1961-2017年东帕米尔高原极端升温过程气候变化特征

利用塔什库尔干、吐尔尕特和乌恰3个气象站1961年1月1日至2017年12月31日的逐日最高气温,建立了中巴经济走廊北端东帕米尔高原单站升温过程数据库,用百分位法基于综合强度指标遴选出极端升温过程,对比分析了该区域塔什库尔干等3站的极端升温过程频数、强度气候变化特征。结果表明:(1)1961—2017年,东帕米尔高原塔什库尔干共出现489次极端升温过程,平均每年出现8.6次。塔什库尔干极端升温过程平均持续3.6 d,以持续3 d的最多,占24.7%,吐尔尕特和乌恰以持续2～3 d的极端升温过程为主。塔什库尔干的极端升温过程在7月出现最多,吐尔尕特在5月最多,乌恰在1月最多。(2)塔什库尔干综合强度最强的1次升温过程出现在2008年2月20—21日。东帕米尔高原3站的极端升温过程综合强度均在冬季最强。(3)57 a来,东帕米尔高原塔什库尔干年极端升温过程频数呈显著的线性增加趋势,增加率为0.57次·(10a)~(-1),进入21世纪以来,极端升温过程相对频发,年际间变率加剧。吐尔尕特与乌恰的线性变化趋势不显著。(4)57 a来,塔什库尔干的极端升温过程强度呈显著的线性增强趋势,且近年来年际间变化幅度加剧;乌恰的过程强度略呈下降趋势,近年来年际间变化幅度趋于平缓。总之,塔什库尔干7月的极端升温过程最多,57 a来年极端升温过程频数显著增多、强度显著增强,近年来极端升温过程频数及强度的年际间变化幅度均加剧,造成东帕米尔高原区域融冰(雪)洪水及其衍生地质灾害频发,风险加剧。     

1978-2011年呼图壁河径流的变化趋势

[目的]分析新疆维吾尔自治区呼图壁河径流变化特征与长期变化趋势,为制定科学合理的呼图壁地区水资源供需平衡发展战略提供理论支撑。[方法]采用变差系数法、距平累积法、Mann-Kendall非参数秩次相关检验法及Morlet连续复小波变换对呼图壁河石门水文站1978—2011年实测日流量资料进行分析。[结果]呼图壁河径流的年内变化主要受降水与气温的影响,其主要径流产生于5—9月,汛期为6—8月,径流量占全年径流量的69.4%,枯水期为12月至次年3月。呼图壁河的Cv平均值为0.149。近34a来径流量整体呈现出不显著的增加趋势,径流量的年际变化小,年际间持续枯水与持续丰水的时间几乎相同。此外,呼图壁河年径流存在4个较为显著的周期波动,其中18和29a分别为径流量年际变化的第Ⅰ、第Ⅱ主周期。[结论]呼图壁河近34a来径流量呈增加趋势,径流量的年际变化呈现出较为显著的周期性,径流量的年内分配很不均匀。     

干旱区绿洲城市草坪草截留特征研究

以干旱区绿洲城市草坪草为试材,进行人工降雨截留试验,综合运用统计分析和模型回归分析方法,研究了降雨时间、降雨强度和植被覆盖度对草坪草截留的影响。结果表明:不同降雨强度下,随着降雨时间的持续,截留量先是快速增长,随后趋向稳定;建立截留量和降雨时间拟合方程,多项式方程模拟最好;截留量与植被覆盖度呈正相关关系,截留量随降雨强度的增大而减小;通过多元回归分析,建立基于降雨时间、降雨强度和植被覆盖度为参数的草坪草截留量模型,模拟效果显著。     

新疆天山山区近51年来降水变化特征

利用1959-2009年天山山区11个站点的降水量数据,通过累积距平、回归分析、EOF、Mann-Kendall(MK)检验、最大熵谱分析等,分析了近51a来天山山区降水的时空分布特征.结果表明:山区降水量呈增加趋势(降水气候倾向率为1.134mm/a),且以20世纪90年代和21世纪初前10a尤为明显,增湿趋势在逐渐增大;山区年降水量的变化表现出一致性增加的趋势,降水气候倾向率具有很强的区域特点,其中天山中部和南部的变化趋势均大于西部;降水空间分布主要以山区一致型和东西反相位变化为主;在95％的置信概率下,山区降水分别在1992年、1978年和2006年发生突变,3个主分量场分别表现出2.1,2.8,2.6,5.6a的周期;山区年降水和冬季降水在不同海拔高度上没有明显的一致变化,夏季降水幅度随海拔高度的增加而增大.     

土库曼斯坦水土资源特征及其开发利用研究

在广泛收集有关水文、土地、水土利用现状资料和实际调查数据的基础上,介绍了土库曼斯坦降水、地表水、地下水、土地资源等资源概况,并分析了该区域水土资源利用现状,探讨了水土资源在开发利用中所面临的问题,并为实现水资源、社会经济与生态环境的协调可持续发展,提出重要举措.该研究为土库曼斯坦今后发展及中亚其他干旱区国家建立水土资源可持续利用模式提供了重要的依据.     

乌鲁木齐夏季水汽日变化及其与降水的关系

利用2008年6-8月微波辐射计的观测资料和探空数据,对反演得到的温、湿度廓线进行对比分析,得出温、湿度廓线与探空数据具有很好的相关性,两种设备观测的水汽廓线总体趋势一致。微波辐射计观测的乌鲁木齐夏季水汽总量（PWV）呈明显的日循环特征,PWV平均为21.66 mm,从04：00-15:00逐渐减小,从15:00-23:00逐渐增加,最大值为22.44 mm,最小值为20.89 mm,日变幅为1.55 mm,变化率7.1%。乌鲁木齐夏季降水主要发生在夜间,尤其是后半夜,这与PWV的日变化基本一致。降水前有一定的水汽积累,等达到一定量值时,在相应的动力机制影响下发生降水,降水结束后PWV值减小且急剧下降。     

基于GIMMS NDVI的中亚干旱区植被覆盖时空变化

选用1982—2013年GIMMS NDVI数据,运用变异系数法、Theil-Sen median趋势分析耦合Mann-Kendall检验以及Hurst指数法,研究了中亚干旱区植被覆盖的空间格局、不同维度的空间变异性、时间变化特征和未来趋势预测。同时,结合CRU降水、气温资料和MODIS土地覆盖数据,对植被覆盖时空格局及其变化的驱动因素进行分析。结果表明:1 1982—2013年中亚干旱区植被覆盖有较强的空间异质性,有植被覆盖的区域占总面积的85.32%,无植被覆盖的区域占14.68%。受降水量控制,植被覆盖呈山区高平原低、西部高东部低、北部高南部低的特点;受河流和人工灌溉的影响,绿洲区的植被覆盖高于荒漠区。2近32 a全区植被覆盖的波动变化较明显,各变异程度的面积比例:中等波动变化相对较高的波动变化高波动变化相对较低的波动变化低波动变化。受降水变率和人工种植的影响,植被覆盖的高波动变化主要在荒漠区和诸流域绿洲区;低波动变化主要在植被生长良好的区域。3 32 a间全区NDVI呈增长趋势,NDVI距平的变化率为0.01·(10a)~(-1)。基于像元尺度的分析也表明,全区植被覆盖变化趋势以增加为主,各类变化趋势的面积比例:轻微增加显著增加轻微减小显著减小无法确定。植被改善是区域气候增湿增暖和绿洲土地覆盖变迁所致。4全区NDVI的Hurst指数均值为0.63,Hurst指数大于0.5的范围所占比例为75.17%,即未来全区植被覆盖的变化趋势以持续性增加为主,其中25.23%的区域未来变化趋势无法确定。     

天山山区及周边地区水汽含量的计算与特征分析

利用1976-2009年天山山区周边伊宁、库车和乌鲁木齐3个探空站实测资料,计算逐月平均水汽含量,并建立了与地面水汽压的关系式;利用这个关系式计算了天山山区及周边地区1961-2009年44个站水汽含量,分析了水汽的时空分布特征及其与降水量的关系。结果表明：①天山山区及周边地区水汽含量有3个高值区,主要分布在天山北麓的河谷平原地带和吐鲁番盆地,水汽含量在12~21 mm;南天山及东部的阿克苏地区、库尔勒地区和东天山南部的哈密地区是水汽含量的次高值区,水汽含量在5~13 mm;而中天山和东天山是水汽的低值中心,水汽含量在4~8 mm。② 水汽含量的月际变化呈单峰型,夏季最大,冬季最小,季节变化非常明显;其中2-7月为增长期,3月增长率最大,7月最小,增长率分别为65.8%和17.6%,而8月到次年1月为递减期,12月减少率最大,8月最小,分别为38.5%和7.8%。 天山山区内部月均水汽（7.83 mm）低于全区平均水平(10.51 mm),其中西天山月均和夏季水汽含量均最高,分别为9.88 mm和18.94 mm。③ 49 a间水汽含量年代际变化较小,1986年以后变化波动大且上升趋势明显。④ 水汽和降水量并不具有很好的对应关系,而呈现区域差异。
     

数字滤波法在天山北坡军塘湖河流域流量基流分割中的应用

基流不仅在水安全、非点源污染评价、水资源调查和评价、水资源优化配置中起着重要的作用,而且也是流域产汇流计算的重要研究内容之一。以军塘湖河流域为研究区,采用2009—2011年日径流量数据,运用最小平滑值法和数字滤波法分别对其进行基流分割。从分割后基流指数的稳定性,基流过程线的合理性来看,数字滤波法优于最小平滑值法,并且滤波参数β越大,次数越多,分割得到的基流越小。以最小平滑值法分割的结果为基准,结合军塘湖河流域特征,数字滤波法中参数β为0.85时,经过正—反—正3次滤波,估算的基流结果更能客观地反映实际状况。     

内蒙古西部地区气候变化特征及影响因子分析

利用内蒙古西部地区8个台站的逐月气温、降水资料,采用线性趋势和Mann-Kendall突变检验等方法,结合大气环流指数、涛动和季风等影响因子,研究了内蒙古西部地区1961-2009年温度和降水的变化特征,探讨了区域气候变化与影响因子的关系。研究表明:1961年以来,内蒙古西部地区气温呈显著增加趋势,增加趋势为0.42℃/10a,冬季对气候变暖的贡献最大;21世纪以来增加最显著,在1990年发生突变。降水量也呈现出明显的增加趋势,冬季的增加趋势最显著,但没有表现出明显的突变特征。内蒙古西部地区气温变化与青藏高原指数、北极涛动指数和西风环流指数有明显的正相关关系,而东亚夏季风的进退以及所携带的水汽是影响该区域降水量变化的主要因素之一。