湖北省2008年初低温雨雪冰冻过程气候特征分析

2008年初,湖北省出现了严重的低温雨雪冰冻灾害,直接经济损失高达110亿元以上,有必要对灾害期间的气候特征进行系统、科学的分析和总结。对湖北省76个气象站2008年1月12日～2月3日气温、降水（雪）、日照以及低温持续日数等要素进行时空间差异分析及历史与同期比较,并选取10个代表站历史上所有低温雨雪天气过程,对其过程持续低温日数、最长连续雨雪日数、过程极端低温进行比较分析。结果表明：（1）此次过程的平均气温异常偏低,该省大部为-1～-2℃,比常年同期偏低4～6℃,为各站历史同期最低,其中主要是最高气温异常偏低所致,但极端低温并不低;（2）降雪过程频繁,雨雪量异常偏多;（3）低温冰冻持续时间长,该省大部在16～22 d,位于历史第一;（4）日照异常偏少。持续而稳定的大气环流异常形势是湖北省大范围低温雨雪天气的直接原因。     

湖北省2008年初低温雨雪冰冻过程气候特征分析

2008年初，湖北省出现了严重的低温雨雪冰冻灾害，直接经济损失高达110亿元以上，有必要对灾害期间的气候特征进行系统、科学的分析和总结。对湖北省76个气象站2008年1月12日～2月3日气温、降水（雪）、日照以及低温持续日数等要素进行时空间差异分析及历史与同期比较，并选取10个代表站历史上所有低温雨雪天气过程，对其过程持续低温日数、最长连续雨雪日数、过程极端低温进行比较分析。结果表明：（1）此次过程的平均气温异常偏低，该省大部为-1～-2℃，比常年同期偏低4～6℃，为各站历史同期最低，其中主要是最高气温异常偏低所致，但极端低温并不低；（2）降雪过程频繁，雨雪量异常偏多；（3）低温冰冻持续时间长，该省大部在16～22 d，位于历史第一；（4）日照异常偏少。持续而稳定的大气环流异常形势是湖北省大范围低温雨雪天气的直接原因。     

1961~2017年中国不同等级寒冷天气日数时空演变特征

基于气象行业的“寒冷程度等级”,采用1961~2017年中国545个日值最低气温站点数据,从气候态特征、变化趋势和波动特征3个方面分析近57年来中国不同寒冷天气日数时空演变特征。结果表明：（1）1961~2017年中国寒冷天气日数随着寒冷等级降低而逐渐增多。其中极寒和严寒天气日数仅分布在高纬度、高海拔地区。随着寒冷等级降低,寒冷天气日数逐渐向南方发展。（2）1961~2017年中国不同等级寒冷天气日数变化趋势具有各自不同的空间分异特征。高等级寒冷天气日数以减少趋势为主,且主要集中在高纬度、高海拔地区;随着寒冷等级降低,寒冷天气日数呈增加和减少趋势的范围不断增加。1991~2017年的高等级寒冷天气日数变化趋势相比1961~1990年偏小;随着寒冷等级增高,趋势偏大的地区不断增多。（3）1961~2017年中国高等级寒冷天气日数在高纬度、高海拔地区波动较大;随着寒冷等级降低,寒冷天气日数波动较大的地区逐渐向南方发展,且呈现出南方波动大、北方波动小的特征。中低等级寒冷天气日数波动差异特征分别集中在长江流域地区和南方沿海沿边地区。高等级寒冷天气日数波动差异特征则主要集中于高纬度、高海拔地区。     

1961~2015年西南地区降水及洪涝指数空间分布特征

利用西南地区98个气象站连续完整的日降水序列数据,整合降水强度、持续性指数及等级指数形成降水指数体系并研究该区域降水及洪涝指数的空间分布特征,得到以下主要结论：（1） 1961~2015年,西南地区年降水量（PRCPTOT）与极端降水量（R95PTOT）都呈现出“东多西少、南多北少”的分布形态;持续降水日数（CWD）则表现为“南高北低、西高东低”的分布格局。区域多年平 均PRCPTOT、R95PTOT、CWD分别以-13.12 mm/10 a、1.34 mm/10 a、-0.29 d/10 a的速率变化。（2）西南地区不同等级降水日数具有相似的空间分布特征,均呈现出“南高北低、东高西低”的分布形态。（3）西南地区洪涝强度指数呈由东北向西南递减的分布特征;降水总量越多的地区,洪涝强度反而越低,主要由于单站洪涝强度表征的是降水的波动情况,降水量越多波动越不明显。21世纪以来,该 地区洪涝等级以重级为主,2010年以来连续多年出现特重级洪涝。此外,洪涝强度越大,区域性年度灾害等级越高。该研究对于掌握西南地区极端气候变化规律,从而服务于防灾减灾具有一定的理论意义。     

南方冰冻雨雪灾害年的环流及气象要素异常的统计分析

利用NCEP/NCAR的2.5°×2.5°格点的逐日再分析资料,通过分析我国南方19个冰冻雨雪灾害年的36个冰冻雨雪天气个例的环流形势,总结了发生冰冻雨雪天气的4种天气类型:北脊南槽型、乌山脊型、横槽南支型和高纬低涡型,后两种天气类型持续时间长、影响范围广,极易造成南方严重的持续冰冻雨雪灾害;进一步分析南方持续冰雪天气的物理量场和要素场特征,结果表明,对流层低层850~700 hPa辐合中心较垂直上升速度中心提前1~2 d出现,预示低温雨雪增强;冻雨严重年份在700 hPa维持大于0℃的融化层,南支槽前的西南急流为雨雪天气提供了水汽和热量输送,这种配置利于冻雨天气的发展和维持。天气类型的建立及气象要素的统计有利于为南方冰雪灾害天气预测预警服务。     

三峡库区腹地土壤侵蚀动态演变研究

以三峡库区腹地5个区县为研究区，以1988、2000、2010和2015年4期遥感数据为数据源，借助RS和GIS技术，得到研究区土壤侵蚀数据，采用土壤侵蚀综合指数，从区域尺度、乡镇尺度分析三峡库区腹地土壤侵蚀时空演变规律及其差异性。结果表明：（1）在27a间，区域尺度的土壤侵蚀状况呈现波动性演变，2000年以前研究区土壤侵蚀状况在恶化，而2000年以后侵蚀状况逐渐好转并趋于稳定;（2）在乡镇尺度上，进一步分异，出现4种演变类型：持续性变好、持续性变差、波动性变好、波动性变差；主体演变类型与整体大体一致，但在云阳县和长江沿岸存在与整体相反的演变类型；（3）侵蚀状况始终严重或持续性变差的12个乡镇为治理重点区域，而波动性变差的24个乡镇为治理的次重点区域。研究结果有助于该区域水土流失的精准治理。 关键词： 土壤侵蚀演变；土壤侵蚀综合指数；多尺度研究；三峡库区腹地     

我国南方地区50 a冬季降水和相对湿度特征分析

根据中国地面气候日值数据集资料,利用气候趋势系数、气候倾向率等方法,研究了我国南方地区冬季50 a降水和湿度的时空变化特征,并运用基尼系数对降水均匀性的空间分布进行了分析。结果表明：降水和相对湿度分布皆自西北向东南递增,最大中心位于长江以南附近内陆区域,最小值基本位于高原。降水强度整体呈现增加趋势,在沿长江附近区域以及云南部分地区增强明显,最大气候倾向率为1.0 mm/d/10 a左右,有明显的突变时间,为1979年;降水量呈微弱的增加趋势,其中云贵和川渝局部区域降水量呈减少趋势,为-3 mm/10 a左右,没有明显的突变时间;降水日数在长江以南局部区域及云贵区域显著减少,其中云南的西南地区为最小气候倾向率-10 d/10 a,明显突变时间为1980年;相对湿度表现出一定的局地增减趋势,长江以北（南）主要呈微弱增加（减少）趋势,云南南部减小趋势显著;相对湿度和降水呈明显的正相关,其中与降水量和降水日数相关系数高达0.784、0.753。降水量基尼系数的空间分布与降水分布相似,只是降水分布的大（小）值中心为基尼系数小（大）值中心,不同年代及冬季不同月份的降水量基尼系数大（小）值区域范围有所增减。总的来看,我国南方冬季中部和东部大部分区域为降水均匀区,西南高原区域为不均匀区。 关键词： 南方地区;冬季;降水;相对湿度     

基于RS和GIS的2008年长江中下游雪灾监测——以湖北省为例

2008年1月中旬至2月初,我国长江中下游地区出现了大范围持续低温、雨雪、冰冻天气气候事件,造成了特大积雪灾害。以湖北省为例,基于RS和GIS技术对这次雪灾进行了动态的监测评估。利用连续多天的卫星遥感资料和积雪深度观测资料,在GIS的支持下,计算归一化差分积雪指数（NDSI）,提取积雪分布信息,并根据不同海拔高度,确定了积雪深度的NDSI分层阈值,实现了3层积雪深度(0～10、10～20 和20～30 cm)的判识。针对积雪区内不同的土地利用类型,统计了不同深度的积雪面积。结果表明：湖北省近90%面积被雪覆盖,其中江汉平原、鄂东北和鄂东南等地雪灾最为严重,部分地区积雪深度在20 cm以上;水田、旱地等农业用地以及湖泊、水库、河渠等水系积雪最为严重,居民点用地也有较大范围的积雪,居民生活受较大影响;2月2日以后积雪面积逐日减少,到2月8日,积雪基本融化。在上述研究基础上形成了基于RS和GIS的长江中下游积雪监测的业务流程.     

湖南武陵山片区乡村转型时空演化特征及其影响因素分析

乡村转型是激发乡村发展活力，实现乡村可持续发展的重要路径。深入开展连片特困地区乡村转型发展研究对推动精准扶贫与乡村振兴有机衔接具有重要意义。通过构建乡村转型评价指标体系，采用均方差决策法、地理探测器等方法，对2006～2016年湖南武陵山片区乡村转型时空演化特征及其影响因素进行研究。研究表明：（1）湖南武陵山片区乡村转型度整体呈现出明显上升态势，乡村转型度较高的县域数量不断增加，乡村转型度较低的县域数量不断减少。（2）乡村转型度高值区主要分布在武陵源区、鹤城区、吉首市、冷水江市等县（市、区），低值区主要分布在片区的东南部和西北部，总体呈现出“中部高、西北-东南低”的空间格局特征。（3）湖南武陵山片区乡村转型空间分异是多种因素综合作用的结果，人均GDP、人均固定资产投资是主导因素，其次是人均地方财政收入、人均社会消费品零售额、人均储蓄存款；各影响因子之间的交互作用对乡村转型空间分异作用力更强。不同区域应合理有序推动乡村转型发展，从而实现精准扶贫与乡村振兴的有机衔接。     

植被净初级生产力对极端寒冷天气事件的响应——以2008年贵州省凝冻为例

为揭示区域植被净初级生产力(NPP)对极端寒冷天气事件的响应及恢复过程,以2008年初发生在中国南方的特大凝冻事件为例,基于GIS空间分析技术,以贵州高原为研究对象,利用MODIS250m分辨率NDVI生成的NPP数据,探讨了不同岩性、地貌、植被类型的NPP对极端寒冷天气事件的时空响应特征。结果表明:1)本次凝冻事件导致贵州NPP共损失0.77×106t C,主要分布黔中、黔南和黔西南等喀斯特集中连片区;2)喀斯特岩性区受损程度较非喀斯特岩性区明显严重,受损率分别为28.62%、21.92%,恢复程度差,恢复率分别为91.29%、95.76%;3)在不同喀斯特地貌区内,岩溶高原受损最严重,岩溶槽谷区受损最小,受损率分别为33.00%、21.40%,岩溶断陷盆地恢复最好,岩溶槽谷恢复最差,恢复率分别为106.65%、88.41%;4)各植被类型中灌丛损失最大,混交林最小,损失率分别为28.49%和21.79%,草丛恢复程度最好,灌丛最差,恢复率分别为97.63%、91.33%。综上所述,不同植被在不同岩性、地貌条件下,对极端寒冷天气事件的时空响应特征明显不同,其恢复过程也存在巨大差异。     

基于DEA模型的西南地区耕地利用效率时空格局演变及影响因素分析

耕地作为粮食生产之基,是人类社会赖以生存和发展的根源,其利用效率的高低,深刻影响着人类文明的发展与进步。以西南地区重庆、四川、贵州、云南4省（市）2000年、2005年、2010年和2015年4个年度的相关数据为基础,利用DEA模型估算了耕地利用效率,并通过全局Moran’I、趋势面分析、G*i指数从全局和局部分析了耕地利用综合效率的时空变化特征,最后,借助GWR回归模型分析了影响耕地利用效率空间分异的主要因素。结果表明：（1）2000~2015年间,耕地利用效率高值区的城市数量在不断扩大。在空间分布上,耕地利用效率稳定高值区域主要集中分布在四川省内的达州-德阳-成都-甘孜一线。重庆市耕地利用效率逐年增加的趋势;四川省持续保持高利用效率,且变化幅度不大;而贵州有下降的趋势,云南省则保持低效率利用状态。（2）西南地区耕地利用效率主要为正向的空间自相关性,空间分布趋势呈现出从西向东递增,以及由南向北倒“U”型递增态势。耕地利用综合效率空间格局分异显著,具有相对高值（低值）耕地利用效率在空间上呈现较强的组团式集聚分布态势,冷热点空间极化现象较为明显,界线分明,层次清晰,且随着时间变化,冷热点区域在空间上的分布态势有由“组团式”向“条带式”分布转变的趋势。（3）西南地区耕地利用效率时空演变受农民人均纯收入的影响最大,其次为复种指数,耕地质量和灌溉指数的影响程度相当,人均GDP对耕地利用效率的影响在逐年增加,地形因素的影响逐年减弱。     

近50年来川渝地区夏季高温及严重干燥事件分析

利用川渝地区1961~2006年145个台站夏季的逐日降水和最高气温资料,分析了该地区夏季高温和严重干燥事件的时空演变特征,结果表明：川渝地区夏季高温日数与严重干燥事件的空间分布比较相似,除重庆东南部以外,基本呈自西向东阶梯状递增趋势,高值中心集中在重庆中部、西南部以及四川省东南部;从长期变化趋势来看,川渝地区大部夏季高温日数与严重干燥事件的发生频次以增长趋势为主,呈减少趋势的若干站点分布较零散,且减少趋势不显著;除小片区域以外,川渝地区大部夏季高温日数和严重干燥事件发生频次经历了“1960s〖FY（〗增〖FY）〗1970s〖FY（〗减〖FY）〗1980s〖FY（〗增〖FY）〗1990 s〖FY（〗增〖FY）〗2000～2006”的年代际变化过程;21世纪以来,在全球气候变暖的大背景下,川渝地区大部无论是夏季高温还是严重干燥事件都进入了近50年来最显著的高发期,气温和降水特征变化所造成的干旱压力大增,必然导致夏季旱灾发生几率的增大     

基于NRCA的湖北省水资源利用评价研究

利用湖北省17个地市（州）2003~2008年相关数据,运用标准显示性比较优势指数（NRCA）计算各地区各部门水资源利用的规模、效益优势指数和比较优势度,经分类时空分异分析提出：自然条件、自然资源禀赋、经济发展水平及用水效率是湖北省地区生产用水比较优势的驱动因子;城市化发展水平是生活用水比较优势的主要影响因素。此外,灌溉用水优势区域为江汉平原区;林牧渔业用水优势区域主要分布在沿江地带及山区林牧渔业发达区域;工业用水优势区域为武汉、黄石、十堰等传统工业区。证实了NRCA在水资源优势评价方面的可行性。
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云南省水资源承载力评价与时空分布特征研究

水资源承载力是衡量一个地区社会经济发展潜力的重要方面。选取水资源、社会、经济和生态环境评价指标,构建了区域水资源承载力综合评价模型;通过分析经济压力指数、人口压力指数、承载压力指数及协调指数,对云南省水资源的承载能力和利用状况进行评价,并探讨了其时空分布特征。结果表明：（1）云南省水资源与生产力布局、人口分布不协调,滇中地区经济相对发达,人口数量大,而水资源量较少,多属于轻度超载或濒临超载地区;（2）随着人口增加和经济发展,区域内水资源承载压力逐渐增大,如滇东北地区的昭通市由水资源承载适宜地区转变为水资源濒临超载地区,而滇西部地区的德宏市水资源承载力由承载盈余变为承载适宜;（3）从整体上看,目前云南省水资源利用率较低,工程性缺水问题较为突出。未来水利工程尤其是滇中引水等的建设及运行,将有效缓解水资源超载问题     

基于DEA的中国农地非农化效率及其变化

基于DEA和Malmquist TFP指数模型方法研究分析2000～2008年我国省域和区域层面农地非农化效率及其变化,为优化土地利用提供参考。研究结果表明：（1）省域层面各项平均效率水平一般,超过80%的省份农地非农化综合效率未达到有效状态;（2）农地非农化效率总体呈现东部地区>东北地区>中部地区>西部地区的状态,区域差距呈现缩小趋势;（3）农地非农化平均综合效率的提升主要源于纯技术效率的贡献,而生产效率的明显改善得益于技术进步;（4）东部和东北地区农地非农化综合效率有所下降,中西部地区综合效率呈现上升趋势,西部地区上升显著。通过研究发现：现阶段我国农地非农化存在要素资源的利用不充分现象,效率提升潜力较大;西部地区农地非农化规模集聚能力与其他地区差距较大;东部地区存在农地非农化效率损失;虽然中西部地区农地非地化效率变化提升明显,但能否成为农地非农化指标增加的依据还值得进一步探讨     

长江流域不同类型降水量的非均匀性分布特征

基于长江流域1963~2016年131个气象站点逐日降水资料,计算了年降水、强降水（极端降水和暴雨）的集中度（PCD）、集中期（PCP）,并结合M-K非参数性趋势检验分析以及相关分析等方法对长江流域降水非均匀性分布特征及其趋势进行了分析,目的在于揭示不同类型降水量在流域内非均匀性分布的特征,加强对强降水在时空分布上的理解。结果表明：流域多年平均年内日降水量集中度（PCDDP）、集中期（PCPDP）均由下游向上游递增,PCDDP变化趋势不显著而PCPDP变化趋势在空间上差异明显,在流域中下游呈增长趋势、上游呈减小趋势;年降水量与PCDDP呈显著正相关的地区主要分布在四川盆地;流域年极端降水量PCDEP、PCPEP的多年平均分布及变化趋势与PCDDP、PCPDP相似。流域多年平均暴雨量（日降水≥50 mm）从下游向上游递减,在四川盆地较四周高,暴雨在流域东部呈增长趋势,在四川盆地呈减小趋势;年暴雨量集中度（PCDRP）、集中期（PCPRP）从流域东南向西北递减,在湖北、贵州以及四川东部PCDRP呈增加趋势,在流域东南部呈减小趋势;PCPRP在江浙、安徽、湖南及贵州地区呈不明显的增加趋势,在四川、云南等地呈减少趋势。     

基于模拟土壤含水量的长江上游#br# 干旱事件时空特征分析

干旱灾害是对我国农业生产和生态环境影响最为严重的自然灾害之一,研究干旱的时空变化特征对干旱的评估、预测有重要的指导意义。研究基于VIC（Variable Infiltration Capacity）模型模拟的50km分辨率的逐日土壤含水量数据,计算土壤含水量距平指数（SMAPI）并分析了长江流域上游1953~2013年历史干旱事件的时空变化特征。结果表明：（1）VIC模型能较好的模拟出1980~2000年长江流域上游出口宜昌断面的流量过程;（2）SMAPI指数能够反映长江流域上游实际干旱的发生、发展过程和严重程度,能够较好地再现历史干旱情形;（3）通过研究长江流域上游的干旱历时 面积 强度关系发现,干旱历时一定时,随着干旱面积的增加,干旱强度总体呈增强的趋势。研究结果对于深入认识长江流域上游历史干旱长期演变特征和增强区域防旱抗旱能力具有一定的理论和实用价值。 关键词： VIC模型;土壤含水量距平指数;时空特征;长江上游     

重庆地区1999～2008年雷电参数变化特征

采用重庆地区1999~2008年闪电定位系统监测资料,通过数理统计、回归分析、趋势分析等方法,重点分析重庆地区反映雷电活动规律的闪电频次、雷电流幅值、雷电日等雷电参数时空分布及其变化特征。结果表明：闪电发生在时间分布上存在明显季节性（54％~83%集中在夏季）和日变化特征（主要集中在两个区域：16〖DK〗∶00～18〖DK〗∶00、0〖DK〗∶00～2〖DK〗∶00）;在空间分布上,雷电日和闪电频次都呈现出渝西地区较大（其次是渝中和渝东南部,最小的是渝东北部）。正闪雷电流强度明显大于负闪,且冬季各月正闪所占比例与平均雷电流强度均显著高于其它季节,在此基础上获得雷电流幅值频率的累积概率分布公式,为防雷减灾工作提供理论依据     

基于投影寻踪模型的湖南省土地多功能时空演变分析

土地多功能时空格局分析能够为明确区域土地利用方向及提升多功能整体效应提供参考。研究基于三生功能理论,通过划分土地多功能类型和构建多功能评价指标体系,综合运用投影寻踪法、空间自相关等揭示了2005、2010和2015年湖南省122个县（市）土地多功能时空变化特征。结果表明：（1）生态保育功能平均水平最高,农业生产功能次之,旅游功能相对较低;除生态功能有所下降外,其他各项功能呈现上升趋势,经济生产发展功能和社会保障居住就业功能提升幅度明显;（2）湖南省多功能性水平呈增加趋势且空间异质性明显,呈现由东向西递减的格局。单项功能水平空间分布差异明显,并表现出空间集聚的特征。农业生产、经济发展和社会保障居住就业功能较高的区域主要集中于湖南东部的长株潭地区及京广高速公路沿线县（市）,而生态保育功能高值区则主要分布于湘西、湘南、湘东南等山地丘陵区,研究期间,旅游功能集聚度逐渐提升,农业生产、社会保障居住就业和生态功能集聚度呈减弱趋势;(3)与传统评价方法相比,投影寻踪法客观可靠,信息表征丰富,结果合理,在土地多功能评价方面具有有效性。 关键词： 土地多功能性;时空格局;投影寻踪;空间自相关;湖南省     

1960~2010年长江流域极端降水的时空演变及未来趋势

本文采用长江流域内分布较均匀、无缺测站点的1960~2010年逐日降水资料,借助趋势和突变分析、R/S分析和水文频率分析等方法,研究该流域极端降水的时空演变特征和未来趋势。结果表明：（1）长江流域区域平均气候平均降水量（PAV）、简单日降水强度（PINT）、强降水贡献率（PQ95）、强降水阈值（PF95）、最大1日-10日降水量（PX1D-PX10D）基本均呈上升趋势,中下游各极端降水指数均大于上游,同时,中下游的各指数年际变化比上游更剧烈。（2）PAV与PF95的空间分布类似,但前者在流域中部地区下降、两侧上升,而后者为中部上升、两侧下降;PINT与PQ95的空间分布相似,均为大部分地区呈上升趋势,仅西北部下降。PX1D-PX10D总体上以上升为主,但随着持续时间的增长,下降的区域有明显的扩大,而上升的区域有明显的缩小。（3）未来长江流域极端降水将以现有趋势继续发展,并将以上升趋势为主,流域洪涝灾害风险加大。（4）遂宁站PX1D、安化站PX10D极端降水的频率分析表明,直接采用整体数据计算设计降水量会使结果偏于不安全,对于较长重现期的设计降水表现更显著,因此对于极端降水量发生显著变化的情况需要深入研究,探讨更好的设计降水估计方法。