沙漠下垫面地面温度及能量收支的BATS模式参数化改进

利用陆面过程模式BATS,引入地表发射率及两种大气发射率参数化方案,同时引入不同的地表粗糙度参数化方案,对比各种参数化方案对沙漠下垫面地面温度及能量收支的模拟状况。结果表明：采用Van Bavel等发展的地表发射率及Chung等发展的大气发射率方案可以明显改进地面温度及向上长波辐射的模拟,Chung等方案在夜间与正午的模拟效果更好,减小了1 ℃左右的地面温度模拟偏差,减小了10 W·m^-2左右的向上长波辐射模拟偏差。晴天地面温度及向上长波辐射的模拟结果优于阴天。利用Zhang等发展的裸土粗糙度参数化方案也会提高模式对地表感热通量模拟的准确性。     

陆面过程参数化模式的研究

在概述了近年来国内外陆面过程参数化研究的基础上,发展了一个改进的陆面过程参数化模式。该模式能被应用于地球表面不同土壤和植被类型的陆面过程的相互作用研究。在该模式中通过土壤结构参数和陆面过程湍流通量的参数化,可广泛应用于不同类型的区域。在模式中,大气-陆面系统包括3个子系统:近地层大气、冠层和土壤活跃层。土壤被分为4层,上两层分别相当于温度的日和季变化层,植被的根系活动也在这两层内,在最深层的温度和含水量是气候的平均值。发展的陆面过程参数化模式可应用于不同气候区域能量平衡和气候的模拟研究。对我国在该领域的研究,特别是在开发我国西北地区过程中的环境生态研究中具有重要的意义。     

冻土

P4352004021077·23·冻土过程参数化方案与中尺度大气模式的藕合=F~n 5011p~terization sch即le coupled初th~ale nlc沼d涨宇,宋敏红…//冰川冻土一2003,25(5)一541一546 将发展的冻土过程参数化方案与辆合了NNNCAR】另M陆面过程模式的中尺度大气模式MMS相报合,对包括我国北方,蒙古国,东西伯利亚的高纬度地区进行了模拟.模拟时间选为北半球季节冻土生成的10月份.模拟结果表明,模式能较好地模拟出该区域的冻土分布,并且对大气模式中海平面气压场、气温场的模拟改进显著.图6参20(洪明)BiP642.14 20()4021078一个基于行波解的冻结缘水流…     

西北干旱区冬、夏季大气边界层结构对比研究

利用2006年6月28日至7月17日和2007年1月1日至1月10日敦煌加强观测期的探空资料,对比分析了位于西北干旱区的敦煌荒漠冬、夏季大气边界层的结构特征和变化规律。分析认为,该地区冬、夏季大气边界层结构一致,但夏季边界层的厚度明显大于冬季。夏季,白天对流边界层顶最高超过3 500 m,夜间稳定边界层的最大高度平均达到900 m左右,而冬季,对流边界层和稳定边界层日最大高度分别较夏季低约2 350 m和500 m,这说明西北干旱区夏季晴天的确存在极端深厚的大气边界层,但这种超厚大气边界层现象在冬季并不出现。冬、夏季大气比湿和风速在边界层的分布特征符合一般规律,夏季比湿普遍大于冬季,且夏季大气比湿随高度变化幅度明显大于冬季。冬季从地表开始就出现逆湿现象,夏季逆湿则出现在60~100 m高度范围内。冬、夏季白天与夜间的风速均能呈现出Ekman螺线特征,且夏季地转风风速值与地转偏差均远高于冬季。     

天山暴雨数值模拟的试验研究

利用新疆天山地区加密自动气象站资料、常规探空资料和NOAA卫星AMSU辐射亮温资料,应用中尺度模式(WRF-ARW)和(3DVAR)同化系统,对2007年7月16-17日发生在新疆东天山的暴雨天气过程进行了数值模拟试验。结果表明:①通过WRF模式对天山地区“2004-07-18”和“2010-06-22”两次暴雨过程的数值模拟试验, WRF模式在天山地区以Lin微物理过程方案,Grell积云对流参数化方案,MYJ边界层参数化方案,耦合Noah陆面模式的方案组合更优。②同化天山地区加密自动气象站资料、常规探空资料和AMSU-A/B辐射亮温资料,使初始场更接近于当时的实际大气状况,且同化后的模拟预报效果,无论是对降水落区还是对降水强度均较控制试验有明显的改善。③适当提高模式水平分辨率,有助于改进暴雨落区的预报强度。     

邻近绿洲的荒漠表层土壤逆湿和对水分"呼吸"过程的分析

利用"我国西北干旱区陆气相互作用试验"2000年8~9月在甘肃敦煌进行的野外观测资料,分析了临近绿洲的荒漠戈壁土壤湿度和大气湿度特征,发现:活动层内土壤空气湿度远离饱和状态,水分以气态和液态两种形态存在和输送;由于绿洲效应影响,临近绿洲的荒漠戈壁不仅近地层空气多为逆湿,而且这种空气逆湿在夜间较强时可以继续向土壤活动层延伸。土壤湿度日变化能清楚地被区分为湿维持(1~6时)、水分损失(7~11时)、干维持(12~18时)和水分补充(19~0时)等4个阶段,其中湿维持阶段的土壤逆湿是最主要的结构特征,这一土壤湿度结构表明夜间土壤可以通过凝结吸收大气水分,它与白天的土壤水分蒸发共同构成土壤对大气水分的"呼吸"过程;活动层土壤逆湿的形成与土壤温度状态、大气逆湿强度和大气稳定度都有关。     

敦煌和酒泉夏季晴天和阴天边界层气象要素特征分析

利用国家重点基础研究发展规划项目《中国西北干旱区陆-气相互作用观测试验》2000年加强观测期(2000年5月29日～6月9日)敦煌探空观测资料和国家自然科学基金重点项目《绿洲系统能量与水分循环过程观测与数值研究》2004年加强观测期(2004年6月1日～7月16日)酒泉探空观测资料,分析了敦煌和酒泉地区夏季典型晴天和阴天天气下有关气象要素如风、温、湿的时空分布和变化特征,得到了以下结论:夏季,敦煌和酒泉地区大气边界层的东西分量风速(切变)晴天比阴天大;南北分量风速(切变)阴天比晴天大;东西分量风速(切变)比南北分量风速(切变)大。敦煌地区夏季晴天和阴天的风速比酒泉地区的大,但风速切变酒泉地区的要比敦煌地区的大。两地白天(晚上)的对流(稳定)边界层特征在晴天和阴天均很明显;阴天稳定边界层厚度和对流边界层的高度较晴天时的都低。比湿夜间比白天的大,阴天比晴天的大;在敦煌地区和酒泉地区都出现了逆湿现象;强逆湿主要出现在夜间,白天虽然也出现逆湿,但强度普遍较弱。     

洪河国家级自然保护区夏季晴天沼泽大气边界层温湿度变化特征

采用水平分辨率为0.5 km的WRF-CLM3.5中尺度数值模式,模拟研究了洪河国家级自然保护区及其周边地区(46.8°N~48.75N,132°E~135°E)2011年7月19~20日的大气边界层气温、相对湿度和风速的物理特征,以及2011年6月6~8日、7月18~20日和8月26~28日大气边界层高度的日变化特征。结果表明,WRF-CLM模式可以较精确地反映研究区沼泽及其周边农田的近地层气温和相对湿度的差异,与实际观测结果一致。在夏季晴朗的白天,湿地上空气温低于周边农田约1~3℃,相对湿度比周边区域高4%~8%;湿地上空呈现"冷湿岛"中心,相对湿度随高度先增加后降低,高度界线可达900~1 500 m;日落后,沼泽降温增湿作用逐渐削弱,0︰00~2︰00,沼泽与周边区域近地层都发展有较强的逆温层,厚度可达600 m,与之相对应的相对湿度则随高度的升高而降低,影响高度在400~800 m。夜间,沼泽近地层风速随高度的变化小于白天,低空风速小于高空风速;白天午后风速梯度最小,夜间逆温层顶出现低空急流中心。洪河国家级自然保护区大气边界层高度模拟结果显示,夏季沼泽区晴天大气边界层高度日变化曲线为单峰曲线,白天边界层发展高度大于夜间,最高值出现在13︰00左右,高度可达约1 900 m。     

中国温带昼夜增温的季节性变化及其对植被动态的影响

结合1982-2015年归一化植被指数（NDVI）、植被类型和气象数据,分别利用一元线性回归和二阶偏相关分析方法,揭示了中国温带地区的生长季不同季节昼夜增温的时空格局以及昼夜增温的不对称性对各类型植被活动的影响。结果表明：① 近34年来中国温带大部分地区季节性昼夜气温都存在显著的上升趋势;生长季昼夜增温速率呈现出不对称性,春季、夏季白天气温上升速度略快于夜间,秋季夜间增温快于白天;② 不同季节的昼夜增温对植被活动的影响呈现出明显的分异特征,相对于夜间增温,白天增温对植被活动影响程度更大,影响区域更为广泛;相比夏季和秋季,春季昼夜增温对植被活动的影响范围更广;③ 不同类型植被对昼夜增温速率的不对称性产生了不同的响应,并且在不同季节上的响应程度存在差异。     

陇中黄土高原土壤水分变化特征及其机理分析

基于兰州大学半干旱气候与环境观测站（SACOL）2010年全年的观测资料,对陇中黄土高原半干旱区土壤水分的年变化和日变化特征进行了研究,并通过计算水汽通量与蒸散量,探讨了土壤-地表-大气间水分的交换和运移机理。结果表明：土壤湿度的季节变化主要受降水影响,各季节的平均土壤湿度均呈现出表层和深层低、中间层高的特点,最高值出现在地下10 cm附近;在无降水的情况下,土壤5~20 cm处的含水量呈现出夜间逐渐降低、白天逐渐上升的波形变化,这种变化与土壤水汽通量具有很好的一致性,而水汽通量的方向则受温度梯度的影响;在白天,地表温度高于气温与较深层地温,水汽在向空气蒸散的同时也由地表流向土壤深部,夜晚地表温度则低于较深层地温,水汽由土壤深部流向地表。因此土壤内部的水分蒸发主要出现在夜晚,且主要发生在地表40 cm以内的土壤孔隙中,而白天地表的实际蒸发主要存在土壤浅层0~5 cm,5 cm以下土壤水分的蒸发十分微弱。本研究结果对于改进半干旱区陆面计算模式以及当地的生态环境建设具有一定的参考价值。     

滇西北三江河谷纵剖面的发育图式与演化规律

在地壳持续、匀速抬升继以长期稳定的构造条件下,均一流域河谷纵剖面形态是以河口或河源为原点的抛物线(h=Al~N)。抬升期,河流深切侵蚀,纵剖面为上凸抛物线型;稳定期,河流均衡调整,纵剖面为下凹抛物线形;其间过渡阶段,纵剖面为直线型。流域地貌随侵蚀循环而相应演化,最终形成准平原。滇西北金沙江、澜沧江、怒江流域接近理想假设条件,其河谷纵剖面的形态和演化符合上述的图式和规律。     

福州风向变化与应用

本文分析了福州风向的季节变化和２４小时风向的日变化，并按海陆风定义分析各月海陆风出现日数以及各月海陆风出现时刻，并根据风向风速资料计算了四季和全年各方位的污染系数，提出了福州工业区和居民区设置最佳方位。     

云南高原干旱河谷的地形—气候耦合作用机制与环境效应分析

干旱河谷地带的水热状况和气候特征等与山地地形、河谷深切为主的地貌格局有密切关系。干旱河谷的形成,是在独特自然区位和复合性低纬大气环流系统的环境条件下,受梯度地形、山谷相间和地形环境等地表因素共同影响下的结果。新生代时期以来的造山运动与河谷地貌演变是局部地带＂荒漠化＂气候环境形成的重要因素,并引发其它相关生态因子和整体生态系统产生变化,在低凹盆谷和河流峡谷出现了脆弱易退化、环境特异性、环境要素亏缺为特征的特殊生态系统。     

伊吾河流域水文特性分析

本文利用新疆哈密地区的伊吾河流域３９年气象资料和２２年水文资料,对降水,径流的处内分配和年际变化及相关关系进行了综合特性分析,给出了千年一遇和百年一遇洪峰流量数据。     

Valley confinement as a factor of braided river pattern for the Platte River

The Platte River in Nebraska has evolved in the twentieth century from a predominantly braided river pattern to a mélange of meandering, wandering, anastomosed, island braided, and fully braided reaches. Identifying the factors that determine the occurrence of a fully braided main channel was the objective of this study. Aerial photography, gage flow data, ground-surveyed cross sections, bed material samples, and the results of sediment transport modeling were used to examine factors that control spatial change in main river pattern of the central Platte River. Valley confinement is identified as the determining factor of braided river in nine of eleven divisions of the central Platte River. Flow reduction and the interruption of sediment supply are identified as determining factors preventing fully braided river in the remaining two of eleven reaches.Valley confinement, the topography which limits the width of the floodplain, was initially measured as width between historical banks (predevelopment river banks). This metric was later refined to width between confining features (historical banks, remnant bars, bridge abutments, protected banks and levees). Under existing conditions, the main channel of the central Platte River is fully braided when valley confinement (width between confining features) is 600 m or less and begins to divide into the multiple channels of an anastomosed pattern when valley confinement (width between confining features) exceeds 600 m When Platte River flow is divided between two to four major anabranches, a fully braided pattern in the main channel of the main anabranch requires a more confined valley of 400 m or less.Valley confinement is demonstrated to be the dominant factor in determining river pattern in the central Platte River, although this factor is not normally considered in the continuum of channel pattern model. Conclusions from this study can be used to increase the occurrence of fully braided main channel in the central Platte River, to aid habitat recovery for endangered or threatened bird species that favor this river pattern. Consideration of valley confinement with river continuum factors can aid river managers by improving predictions of river pattern in response to management actions.     

清江流域气候资源及其开发利用

论述了清江流域气候资源的独特性及其形成原因，为充分开发当地的气候资源，根据气象条件适宜、经济价值高和市场需求量大等指标，提出了重点开发项目；并针对清江河谷气候资源利用中的主要限制因素是冬季的低温冻害的特点，对利用气候资源的风险进行了分析。     

Scaling in river corridor widths depicts organization in valley morphology

Landscapes have been shown to exhibit numerous scaling laws from Horton's laws to more sophisticated scaling in topography heights, river network topology and power laws in several geomorphic attributes. In this paper, we propose a different way of examining landscape organization by introducing the “river corridor width” (lateral distance from the centerline of the river to the left and right valley walls at a fixed height above the water surface) as one moves downstream. We establish that the river corridor width series, extracted from 1 m LIDAR topography of a mountainous river, exhibit a rich multiscale statistical structure (anomalous scaling) which varies distinctly across physical boundaries, e.g., bedrock versus alluvial valleys. We postulate that such an analysis, in conjunction with field observations and physical modeling, has the potential to quantitatively relate mechanistic laws of valley formation to the statistical signature that underlying processes leave on the landscape. Such relations can be useful in guiding field work (by identifying physically distinct regimes from statistically distinct regimes) and advancing process understanding and hypothesis testing.     

天山天池山谷风的气候研究

本文讨论了天山天池山谷风的风向、风速、转换期、季节变化及对温湿度日变化的影响。     

拉萨河下游河谷风沙源分布特征及其成因

根据IKONOS和Qu ick B ird影像解译和实地调查,对拉萨河下游河谷区风沙源分布特征、沙源粒度特征、植被特征以及人类活动的作用进行了探讨。结果表明,受大中小尺度风场的影响,风沙源地沿河谷两侧呈小面积零星分布在多个地貌部位;河流冲积物是最主要的沙源,沙源粒径90%以上分布在0.25 mm以下,以细沙、极细沙和粘粒成分为主,平均含量占60.69%,易于发生风沙活动;风沙活动是影响沙生植被的主导因素,植物种类和盖度能很好反映沙源地的稳定程度;特别在流动沙地和半流动沙地上,植被演替朝着有利于风沙活动发展的方向进行,是风沙活动的主要驱动因素之一,也是风沙活动不断加剧的产物。尽管自然因素是该区域风沙活动的主要成因,人类活动对其发展起到了强化作用。     

缅甸伊洛瓦底江中游谷地的景观评价

缅甸伊洛瓦底江中游保地,是著名的干旱地带,利用遥感和地面观测进行数据采集,通过地理信息系统技术进行数据分析,采用数字化景观分析,经判读和分析,对研究区景观的独特性,结构异质性和动态性进行论述,最后对景观生态建设,提出了规划决策方案,兴修水利,保护和修复森林植被,开发新能源,控制生态资源的消耗,改善耕作制度,提高景观效益。