2002年塔里木河流域四条源流区间耗水分析

2002年塔里木河四条源流出山口天然径流量273.9×108m3, 比多年平均值多46.9×108m3, 偏多20.7%, 属丰水年.其中发源于天山山脉的阿克苏河和开都河-孔雀河径流增幅大, 水量充沛, 属丰水年, 而发源于昆仑山脉的叶尔羌河和和田河径流量保持多年均值年.2002年度, 四条源流区总耗水量219.1×108m3, 占出山口天然径流量的80.0%.其中阿克苏河流域总耗水量为65.90×108m3, 占出山口天然径流量的60%; 叶尔羌河流域耗水量61.92×108m3, 年内无水量进入塔里木河干流; 和田河流域耗水量36.45×108m3, 占出山口天然径流量的80.9%.开-孔河流域内耗水54.76×108m3, 占出山口天然径流量的95.9%.     

1957—2019年昆仑山北麓车尔臣河流域水文情势及其对气候变化的响应

气候变暖背景下干旱区水文、水资源的变化仍是影响区域水资源利用和洪水灾害防治的关键科学问题。基于1957—2019年长序列的水文、气象资料,系统分析了昆仑山北麓车尔臣河流域的水文变化特征及其对气候变化的响应。总体上,车尔臣河流域的水文过程的显著变化发生在1990s末期,变化前后年径流量约增加了54.67%,所有季节径流的增加共同造成了年径流的增加,其中夏季径流的增加对年径流增加的贡献最大,其次依次为秋季、春季和冬季。降水增加（第一控制因素）和气温升高（第二控制因素）共同造成了车尔臣河流域水文过程的变化。具体到径流年内变化,降水是春夏季径流变化的主控因素,而秋冬季径流变化的主控因素是气温。径流增加为中下游提供更多水资源的同时,也导致年际间水文洪涝和干旱事件发生的频率增加、强度增强。冰冻圈在该地区水文循环中起着重要的作用,但其对水文过程的影响仍不明确,加强阿尔金高山区的冰川、多年冻土监测将为进一步预估水文对气候变化的响应提供基础数据支撑。     

1951—2016年中亚努尔苏丹与乌鲁木齐寒潮过程频数变化及其主要影响因子对比分析

利用1951—2016年努尔苏丹和乌鲁木齐的逐日最低气温资料, 以当年7月到翌年6月为统计年, 对比分析了中亚地区的努尔苏丹与乌鲁木齐的寒潮、 强寒潮和超强寒潮过程频数气候变化特征, 并初步分析了冬季北极涛动（AO）、 北大西洋涛动（NAO）与中亚两个城市同期寒潮活动关系。结果显示： 努尔苏丹的年平均寒潮过程频数（15.7次·a^-1）是乌鲁木齐（4.1次·a^-1）的3.88倍, 强寒潮和超强寒潮过程频数分别是乌鲁木齐的5.91倍和7.55倍; 努尔苏丹的超强寒潮过程频数月分布呈单峰型, 1月最多, 乌鲁木齐的呈双峰型, 峰值分别出现在11月和4月。努尔苏丹的寒潮过程持续日数普遍比乌鲁木齐短。65 a来, 努尔苏丹与乌鲁木齐的春季寒潮过程频数之间的相关关系显著。努尔苏丹和乌鲁木齐的年寒潮过程频数的线性递减率分别为-0.111次·（10a）^-1和-0.445次·（10a）^-1; 两城市秋、 冬、 春季寒潮、 强寒潮和超强寒潮过程频数线性趋势大多以递减为主, 但是努尔苏丹冬季和乌鲁木齐春季的超强寒潮过程频数均呈递增趋势。努尔苏丹的年超强寒潮过程频数在近5 a最多。努尔苏丹的年寒潮过程频数序列有31 a、 20 a左右的显著周期, 乌鲁木齐的年寒潮过程频数序列有39 a、 8 a左右显著周期。北大西洋涛动（NAO）与努尔苏丹和乌鲁木齐寒潮过程的关联程度比北极涛动（AO）与它们之间的关联程度更为密切; 努尔苏丹的寒潮过程频数受NAO以及AO的影响程度更深。     

西北干旱区融雪洪水灾害预报预警技术:进展与展望

针对全球变化背景下极端升温、暴雪和雪面雨等事件增多以及我国西北干旱区融雪洪水灾害风险增大问题,简要概述了干旱区融雪洪水预报预警系统及其关键技术的研究进展,重点阐述了近年来发生频率增加、灾害风险大,但在干旱区未引起重视的雪面雨洪水的研究进展,提出了西北干旱区融雪洪水高精度预报预警所面临的关键科学问题,指出需在揭示干旱区融雪洪水灾害致灾机理、成灾机制及其演化规律基础上,研发干旱区融雪洪水灾害监测预警装置并构建立体监测体系,研究雨雪冰混合洪水形成及演进过程并建立模型,构建洪水风险评估指标体系,建成干旱区融雪洪水智能化预报预警决策支持平台,动态展示流域实时、潜在及未来超标准融雪洪水的淹没范围,评估风险程度,并提出防洪技术和工程方案以及洪水资源化利用途径等应对措施.     

维系塔里木河的生命健康——塔里木河生命健康的内涵与诊断

塔里木河是我国乃至世界的最大内陆河,历史上环塔里木盆地的九大水系都对塔里木河干流有贡献,由于源流区人类活动影响和气候变化干扰,近50年来补给塔里木河干流的源流条数已减到四条,水量也在不断减少,加之塔里木河干流区上中游耗水严重,导致20世纪后期下游水量持续减少和水质盐化,生态环境恶化,已威胁到塔里木河的生命健康.为此,自2000年开始,实施了以恢复塔里木河下游绿色走廊为代表的修复河流生态系统的世纪工程,然而,维系塔里木河生命健康是一项长期而艰巨的历史任务.提出维持塔里木河生命健康的内涵包括6个方面内容,并从5个方面对河流生命健康功能进行诊断,最终给出了5条建议.突出生命健康的内涵与诊断,阐述塔里木河生命含义,为内陆河流域人水和谐共处,制定塔里木河流域长远的规划和近期的治河体系提供参考.     

中国干旱区温度带界线对气候变暖的响应

在全球气候变暖大背景下,热量资源的改变与温度带界线的动态变化将会影响到干旱区天然植被的生长与分布,而农业气候资源的变化将对干旱区农业生产的布局与种植制度的调整产生深刻影响。本文采用1961-2007 年均一化气温数据与MPI_ECHAM5 模式输出的21 世纪上半叶A1B情景下的区域降尺度格点数据,选取保证率为80%的日均温≥ 10 ℃持续日数等值线和日均温≥ 10 ℃等积温线为干旱区温度带北界指标,探讨了过去近50 年及21 世纪上半叶气候变暖背景下中国干旱区温度带界线的动态变化。研究表明,(1) 1961-2007 年,干旱区夏、冬半年气温呈显著增加趋势,且冬半年较夏半年增温幅度要大;各年代日均温≥ 10 ℃积温与≥ 10 ℃持续日数的等值线动态变化一致,均表现为显著向北或向高海拔推移;(2) 通过对温度带北界指标变化的判断,1961-2007 年干旱区暖温带和中温带北界普遍北移,北移幅度最大者为阿拉善地区,超过1 个纬度;21 世纪上半叶,暖温带和中温带北界将继续北移,且暖温带移动趋势更为显著;无论是过去近50 年,还是21 世纪上半叶,干旱区暖温带和中温带北界均有向高海拔区域移动趋势;(3) 与温度带北界的变动相对应,干旱区生长期起始日期和终霜日等气候指标显著提早,天然植被与作物种植北界向北向西推移,并呈现向高海拔区域扩展的态势。因此,综合考虑农业气候资源变化以及人类活动的影响,从而确定气候条件与农业生产种植之间的反馈关系,这将是下一步研究的重点。     

天山南坡黄水沟与清水河寒区流域极端水文事件对气候变化的响应

冰川、积雪和冻土变化产生的水文效应对下游水资源供给具有重要影响,近几十年来新疆区域洪水呈显著加重趋势,尤其是南疆区域洪水明显加剧. 以天山南坡黄水沟与清水河寒区流域为研究区域,通过分析水文站极端水文事件,结合流域上游山区巴伦台气象站资料,研究了高寒山地流域在气候变化背景下极端水文过程出现时间、年最大和最小径流的响应特征. 结果表明：1986年是水文过程的突变点,从1986年开始随着降水、气温的增加,河流径流量呈增加趋势;最大年径流出现时间从6月中下旬推迟到7月下旬;最大径流和最小径流与年径流量呈正相关关系,最大径流与夏季降水关系密切,而最小年径流与冬春季的气温关系密切. 随着1986年以来的气温升高,冻土退化产生的水文效应使冬季径流增加明显,也使年最小径流明显增大;1986年以来降水变化决定着年径流量增加,使年最大径流集中出现在夏季且量级增大. 总体来讲,20世纪80年代中期以后山区河流年极端洪峰量增大,洪水量增多,年际间变化幅度明显增大,从而对下游造成更严重的灾害. 因此,加强气候变化对寒区流域水资源和洪水灾害的影响评估,使科学技术在减灾方面发挥主导作用.     

气候变暖背景下2015年夏季新疆极端高温过程及其影响

用新疆105个气象站监测资料,分析了2015年夏季高温过程的极端特征.2015年夏季新疆区域出现高温过程,从7月上旬后期开始,南疆东南部以及东疆最早出现日最高气温≥35℃的高温天气,进入中旬后高温范围迅速向西、向北蔓延发展,下旬初期范围达最大,南北疆均出现高温天气.新疆区域该次高温过程在7月中下旬最为强盛,全疆84.8%的测站（89站）出现高温;52.4%的测站（55站）的高温持续日数位居历史第1位;全疆21.9%的测站（23站）极端最高气温位居历史第1位,极端最高气温出现在吐鲁番东坎,达到47.7℃.这次高温过程造成8站夏季温度位居同期第1位,南疆及天山山区的7月平均气温位居历史同期第1位,有54.3%的测站（57站）7月平均气温突破同期历史极值.海拔3544 m的天山山区大西沟站7月份日最高气温连续突破历史极值,22日达到20.7℃.高温过程中,新疆区域7月0℃层高度位居1991年以来同期第1位,其中,7月19-23日连续6 d位居1991年以来的第1位.天山开都河流域日0℃层高度持续33 d高于1991-2015年平均值. 7月上旬到下旬,在500 hPa高空,伊朗高压东移并控制新疆,是造成此次高温过程的直接原因.在100 hPa高空,南亚高压的形态、中心位置、强度变化与新疆此次高温过程演变关系密切.高温过程造成新疆高山区冰雪迅速消融,引发塔里木河流域出现融雪（冰）型洪水.     

乌鲁木齐河源区44a来气候变暖特征及其对冰川的影响

应用乌鲁木齐河源区大西沟气象站1961-2004年44 a逐日气象观测资料,从最高、最低气温、日较差及积温变化角度分析了河源区的气候变暖特征.结果表明:最低、最高、年平均气温、冬季极端最低气温均呈升高趋势,并且最低气温的上升幅度大于最高气温的上升幅度,呈非对称性变化;气温日较差有显著变小的趋势;日照时数有变少的趋势,可能与大气中水汽含量的增加、云量增多有关,显示了大气水汽温室效应在气候变暖过程中的重要作用.河源区云量出现主要在下午到晚上,其增多显示的水汽温室效应使最低温上升明显,进而对冰川的消融和冰川冰的增温产生影响.计算了稳定通过T≥0℃的气候积温,其与冰川物质平衡相关性最大.最后讨论了积温变化趋势与1号冰川物质平衡的关系以及冰川对气候变化的敏感性.     

塔里木盆地沙尘多发季节沙尘日数与前一年大气环流指数的关系研究

应用塔里木盆地14站逐月的沙尘暴、扬沙、浮尘日数和中国气象局国家气候中心整理发布的74类大气环流月指数资料,分析了塔里木盆地4～6月沙尘暴、4～7月扬沙、3～5月浮尘日数与前一年大气环流月指数之间的关系。沙尘日数和环流因子序列均滤去了显著线性趋势,用滑动相关法提取了31组初始因子,分别建立回归模型,然后对回归结果进行两级集合。4～6月沙尘暴、4～7月扬沙、3～5月浮尘日数的集合回归拟合序列与实测序列的相关系数分别为0.9520、0.8124、0.8897。用逐级反推法,确定了与塔里木盆地沙尘多发季节3类沙尘日数有显著统计关系的前一年的大气环流指数因子数目分别为6个、7个和8个。有显著统计关系的前期环流因子对沙尘日数的异常偏多(少)年的预测能力存在不对称性。