1961—2015年新疆天山日照时数时空变化特征及其影响因素分析

采用新疆天山地区55个气象站1961—2015年逐月气象数据,用Mann Kendall突变检验、基于ArcGIS的混合插值及偏相关分析对天山日照时数年、季节特征及影响因素进行分析。结果表明：①天山日照时数年及季节均呈减少趋势,天山各区域变化差异显著,山区及天山北坡变化趋势明显于南坡。②天山北坡、天山南坡及天山山区年日照时数突变时间为1985年、1980年和1988年,云量和降水是导致突变发生的主导因素。③新疆天山年日照时数由西向东逐渐增加,平原多、山区少,春季呈“东北部多、西南部少”,夏季为 “东北部多、西南部少”,平原盆地高于山区,秋季呈现“北少南多,东多西少”,冬季由南向北逐渐减少。④云量、降水是导致天山地区日照减少的主要因素,少云区日照时数较多,多云区日照时数较少,天山云量减幅或增幅区域,日照时数突变量变化明显。     

天山山区近40年冬季温度变化特征

利用新疆1959～1998年的冬季温度资料，分析天山山区近40年来冬季温度变化的基本特征，并与新疆南部、新疆北部进行比较，所得主要结果如下：(1)天山山区冬季平均温度在冷暖变化阶段上与新疆北部的相似性强于新疆南部。(2)冬季平均温度空间分布的同步变化性以新疆北部为较好，新疆南部和天山山区较差，而冬季平均温度空间分布的反向变化性，以天山山区和新疆南部较大，新疆北部较小。(3)三大区域冬季平均温度20世纪60～70年代的变化趋势是不同的，但70～90年代均表现为持续升温，90年代为最暖。(4)就近40年的显著线性增温趋势的空间分布范围看，以最低温度表现得空间范围最广，最高温度最差，平均温度居中。冬季最低温度增温率以新疆北部最大，新疆南部居中，天山山区最小。新疆南部和新疆北部冬季平均温度存在长度分别为27及29年的相近的最佳增温时段，增温率新疆北部大于新疆南部。(5)新疆北部和新疆南部冬季平均温度均在1979年发生了由低温向高温的突变。     

“基于树轮的西天山降水变化研究”项目

正一、项目背景及意义天山是中亚干旱区最大的、最重要的山系,西天山是新疆及中亚重要的水源地,掌握该地区较长时间尺度区域降水变化事实,并揭示其可能影响机制对于新疆气候变化和水资源利用至关重要。树木年轮是历史气候环境变化研究的主要代用资料之一。虽然天山树轮气候学研究成果众多,但大量重建序列集中在中国境内。     

天山新疆段植被物候特征及其气候响应

基于MODIS的MCD12Q2数据,采用趋势分析和相关性分析方法,结合遥感降水和气温数据产品,探求了天山新疆段2001—2014年植被物候的时空变化及其影响因素的相对作用。天山新疆段植被物候始期呈明显的垂直地带性分布特征,集中于3月10日至5月15日,全区14年平均值为3月20日;植被物候末期具有纬度地带性分布特征,集中于10月1日至10月25日。天山新疆段植被物候始期在山区呈不显著推迟趋势,绿洲和平原呈不显著提前趋势;植被物候末期主要呈不显著提前趋势;降水量和气温是影响天山植被物候期的重要因素。物候始期受当年春季气温的影响最为显著,也受到前一年冬季降水量的影响,其与降水量呈正相关,与气温呈负相关。夏季和秋季降水量是天山新疆段植被物候末期的主要影响因素。     

新疆北部沿天山经济带雷暴气候特征

利用新疆北部沿天山主要经济区内16个站点1979年-2008年雷暴资料,分析了雷暴活动的时空分布特征,其中包括雷暴变化趋势和振荡周期。结果表明：在全球变暖背景下,30a来北疆沿天山主要经济带西部区域的雷暴持续期缓慢上升,年平均雷暴日数在波动中减少。雷暴空间分布的总趋势是自东向西递减。新疆北部沿天山主要经济带西部区域年雷暴日数明显多于东部,西部区域年雷暴日数相对东部区域变化幅度较大。年降水量与年平均雷暴日没有明显的相关性;年平均温度与年平均雷暴日有负相关。小波分析显示新疆北部沿天山主要经济带的东部和西部均具有明显的16a左右周期波动。     

西天山地区雷暴和闪电特征

利用西天山地区14个气象站1960-2010年雷暴资料和新疆雷电监测网2008年观测资料,分析了西天山地区雷暴和闪电变化特征。结果表明：西天山地区年平均雷暴日数分布呈东西多,南北少的形势。该区域年平均雷暴日数在17.3～85.5 d之间,并以2.7 d/10 a的速率减少。西天山地区雷暴日数的年变化呈单峰型,并在6-7月达到最大值。整个区域以正闪为主,正闪占总闪的比例达66%。该区域闪电电流强度在-130~+63 kA之间,负闪强度大于正闪强度。     

新疆天山山区干旱灾害综合风险评估与区划

以自然灾害风险四因子理论为基础,综合考虑研究区自然及社会经济情况,建立适合天山山区干旱灾害风险概念框架和指标体系,结合GIS技术进行了该地区干旱灾害风险评估与区划。结果表明：致灾因子危险性较高的区域是伊犁河谷及天山北坡一带,东疆地区和南疆西部危险性较低;承灾体脆弱性较高的区域为伊犁河谷和博州地区,吐鲁番、哈密及克州属于低脆弱区;孕灾环境敏感性较高地区主要分布在天山北坡的精河至吐鲁番一线、阿克苏地区西部、巴州北部等地,伊犁河谷、巴州北部、哈密市北部、南疆西部山区属低敏感区;防灾减灾能力整体表现为中东部高于西部区域;新疆天山山区干旱综合风险整体呈现出中部高、两端低的趋势,即中部的天山南北两侧干旱风险高于南疆西部和东疆地区。构建的评估模型总体反映了研究区旱灾综合风险水平,可为新疆天山草原灾害风险管理、应对气候变化、抗旱减灾行动提供参考。     

天山山区水汽输送气候特征

应用2000～2011年NCEP/NCAR再分析逐日6h 1 1资料,分析了新疆天山山区对流层不同层次空中水汽输送特征,结果表明：(1)天山山区地面～100 hPa每年平均有11504.1×108t水汽输入,11337.0×108t水汽输出,水汽净收支为167.1×108t,其中西、北边界为输入,东、南边界为输出,对流层中层水汽输送量最大,低层次之,高层最小。天山山区水汽总输入量占全新疆水汽输入量的44.1%。(2)各季节中夏季水汽输送量最大,春季、秋季相当,冬季最小,西边界、北边界均为水汽输入边界,东边界、南边界均为水汽输出边界,对流层中层水汽输入量最大。     

天山地区水汽再循环量化研究

利用传统气候学的Brubaker二元模型和降水同位素平衡模型定量研究了新疆天山地区水汽再循环特征。结果表明:(1)气候学角度,天山地区水汽再循环率为9.32%。当地蒸发的水汽形成的降水量为41.8 mm,外来水汽输送到山区形成的降水量为407.2 mm;(2)同位素水汽氘盈余为精细化的分析水汽再循环提供了新的思路,进一步证实天山地区水汽主要来自于西风带的水汽输送,而乌鲁木齐站平均再循环水汽仅占到8%。随着海拔的增加,水汽再循环率逐渐下降,在海拔2000 m以上的水汽再循环可以忽略不计。在西风带关键水汽输送路径建立降水同位素观测断面,使两种方法相结合,共同研究水汽的来源和路径问题,是下一步需要关注的问题。     

天山以北G312,G218公路沿线最大积雪厚度设计极值研究

根据新疆天山以北Ｇ３１２,Ｇ２１８公路沿线近２０个气象测站３６年最大积雪厚度,海拔高度等资料,利用熵理论模式中的极值分布,多项式,指数函数等方法,对新疆天山以北Ｇ３１２,Ｇ２１８公路沿线不同高度３０年一遇最大积雪厚度的设计极值进行了研究。提出天山以北Ｇ２１８线,果子沟海拔高度２０００ｍ处,设计最大积雪厚度３０年一遇,建议值为１５３ｃｍ。     

新疆天山山区大气冰核浓度的测量及分析

利用2001年6、7月份在新疆天山山区两个取样点取得的冰核资料，计算了山区中的冰核浓度，研究了冰核平均浓度日变化、日际变化的规律，并分析了天山山区冰核浓度与一些气象因子的关系及可能原因。得出以下结论：天山山区的大气冰核主要来源于地面土壤，比较缺乏；冰核浓度易受气象因子、地表状况的影响，日变化和日际变化明显．     

天山山区与南北疆夏季温度变化对比分析

利用新疆1959～2000年夏季温度资料，采用滑动平均、最大熵谱、经验正交、线性回归方法，分析天山山区近42年来夏季温度变化的基本特征，并与南疆、北疆进行比较。结果表明：①天山山区在夏季温度的冷暖变化阶段以及最炎热、最凉爽年出现的年份与南疆和北疆不同；②夏季温度空间分布的同向性变化北疆最大，天山山区居中，南疆最小；夏季温度空间反向变化南疆和天山山区较大，北疆较小；③夏季温度的年代际变化趋势不同，天山山区持续增温，北疆波动增温，南疆变化稳定；④三种夏季增温的覆盖范围以最低温度为最广，其增温率天山山区最大，南疆最小，北疆居中。     

天山以北G312、G218公路沿线最大积雪厚度设计极植研究

根据新疆天山以北G312、G218公路沿线近20个气象测站36年（1961－1996年）最大积雪厚度、海拔高度等资料,利用熵理论模式中的极值分布、多项式、指数函数等方法,对新疆天山以北G312、G218公路沿线不同高度30年一遇最大积雪厚度的设计极值进行了研究。提出天山以北G218线,果子沟海拔高度2000m处,设计最大积雪厚度30年一遇,建议值为153cm。     

新疆天山中部初秋罕见大暴雪成因分析

对新疆天山中部初秋2003年9月27—28日罕见大暴雪天气过程进行综合分析表明:天山中部初秋大暴雪发生在南亚高压双体型,伊朗副高东伸北挺,西太副高稳定,乌拉尔大槽不断南伸并缓慢东移的形势下;它是各种尺度系统及副热带与西风带系统共同作用的结果。大暴雪发生在低层偏东气流与中层西南气流和高层偏西气流交汇处;而低层东路水汽的输送对大暴雪的贡献极为重要。     

太阳坡:世遗天山深处的乌孙古国

选择旅游,可以让人了解地理风土人情,更能体验大自然的奇幻绮丽。好山好水,能参悟生活智慧;大美风景,能净化负重心灵,使每天忙碌的人变得轻松,使身体抱恙的人病情减轻,使健康的人更加体魄强壮。那么让我们一起走进新疆天山深处,走进曾经闻名西域的乌孙古国,去感受中国不同凡响的地理美景和万千气象。     

新疆暴雨洪水灾害分布特征

本文系统地对新疆近200个水文气象测站33年（1958─1990年）降水资料进行了分析研究，在分析基础上发现了新疆暴雨特性的若干规律性。同时，本文还对新疆历史上发生的暴雨洪水灾害频次，与气象台站实测暴雨频次进行了对比分析，结果表明：新疆暴雨洪水灾害以塔里木盆地北缘，渭干河流域库沙新地区最多；东天山前山带和山麓地带第二；中天山前山带和山麓地带第三；北疆沿天山一带（与乌鲁木齐以西至乌苏一带）居第四位。     

新疆天山山区雨滴谱特性及分布模式

利用2001年6、7月份的新疆天山山区降水资料，对其山区中雨滴谱谱型进行了M—P分布和Г分布拟合分析，研究了微结构参量演变特征同时分析了各档雨滴对总数密度、总雨强的贡献，及大滴的破碎、小滴的形成情况，讨论了天山山区的降水与其他地区降水的异同点。     

天山北坡次季节-季节尺度降水集合预测北大核心CSCD

在新疆天山大地形背景下,实现了中国气象局研发的高分辨率气候业务预测系统CMA-CPSv3(China Meteorological Administration-Climate Prediction System version 3)在天山北坡经济带的本地化应用,分别评估控制预报、传统集合平均预报以及改进后的最优概率阈值集合方法(deterministic ensemble forecast using a probabilistic threshold,DEFPT)对该区域次季节-季节降水的预测水平。评估结果表明:基于CMA-CPSv3预测系统的DEFPT方法可以提升天山北坡次季节-季节尺度1~5 mm阈值降水落区以及持续性的预测效果,优于传统集合平均预报和控制预报。从2016年7月29日—8月2日、2017年6月7—12日以及2020年7月8—12日时段发生在天山北坡的降水事件个例分析结果看,不论从降水落区、降水异常还是降水持续性,DEFPT集合预报在天山北坡西部和南部均有更好的效果,但在天山北坡东部和北部预测能力相对略低,这与该区域水汽的预报偏差增大有关。     

基于MODIS积雪产品的中国天山山区积雪时空分布特征研究

利用2002—2016年MODIS逐日积雪遥感产品(MOD10A1、MYD10A1),采用日产品合成法、临近日分析法、空间滤波法和相邻时间合成法,生成天山山区逐日晴空积雪遥感产品数据集,分析天山山区积雪时空分布特征。结果表明:近15 a,天山山区平均积雪覆盖面积呈略微减少趋势,主要表现为年际间的波动变化;分季节来看,天山山区积雪覆盖面积冬季秋季春季夏季;积雪面积从9月开始积累,1月达到峰值,占天山总面积的25%~75%,3月开始消融,8月达到最低值,仅占天山总面积的1.5%~5.5%。天山山区大部分区域积雪开始时间在第300 d之后,积雪结束时间在第40~150 d左右,海拔较高的区域积雪开始时间较早;天山山区平均积雪日数小于60 d的区域主要分布在天山南坡、北坡边缘地带,占整个天山面积的44.57%,平均积雪日数在60~300 d之间的区域占比为53.4%,主要分布在天山中部和北坡部分区域,平均积雪日数大于300 d的积雪区主要分布在海拔3800 m以上区域,占天山面积的2.03%。     

天山中、西部南坡降水分布及无资料地区年降水量的推算

本文所分析的范围主要指新疆境内天山与塔里木河和喀什噶尔河所夹地域,即天山中、西部南坡.该区既是天山山脉的一部分,又是塔里木盆地的组成部分,由于地形特殊,对气候要素的影响复杂,尤其对降水的影响较大,同时该区又受不同天气系统的控制,所以同在天山南坡,其降水的分布特征以及区域间的差异却较明显.