS数据构建遥感生态指数(RSEI),结合年降水量和年平均气温数据，对黄土高原水土保持功能区生态环境质量进行监测与分析。研究表明，2000—2020年研究区以生态用地为主，面积占比57.31%。以半生态用地转入生态用地为主，占变化总面积的51.74%,生态用地的转入改善了区域生态环境质量。2000—2020年研究区RSEI均值由2000年的0.39增至2020年的0.57,生态环境质量明显改善。生态环境质量等级以中等为主，平均面积占比为45.61%,优、良等级面积共增加38.08%,极差、差等级面积减少60.79%。中部区域RSEI增加速率较快，显著增加区域占总面积的11.59%。研究区热量充足，水分是限制植被生长的主要因子，RSEI...     

吐鲁番市和哈密市气温与降水特征变化比较

利用吐鲁番市和哈密市9个气象站点的气象数据,采用线性回归、累积距平统计量与信噪比检验方法,对吐鲁番市和哈密市57年(1960—2016年)的年平均气温、年降水量、平均最高气温、平均最低气温变化趋势和变化特征进行了对比分析.结果表明,吐鲁番市和哈密市年平均气温呈上升的趋势,多年均值为12.11℃和7.35℃,冬季气温增幅最大.哈密市的增温幅度比吐鲁番市的增温幅度大,吐鲁番市年平均气温突变年份为1986年,哈密市年平均气温突变年份为1996年.吐鲁番市和哈密市的降水量以1.61 mm·(10 a)~(-1)和3.61 mm·(10 a)~(-1)的速率上升,夏季降水量上升趋势最显著,多年均值为32.15 mm和78.49 mm.     

基于蒸散发同化的流域ET过程模拟研究

采用集合卡尔曼滤波同化水文模型与遥感模型反演的蒸散发(ET)结果,获得更接近真实情况的ET,并利用同化后的ET结果进一步优化水文模型,从而获取连续精度较高的区域ET.通过对北京市沙河流域1999—2007年的ET过程研究显示,运用本方案可以改善水文模型对ET的估算精度,模拟出精度较高的流域蒸散发过程.     

近60年天津海岸带地区降水与气温的演变规律

天津海岸带地区生态环境较为脆弱,水资源短缺日益严重,其中春旱问题突出.因此,探讨该区年和春季降水量与气温的长期演变规律具有重要意义.基于1961—2018年降水与气温数据,根据气象行标当候(5 d)划分春季(10～22℃),利用线性趋势、小波分析和小波相干性分析该区降水量与气温的长期演变规律.结果表明:①年降水量总体呈下降趋势,降水倾向率为-10.9 mm/(10 a),而春季降水量总体上无显著变化趋势;年和春季平均气温均呈上升趋势,表明该区气候总体上呈"暖干化"趋势.②年降水量时间波动主周期为23 a,比气温和春季降水量主周期(27 a)缩短4 a;降水与气温的不同步可能导致气温高的年份春季降水少,加剧了春旱问题.③年降水量与平均气温在1995年前为负相关,3～5 a周期区间内春季降水量比气温在1985—1995年和2005—2010年落后1 a左右,年和春季降水与气温在全年和春季尺度上均为非线性的耦合关系.④春季植物生长关键期(3—4月份)降水量无显著变化,但气温却升高,这可能影响植物生长对水分潜在的需求,进而降低作物产量.     

华北地区1901～2002年气候变化强度的演变

利用英国East Anglia大学研究部1901～2002年高分辨率的格点月平均气温和月降水量资料,以及华北地区104个气象观测站1957～2002年的实测月降水量和月平均气温资料,从100a,50a和20a共3个时间尺度详细分析了华北地区潜在蒸发量、降水和气温的趋势变化特征以及气候变化强度的演变规律.结果表明,华北地区的气候变化在百年尺度上经历了由弱到强的变化过程,最近20a(1981～2002年)的气候变化强度是近百年来最强的时期,气候变暖、干旱化趋势加重,潜在蒸发量上升,将会导致华北地区水资源供需矛盾更加突出.     

闽江口区域土地利用变化时空特征分析

以闽江流域临海区长乐市为研究区域,基于1998年与2000年的TM/ETM+和SPOT遥感图像,及1998年土地利用GIS数据和社会经济统计数据,对长乐市1998-2000年的土地利用动态变化的时空特征进行研究.长乐市土地利用动态变化的主要类型为水田、林地、旱地和未利用地,表现为水田、林地的明显减少,旱地、未利用地及居民地的大量增加,占总面积25.39%的土地单元发生了各种不同类型的土地利用变化,土地利用程度总体处于发展期,并有深化的趋势.     

朔城区近53年气温变化特征分析

根据朔城区气象局1957—2009年近53年的气温序列资料,分析了朔城区年平均气温、各季节平均气温、平均最高、最低气温及极端最高、最低气温变化特征。结果表明：近53年来朔城区气候分为冷、暖两个阶段,以20世纪90年代中期为界,前为冷期,后为暖期。年和季的平均气温都呈上升趋势,20世纪90年代中期以来这种趋势尤为明显。     

基于地统计和GIS的河南省降水量和蒸发量空间变异性分析

在分析河南省1950年-2000年气象资料的基础上,采用地统计学与GIS相结合的方法,研究了河南省范围内年降水总量、年蒸发量、年盈亏量的空间变异和分布特征. 结果表明:河南省全年降水量在527.78～650 mm的区域占24.65 %;650～800 mm的区域占39.24 %;800～950 mm的区域占22.34 %;950～1 347.4 mm的区域占13.76 %.全年蒸发量为1 352.51～1 650 mm的区域占研究区总面积的20.15 %;1 650～1 800 mm的区域占33.21 %;1 800～1 950 mm的区域占33.31 %;1 950～2 361 mm的区域占13.32 %.     

近10a新疆乌苏植被覆盖对气候变化的响应

基于MODIS-NDVI遥感数据反演新疆乌苏地区2001～2013年植被覆盖的空间格局和变化规律;并结合研究区同期降水量和气温数据,分析了乌苏天山森林生态区、东南部草原生态区和西北部荒漠生态区植被的年际变化和季节变化对气候变化的响应.结果表明:①从年际变化上看,乌苏13 a间NDVI呈现缓慢降低趋势,平均NDVI达到了0.163;乌苏东北部及天山北坡部分NDVI较高,西北荒漠地带和中部精河、车排字、克拉玛依一线较低,空间分布呈现南北两极分化;(②年内变化,乌苏NDVI变化曲线呈现单峰型,7～8月达到最高,10月至翌年2月植物枯黄NDVI逐渐降低;③在年际水平上,乌苏植被覆盖与气温降水的相关性不高.但在年内水平上,气候因子对植被生长的影响作用明显,气温与月均NDVI通过0.01的显著性检验,达到0.964.说明年内植被生长更依赖于水热组合的作用,而且温度是影响植物生长最直接的因素之一.