博斯腾湖气候效应初探

由于湖面和陆面热力性质的差异,以及蒸发耗热、凝结释热等物理过程的存在,博斯腾湖对焉耆盆地的气候有明显的调节作用。如缓和气温变化、增加降水量、减少蒸发量等。博湖气候效应浅层范围仅限于焉耆盆地、效应强度随离岸距离增大而减弱,波及范围下风方大于上风方、并与湖面大小及湖容量多少的年际变化同步。博湖气候效应的环境意义在于:直接影响当地旅游、商业、运输等人类活动,影响当地土壤、水文特征、生物组成、农业资源优势、农业经济优势的形成。     

青藏高原黑碳气溶胶外源传输及气候效应模拟研究进展与展望

青藏高原毗邻全球大气污染物排放增长最快速的地区,受西风和南亚季风的影响,中亚、南亚等高原周边排放的污染物通过大气环流传输,进入高原并对其气候环境产生重要影响。观测事实表明：近几十年青藏高原东部和南部雪冰中黑碳含量呈显著上升趋势,这可能导致冰川加速融化和积雪持续时间缩短,最终影响青藏高原的水循环过程。前人对青藏高原黑碳的外源输送,特别是南亚大气污染物的贡献及其对高原气候、冰冻圈变化的影响,还没有较清晰和统一的认识。青藏高原污染物定点监测网络的发展及高分辨率区域气候—大气化学模式的应用,为定量评估高原污染物外源输送及气候效应提供了契机。本文在国家自然科学基金青年科学基金项目“南亚黑碳气溶胶跨境传输及其对青藏高原气候影响的数值模拟研究”的资助下,在以下三个方面取得了进展：①系统性论证了高分辨率区域气候—大气化学模式在高原的适用性,模拟了青藏高原及周边区域黑碳时空分布、传输和沉降过程;②揭示了污染物扩散的机制,评估了大气黑碳的气候及雪冰效应,并对比了自然源粉尘和人为源黑碳对青藏高原气候的影响;③定量估算了不同区域排放对高原黑碳外源输送的贡献率,其中来自南亚的黑碳对青藏高原外源输送的贡献率最高,在非季风期为61.3%,季风期为19.4%。本文揭示了外源输送黑碳对青藏高原气候的影响,为提高一带一路核心区冰冻圈与水资源的管理及预测能力,制定应对环境变化策略及国家气候外交谈判提供科学依据。     

近30 a龙羊峡水库周边地区沙漠化遥感监测

 在RS和GIS支持下,选取4期遥感数据,采用室内解译和野外检验修正的方法,获得龙羊峡水库周边地区不同时期土地沙漠化数据库。结果显示,在过去30 a中,龙羊峡水库周边地区土地的沙漠化在时间上经历了一般发展到正在逆转两个阶段; 2000年以后,极重度沙漠化土地和重度沙漠化土地变化最为明显,均呈现逆转趋势,其中极重度沙漠化逆转为其他类型的总面积为145.90 km2,重度沙漠化土地逆转为中度沙漠化面积为146.44 km2; 在沙漠化土地的空间分布上,过去30 a里,沙漠化土地主要集中分布在龙羊峡两岸的塔拉滩和木格滩地区; 研究区内沙漠化的逆转主要是由重度和极重度沙漠化土地转变为中度和轻度沙漠化土地。1975—1989年,研究区的降水呈增加趋势,但是由于这一时期人为因素的影响,沙漠化呈不断加剧的态势; 1989—2000年,研究区的气候趋向于暖干化,加上过度放牧等人为因素,重度和极重度沙漠化土地持续发展; 2000年以后,研究区的气候趋向于暖湿化,政府实施了一系列生态环境保护、恢复计划,沙化土地呈现逆转的态势。     

温室气体诱导的渐变气候效应

本文设计了一个能量平衡模式和改进的箱室扩散海洋模式的耦合模式，模拟了大气中ＣＯ２浓度突然加倍和近百年来由于大气中温室气体浓度增加引起的全球地表气温变化，说细地讨论了海洋对全球气温变化的延缓作用，并对下一世纪大气中ＣＯ２浓度变化春诱导的全球地表温变化进行了数值公式。     

西藏高原降水变化趋势的气候分析

利用西藏1971~2000年月降水量、降水日数资料,分析了近30年高原降水的变化趋势。结果发现,西藏大部分地区年降水量变化为正趋势,降水倾向率为1.4~66.6 mm/10a,而阿里地区呈较为明显的减少趋势。年降水日数变化阿里地区、林芝地区东部为负趋势,正趋势以那曲地区中西部、昌都地区北部最为明显。20世纪70年代高原西部为正距平、东部为负距平,20世纪80年代大部分地区为负距平,20世纪90年代高原西部为负距平,东部为正距平。近30年来西藏高原平均年、四季降水量均呈增加趋势,年降水量以19.9 mm/10a的速率增加,尤其是20世纪90年代增幅较大,1992年以来春、夏季降水明显增加。阿里地区出现了暖干化趋势。年降水异常偏涝年主要出现在20世纪80和90年代。     

澜沧江干流河谷盆地气候特征及变化趋势

关于气候变化，许多学者已在全球或全国范围内做过很多研究。但是全球气候变化是非同步的，受地形、自然条件的变更、人为活动的影响，区域气候将发生变化，特定地点的气候变化特征将具有时间和空间的特殊性。而且，区域气候变化研究对其经济等各方面发展具有十分重要的影响。为研究特殊区域-纵向岭谷区气候变化特征和趋势，把握区域气候对全球变化的响应程度，利用贯穿于澜沧江干流河谷盆地的18个气象站1960-2000年的观测资料，通过统计分析，探讨了干流河谷盆地区域的气温和降水的时空分布特征及其变化趋势。结果表明：澜沧江干流河谷盆地气温和降水总体上有自南部向北部递减的趋势，即南部的气温比北部高，降水比北部多。澜沧江干流河谷盆地气候变化与全球和全国气候变化趋势基本一致：气温变化总趋势是增温(年平均气温上升率为0．0152℃(2／a)，其增温率大于全国和全球的平均增温率；降水变化趋势则较为复杂，总体趋势为减少，但其变化规律不如气温明显；气温和降水的变化趋势具有明显的区域性和季节性，流域内各分区的气候变化幅度不同，时空分布也存在显著差异。澜沧江流域森林面积的减少乃是该区域气候变化的原因之一。     

中国天山的降水与气候效应

通过对天山南北坡降水等气候要素的分析，揭示了中国天山区域气候效应，及其基本变化过程。研究表明：在中国天山山地独特的地理位置与地形环境作用下，区域气候表现出了“冷湖”、“火盆”与“湿岛”的局地循环特征，或称“特殊山地气候模式”。同时，中国天山南北坡的降水等气候指数，随着山地气候效应的变化，呈现出各自的递增（减）规律性。中国天山山脉的脊线，自然成为一条划分山地气候的界线。     

我国不同自然条件下的水域气候效应

本文根据我国分布在全国各地的２６个湖泊、水库和河流的实际观测资料，结合理论分析，探讨了在不同自然条件下各各水域气候效应的特点和规律，并给出了其对温度、湿度、风速和降水正负影响的大致数值范围。     

青藏高原湿地退化的气候背景分析

根据对与青藏高原湿地退化有关的水分、温度和日照等气候背景条件变化趋势及其生态环境效应的研究结果,认为全球和区域气候变化是青藏高原湿地退化的重要原因,其中年度内降水不均匀性的增加、日照时数的延长以及气温与地温的升高对高原湿地水分丧失和退化有着重要的影响,而主要气象要素在中小尺度上时空分配状态的变化和局地气候特征的改变则可能是湿地退化的更直接的原因和动力.湿地水分平衡是研究湿地干涸和退化的关键环节,今后应该加强对高原湿地蒸散发过程和模式的研究才能真正阐明湿地退化的机理.人为因素在湿地退化的过程中起着加速器和倍增器的作用,保护和恢复青藏高原的湿地必须坚决减少和限制人为活动的负面影响.     

汾河流域降水变化趋势的气候分析

利用汾河流域39个测站近45 a(1956-2000年)的月降水量资料,采用线性趋势估计、T显著性检验和多项式回归方法分析了降水时空变化。结果表明,汾河流域降水空间分布南多北少、由下游向上游逐渐减少。年、汛期(6～9月)降水量呈逐年减少趋势,且在全流域具有普遍性,平均降水倾向系数-26．1 mm/10 a、-22．2 mm/10 a,流域趋于干旱化。20世纪50、60年代流域降水偏多,70、80年代接近常年水平,90年代偏少最甚。气候跃变参数结果显示,汾河流域汛期降水没有跃变。     

青海省龙羊峡库区沙漠化遥感监测

利用1987年和2000年美国陆地卫星TM数据资料,对青海省龙羊峡库区13 a来土地沙漠化面积、分布、发展等动态进行了监测,发现龙羊峡库区沙漠化总面积的净扩大量并不很大,只有15 220.6 hm²,沙漠化面积以平均每年1 170.8 hm²的速度递增,年递增率为0.55%,但沙漠化程度加大、等级增高的趋势明显。     

遥感和GIS支持下的龙羊峡库区土地沙漠化动态研究

地处高寒干旱与半干旱自然环境的龙羊峡库区生态环境脆弱,加之不合理的人为经济活动影响加剧了沙漠化正过程,使本区土地沙漠化普遍发生,威胁到水库的生产、发展,严重影响着库区经济持续稳定地发展。通过多时相、多波段TM影像(1987、1996),结合实地考察,以IDRISI、ARC/INFO、ARCVIEW等为核心软件,以P微机为主平台实现遥感与GIS一体化,建立了易操作可运行的龙羊峡库区地理信息系统,在系统支持下对库区土地沙漠化进行动态监测研究。表明土地沙漠化现象日趋严重,严重沙漠化土地面积日益扩大,平均以21 km²·a^-1的速度递增,沙漠化正过程迅速发展。造成沙漠化普遍发展的主导因子是自然因素,但人为因素也不容忽视,不合理的经济活动加剧了沙漠化正过程发展。     

基于COSI-Corr技术的龙羊峡库区1987—2019年风沙输移特征及潜在入库量估算

风沙活动威胁着龙羊峡水库的安全运营,查清沙害来源和入库量对于防治水患和沙害具有重要意义。基于1987、1995、2003、2013、2019年的Landsat卫星影像,利用COSI-Corr技术监测了龙羊峡库区不同时空的沙丘移动特征,并重新评估库区近32 a的潜在风沙入库量。结果显示：（1）1987—2019年龙羊峡库区沙丘平均移动速率为5.81 m·a^-1,呈先加速（1987—2003年）后减速（2003—2013年）再加速（2013—2019年）趋势;沙丘移动方向在132.81°—165.82°范围内,与该区主风向一致。（2）近32 a向龙羊峡水库输送的潜在风沙量可达7.82×10⁷ m3（1.20×10⁸ t）。上风向塔拉滩潜在输送量为7.38×10⁷ m3（1.14×10⁸ t）,下风向木格滩仅贡献了0.44×10⁷ m3（0.68×10⁷ t）。（3）库区内风沙输移受风况、气候、植被等多种因素的影响,在未来全球变暖条件下,青藏高原的风沙活动将会持续发展,风沙入库量的长期累计效应将对水库安全构成严重威胁,必须引起足够重视。     

1961～2015年雅鲁藏布江流域风蚀气候侵蚀力变化

根据雅鲁藏布江流域13个气象站观测资料,利用联合国粮农组织给出的公式计算雅鲁藏布江流域风蚀气候因子指数值,分析雅江风蚀气候侵蚀力基本特征。结果表明,雅江流域风蚀气候因子指数分布范围为4.2~31.9,平均值为14.7。从空间分布来看,风蚀气候因子指数由西向东呈减小趋势,西部可达40,东部加查-米林段降到了5左右。风蚀气候因子指数具有显著的季节变化,春季最大为8.5,冬季次之为5.2,夏季、秋季都很小。雅江流域风蚀气候因子指数年、春季、秋季、冬季下降趋势显著,夏季上升趋势不显著。通过Mann-Kendall（M-K）检验分析可知,风蚀气候因子指数在1987年发生突变。     

青藏高原隆升与黄河形成演化

第三纪青藏高原经两期隆升和两度夷平,第三纪末开始快速隆升,经青藏运动(A幕3.6~3.4 MaB.P.、B幕2.6~2.5 MaB.P.、C幕1.8~1.4 MaB.P.)、昆黄运动(1.2~0.6 MaB.P.)和共和运动(0.15~0 MaB.P.)3阶段。青藏高原隆升过程中黄河断续下切形成一系列阶地,各段最老的阶地对比表明:青藏运动C幕黄河中游(积石峡至三门峡)诞生并随之与下游贯通,1.6 MaB.P.黄河中游贯通,1.4 MaB.P.切穿三门峡东流入海;1.2 MaB.P.开始了上游溯源加长历史,0.15 MaB.P.到达共和盆地;末次冰期间冰段(45~25 kaB.P.)到达多石峡,冰消期后(11~10kaB.P.)多石峡贯通抵达河源,从此现代黄河出现。     

塔里木盆地风蚀气候侵蚀力的计算与分析

利用塔里木盆地周边及腹地13个气象站1961～2007年的观测资料,选择联合国粮农组织给出的风蚀气候因子指数计算公式,计算了塔里木盆地风蚀气候因子指数值,以此阐述了风蚀气候侵蚀力的基本特征。结果表明,多年平均风蚀气候因子指数C值的分布范围为6.3～39.6,整个盆地的平均值为17.5;从空间分布来看,C值由盆地西部向东部呈增大趋势,最大值出现在盆地东南缘的若羌;风蚀气候因子指数具有显著的季节变化,春季最大,夏季次之,秋季再次之,冬季最小;近50 a来,风蚀气候因子指数总体上呈减小趋势,说明风蚀气候侵蚀力在降低;风蚀气候侵蚀力主要受风速的作用,与降水的关系不显著。     

基于GIS的黄河上游龙羊峡库区生态环境遥感监测研究

本项研究以黄河上游生态环境严重退化的龙羊峡库区为研究区，应用遥感与GIS一体化的方法，建立了库区生态环境动态监测信息系统。在系统的支持下，利用多时相、多波段TM遥感数据，对库区近十年来生态环境变化进行监测分析，揭示了库区土地沙漠化、水土流失、土地利用／土地覆盖的现状，以及建库近十年来生态环境时空演化的过程与发展趋势，为库区生态环境治理提供科学依据。本项研究利用遥感和GIS技术，采用生态环境综合分类系统，在一次分类处理中通过多层次不同级别的组合获得了基于同一信息源的土地沙漠化、草场盖度、土地利用处地覆盖等多种环境类型信息，并利用环境信息模型对库区的土壤侵蚀进行了评价。基于GIS的分类后再处理使遥感分类精度有了一定程度的提高。研究表明，在GIS的支持下充分利用遥感信息监测与评价生态环境，是区域生态环境定量化研究的有效途径。     

中国黄土高原土壤湿度的气候响应

利用中国黄土高原59个气象站1961—2002年月降水量和29个农业气象观测站从建站到2002年逐年4—10月旬土壤重量含水率资料,分析了黄土高原土壤湿度的地域和时间分布特征以及土壤湿度对生态的影响。结果表明：①黄土高原4—10月土壤湿度与降水量的地理分布有较好的一致性,两者都从东南向西北减少。受六盘山和太行山阻挡东南季风影响,在陇中和晋中黄土高原出现一条南北向的干舌;黄土高原半干旱气候区降水和土壤湿度等值线梯度大,气候变化敏感。②采用年降水量和变差系数把中国黄土高原土壤湿度划分为5个气候区域：草原化荒漠带土壤严重失墒区,荒漠草原带土壤失墒区;草原带土壤失墒区;森林草原带土壤湿度周期亏缺区;森林带土壤湿度周期亏缺区。前3个气候区位于黄土高原中北部,经雨季之后,土壤水分不能得到有效恢复,土壤经常处于重旱或轻旱状态。后2个气候区位于黄土高原南部,经雨季之后,土壤水分能得到有效恢复,土壤有季节性缺水现象。③影响土壤湿度的主要因素是降水,但气温也有不可忽视的作用。近20 a来,中国黄土高原降水减少,气温升高,土壤湿度有下降的趋势。