干旱半干旱气候条件下夏季地表城市热岛特征与影响因素研究

利用MODIS土地利用产品提取城市建成区和郊区,以2013年6、7、8三个月的MODIS地表温度产品以及植被覆盖产品分析夏季甘肃省内干旱半干旱气候条件下的地表城市热岛特征,讨论影响地表城市热岛的主要因素。结果表明,在干旱半干旱气候条件下,地表城市热岛具有显著的昼夜差距与区域特点,表现为夜晚地表城市热岛强度大于白天;城市周围的农田、草地等生态屏障可以避免建成区地表被荒漠裸地直接包围,对于控制地表城市热岛具有重要作用,传统计算城郊温度差的方法对于衡量干旱半干旱气候条件下的地表城市热岛具有明显局限性;影响地表城市热岛的主要因素在一天中会产生变化,城郊植被覆盖度差异与夏季白天的地表城市热岛有显著相关性,夜晚地表城市热岛则可能与人类活动强度和人为热源排放有关。     

中纬度干旱半干旱气候特征和区域差异

中纬度干旱半干旱气候又称温带、亚热带干旱半干旱气候和亚热带——温带的草原——荒漠植被分布区相吻合。它主要分布于北半球内陆大约35°—50°N的欧亚大陆和北美大陆的中心部分,其中亚洲内陆地区包括西亚北部的西亚干旱区(伊朗高原为主)、苏联的中亚干旱气候区和我国西北部干旱区以及欧洲温带草原、荒漠气候区。在北美大     

上海地区夏季地表热通量特征及其影响因素

通过土壤温度预报校正(TDEC)法验证了地表下5 mm处测量土壤热通量的准确性,并以此代表地表热通量.总结了上海地区3种典型日(晴天、多云、雨天)地表下5 mm处土壤热通量的日变化情况,并通过控制变量法综合分析不同因素(太阳辐射量、土壤含水量、云量等)对土壤热通量的影响.结果表明:土壤热通量的波动晴天时最剧烈,波动范围为-23.62～111.81 W/m~2;随着土壤深度的递减,土壤热通量在多云和雨天的波动范围依次减小;未下雨时太阳辐射量与土壤热通量之间的相关性较强(R~20.74);土壤热通量的波动范围随土壤含水量的增加而缩小;在不同典型日,土壤热通量受到不同因素的影响.     

夏季干旱半干旱城市公园绿地空气负离子与空气颗粒物变化特征

【目的】观测北方干旱半干旱城市公园绿地不同植被结构空气负离子浓度与空气颗粒物浓度,并评价影响因素及其交互影响,为北方城市居民选择游憩时间及公园建设提供科学依据。【方法】于2020年7—8月,同步观测呼和浩特市敕勒川公园5种植被结构及对照点空气负离子浓度、空气颗粒物浓度,分析空气负离子与空气颗粒物变化特征及其影响因素。【结果】不同植被结构空气负离子浓度基本呈“V”形变化特征,空气颗粒物浓度最高值出现在早晨,最低值出现在下午;不同植被结构空气负离子浓度均值均高于对照点,且复层植被结构产生的负离子浓度要高于单层植被结构,不同植被结构对空气颗粒物浓度的调控存在着削减和集聚并存的效应;气象因子是影响空气负离子和空气颗粒物浓度的主要因素,风速与空气负离子浓度间显著负相关,温度与空气负离子浓度、总悬浮颗粒物(TSP)和PM₁₀浓度间显著负相关,相对湿度与空气负离子浓度、TSP和PM₁₀浓度间显著正相关,露点温度与PM_2.5和PM_1.0浓度间显著正相关;空气负离子浓度与PM_1.0浓度间显著负相关。【结论】复层植被结构较单层植被结构对提高空气负离子浓度有更加显著的作用,疏密适当的植被对减少空气颗粒物浓度起到积极作用;依据观测结果,建议城市周边居民开展休闲娱乐活动的最佳时间选择在9:00—10:00和14:00—17:00。     

中国干旱半干旱地区防护林气候效应的分析

对中国干旱半干旱地区近几十年来防护林的气候效应进行了系统总结,指出防护林具有改善小气候的功能,可降低风速、增加空气湿度、调节气温,从而改善农作物生长环境、提高人们的生存质量;与小气候相比,防护林对区域性气候影响较小,但可显降低风速和沙尘暴发生频率。笔还对防护林气候效应研究中存在的问题进行了分析,提出了自己的观点,强调在该地区应因地制宜、适度地营造各种形式的防护林,集约经营、提高林分质量,以充分发挥其防护、经济和社会效益。     

石羊河流域干旱变化趋势及气候影响因素

基于Thornthwaite干燥指数概念,采用Sen斜率、敏感性分析和空间分析等方法研究1981-2014年石羊河流域干旱的空间分布特征和变化趋势,分析干燥指数的气候敏感性.结果表明:石羊河流域干燥指数自上游至下游呈增大趋势;研究时段内,干燥指数减小的区域主要分布在乌鞘岭东北、永昌以西及民勤以北,其余地区干燥指数呈增加趋势.石羊河流域干旱对降水、相对湿度和净辐射的变化较为敏感.1981-2014年流域上游山区降水减少导致干旱加重,而相对湿度的增加抑制了陆表蒸散发,一定程度上缓解了旱情的加剧;流域中下游地区干旱减弱主要由降水增加所致.     

陇南特大干旱的气候特征

通过降水概率百分率分析方法对陇南干旱和历史上的几次重大干旱年份进行对比分析，揭示了这次干旱的气候特征和历史上的位次。为研究预测我区干旱天气提供科学依据。     

利用MODIS数据直接估算晴空区干旱与半干旱地表净辐射通量

通过对地表处向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和向上长波辐射通量的4个能量收支分量的参数化,利用多个MODIS陆地和大气产品,给出一个不需要地面观测气象数据,仅用卫星遥感数据来计算晴空条件下干旱与半干旱地表上的净辐射通量计算方案。方案计算了2003年7—10月、2004年7—11月及2005年6—10月期间退化草地89个晴空数据和农田85个晴空数据,与地面观测数据对比表明方案能有效计算净辐射通量,均方根误差达到47·5和49·2W/m2,优于国内外同类研究的精度。     

利用MODIS数据直接估算晴空区干旱与半干旱地表净辐射通量

通过对地表处向下短波辐射、向上短波辐射、向下长波辐射和 向上长波辐射通量的4个能量收支分量的参数化, 利用多个MODIS 陆地和大气产品, 给出一个不需要地面观测气象数据, 仅用卫星遥感数据来计算晴空条件下干旱与半干旱地表上的净辐射通量计算方案。方案计算了2003 年7?10 月、2004 年 7?11 月及 2005 年 6?10月期间退化草地 89 个晴空数据和农田85个晴空数据, 与地面观测数据对比表明方案能有效计算净辐射通量, 均方根误差达到 47. 5 和49. 2 W/m², 优于国内外同类研究的精度。     

基于Landsat8的天津地区夏季城市热岛区分布特征研究

为掌握城市热岛区的分布特征以寻求缓解城市热岛效应的可行方法,选取2013年7月24日和8月25日两景Landsat8天津地区遥感影像,采用单窗算法反演地表温度,并在此基础上,利用Senanayake等提出的方法确定夏季城市热岛区,分析热岛区与植被和水体的关系.结果表明:研究区夏季地表温度平均值约为31.5℃,以中温区和较低温区为主;热岛区的地表温度在36℃以上,所占区域为研究区面积的6.12%,且空间分布不均,呈现市区和塘沽中东部2个中心,景观格局呈零星状和组团状,热岛区斑块面积相差较大;结合实例采用空间叠加法分析热岛区与植被和水体的关系,发现热岛区内几乎无植被和水体分布,说明水体和植被对热岛具有缓解作用.     

干旱半干旱地区土壤矿物组成特征及其环境意义

对处于干旱、半干旱地区的甘肃省15个地点的灰钙土、栗钙土、黑垆土、灰褐土和黄绵土等不同类型土壤剖面进行了机械组成分析、矿物组成显微鉴定和粘土矿物X射线衍射分析.结果表明:土壤机械组成以粉砂为主,粘粒次之;栗钙土、灰钙土、黑钙土和灰褐土等于旱地区典型土壤中表层的粘粒质量分数相对较低,土壤原生矿物组成以石英为主,绿帘石等蚀变矿物质量分数较高,次生矿物含有较高的石膏和方解石等;粘土矿物主要为伊利石、绿泥石、高岭石和蒙脱石.土壤机械组成、矿物组成和粘土矿物组成表明:干旱、半干旱地区土壤为黄土母质,土壤形成条件为碱性环境、较弱的淋滤作用和干冷气候,近代强烈的风蚀作用(或沙尘暴)和大气污染对土壤有一定程度的改造.     

杭州夏季城市热岛特点与绿化覆盖率的关系

城市热岛效应是受多种因素所控制的，系统天气状况是决定性因素，其次才是土地利用构成，其中建筑率和绿地率关系重大，因而取样日期、地点的不同，有时会导致不是很一致的结论。通过我们两年多来对杭城热岛的研究，现把主要的结论汇总如下。 (1)杭城热岛效应和干岛效应明显存在。 (2)热岛呈现非均一的镶嵌式结构，呈多中心分布模式。但从较大的尺度上讲，热岛基本上与建城区范围相一致，市中心或建筑中心则为高温中心。 (3)城区公园比城区低0.6℃左右，但观测结果未达到显著性水平。 (4)风景区比城区和城郊区温度平均低1.2℃左右。 (5)相对…     

中国干旱半干旱地区古粉尘通量差异及其指示的气候意义

从各区域独特的地形地貌条件、距离粉尘源区的远近、不同的物源区以及不同的气候控制系统等动力机制因素出发,认为中国北方粉尘通量在空间上与北太平洋V21-146孔深海沉积物、日本Biwa湖湖相记录、全球冰量δ18O曲线所反映的古气候记录在万年时间尺度上一致,自西向东通量减少,显示出与源区的距离成反比的趋势;在时间尺度上,冰期时的粉尘通量明显高于间冰期的通量,冰期通量的变化具有高频波动的特征;现代尘暴粉尘的通量与黄土堆积期的通量相似,表明在末次冰期时大量的粉尘搬运大多是在尘暴状况下完成的.     

干旱条件下微肥对羊草生长的影响

针对西北干旱区优质饲草料不足、水资源缺乏等问题,以中科1号羊草人工草地为研究对象,在干旱区自然降雨条件下探讨不同微肥对羊草生长发育的影响.结果表明:拔节期配施微肥可增加羊草干草产量,增产效果为硼(B)铁(Fe)锰(Mn)钼(Mo)锌(Zn),其中施用B和Fe肥分别较单施氮磷肥(CK)增产11.8%和11.2%;施用Fe和Mn肥使羊草叶片长度分别增加4.9%、13.5%.施用B肥后穗数增加8.5%,穗长增加28.6%,种子产量均增加17.5%,施用微肥亦可增加羊草粗蛋白含量,其中Fe、Mo肥增加幅度最大,较CK分别增加4.52%和3.14%.拔节期增施B肥可显著提高羊草干草产量和种子产量,建议干旱区推广应用.     

不同人为干扰地表条件下湍流通量特征的研究

利用1993至1994年日本国家农业环境研究所与中国科学院沙漠研究所合作在内蒙古奈曼地区实测的8种下垫面（沙丘、草地、4种放牧强度的草原、玉米田、大豆田）的净辐射、土壤热通量、2个高度的温度、相对湿度和风速等微气象资料，分别采用Bowen比法和空气动力学方法计算了不同下垫面的感热通量和潜热通量，并将两种方法的计算结果作了比较.结果表明：采用空气动力学方法计算的感热通量与Bowen比法的计算结果相比有偏大趋势，且随稳定度参数Richardson数Ri的减小，两者的差增大.在植被较多的下垫面，两种方法计算的感热通量相关性较好.对于潜热通量，植被覆盖率越大的下垫面，空气动力学方法的计算结果偏小越多.     

江淮地区夏季环流分型及其云水气候特征

用安徽17个测站2001-2004年夏季地面气象观测资料、美国NCEP/NCAR全球日平均分析场资料和历史天气图,对江淮地区夏季云系、降水、物理量和大尺度大气环流进行了分型.华北低槽型平均云量和降水量最多,该型对大别山和江南影响显著;沿海低槽型出现次数最多(37.4%),平均云量和降水量自北向南增多;副高控制型平均云量和降水量最少,主要出现在江淮地区的西部和淮北;副高外围型出现次数最少(10.5%),平均云量和降水量南少北多;南支低槽平均云量和降水量较多,其对淮河以南影响显著.     

夏季珠江口水域溶解氧的特征及影响因素

对1996年和1999年夏季珠江口的盐度、温度、溶解氧、营养盐等水质调查结果进行了统计分析,结果表明:夏季伶仃洋水体溶解氧的表底层浓度存在显著差异.表层的溶解氧浓度与表层的盐度和无机氮浓度都显著相关,而表层营养盐的浓度为表层溶解氧浓度水平的主要影响因素.通过一个简单的二元线性回归模型分析,径流冲淡水与外海水之间的盐度层化作用比温度层化作用对底层溶解氧的浓度水平影响更为明显.相关性分析显示,水体的层化作用与底层水体溶解氧的浓度呈极显著的负相关关系;同时层化作用与表底层的溶解氧浓度差极显著正相关.潮汐周期循环对层化作用产生一定的影响.因此,在珠江口水域,夏季表层水体溶解氧的含量水平主要取决于营养盐N的浓度;底层水体溶解氧含量的主要影响因素是咸淡水交汇形成的盐度差的层化作用,潮汐混合通过影响层化作用从而影响溶解氧的浓度.     

华北北部半干旱地区夏季大气边界层特征的实验研究

2016年7月3—16日在内蒙古自治区科尔沁地区大气科学与大气环境综合实验站开展科尔沁半干旱下垫面大气边界层野外综合观测试验,利用GPS大气边界层精细探空资料,分析华北北部半干旱地区晴天、阴天和雨天等不同天气条件下的大气边界层结构。采取不同的方法和判据对比确定大气边界层高度,统计实验期间低空急流特征,并对近地面湍流特征及地表能量收支状况进行初步的探讨。结果表明:晴天,白天的大气边界层平均高度约为1790 m,夜间约为250 m;阴天和雨天,白天的大气边界层平均高度约为980 m,夜间约为430 m。夜间,近地面层湍流动能与边界层高度有较强的相关性。低空急流多发生在午夜,平均高度约为390 m,强度与高度正相关。     

城市热岛研究中地表温度与植被丰度的耦合关系

城市热岛遥感研究传统上应用归一化植被指数(Norm alized D ifference Vegetation Index,NDVI)作为植被丰度(vegetation abundance)的指示,并用于耦合地表温度与植被之间的关系.文章探讨了运用光谱混合模型获得的植被比例(vegetation fraction)作为植被丰度指标的一种选择,以2000年9月14日获得的122/44景ETM 截取的广州市海珠区作为验证影像,运用最小二乘法将变换的影像分解成三个分维影像,即绿色植被、非渗透性表面和水体.结合最大似然分类和决策树算法的混合分类处理,将比例影像进行土地覆盖分类.结果表明,地表温度与分解的植被比例的负相关关系比地表温度与NDVI的负相关关系要高出几分.由此说明,地表温度结构的空间变异无疑与归一化植被指数和植被比例相关,不同土地覆盖类型的热辐射与植被动态的相互影响导致地表温度在光谱辐射率和结构上的变化,这些变化在别的影像中也有表现,这是城市热岛空间格局形成的原因.     

浙江省夏季旅游气候舒适度的空间分布特征

了解夏季旅游气候舒适度的空间分布特征,可以为旅游者夏季选择旅游地提供借鉴和参考依据.根据浙江省11个站点1971—2007年夏季（6、7、8月）气温、相对湿度和风速的数据,利用地理信息系统软件以及模糊评价方法,研究了浙江省夏季旅游气候舒适度的空间分布特征.结果表明：6月旅游气候舒适度状况由中西部向外逐渐变差,7、8月份金衢盆地舒适度状况最差,其他地区均属于最舒适、舒适、较舒适区;整体上看,气候最宜人的地区是浙江西南部山区,其次是东北部舟山群岛与嵊泗列岛.