1985-2020年呼伦贝尔市冻土气候变化特征

利用1985-2021年呼伦贝尔市15个国家气象站各层地温、第一冻土层下限、最大冻土深度资料,研究呼伦贝尔市冻土气候演变特征,同时采用重标极差(R/S)和非周期循环分析,统计最大冻土深度等气象要素时间序列的Hurst指数、分维数和非周期循环的平均循环长度,分析最大冻土深度等气象要素变化趋势和记忆周期。研究表明:(1)0 cm地温、40 cm地温和80 cm地温都呈增加趋势,且0 cm地温增加趋势最显著,特别是0 cm地温最小值增大更加明显。(2)冻结持续日数呈缓慢减小趋势,其中中部偏北海拔超过600 m山区持续时间最长,西南部和东南部地区持续时间最短。(3)7月中旬冻土从北部地区开始,9月-10月下旬向西南和东南地区扩展,次年5月上旬-6月下旬自西南和东南地区向北部地区逐渐消失。(4)最大冻土深度呈现逐年减小趋势,突变年份出现在1988年,最大冻土深度在7-9月最浅,次年2-4月最深,10月-次年1月是最大冻土深度不断加深的过程,5-6月是最大冻土深度显著减小的时段,最大冻土深度最大值出现在西部偏南地区。(5)冻结持续日数和最大冻土深度未来减小趋势仍将持续,持续时间分别为10、8 a;0 cm地温、40 cm地温和80 cm地温未来增加趋势仍将持续,持续时间都为12 a。

整合传统空间肌理,创新城市文化特色——从福建省老干部活动中心改扩建工程方案谈起

着眼于整合传统空间肌理,创新城市文化特色。充分利用原有水体古树,有机整合新旧建筑,高效利用原有设施,提高整体利用率,营造出舒适宜人的教学活动空间。作为供老年人使用的公共建筑,注重对基地环境、室内设施、区间道路、公共空间各个环节进行精心考虑,真正作到"以人为本"。

2023年12月10—21日呼伦贝尔市低温天气的极端性及天气成因分析

利用常规气象观测资料、NCEP/NCAR逐日再分析资料,分析了2023年12月10—21日呼伦贝尔市低温天气的极端性及天气成因。结果表明:(1)此次低温天气持续12 d,期间全市平均气温与历史同期相比偏低9.5℃左右,且多站多日的日最低气温低于-39.0℃;(2)低温发生前100 hPa极涡活动异常,呈偏心形,极涡强度较历年更强,冷空气更为剧烈;(3)乌拉尔山高压脊及鄂霍次克海阻高为低涡持续加深起到关键作用,同时配合-40.0℃冷中心及负距平控制在贝加尔湖上下游地区,低层850 hPa的冷中心覆盖区域及负距平中心最大值区域均强于500 hPa,且-30.0℃冷中心位置更为偏东,温度场后倾环流配置利于冷空气下传;(4)低温持续期间地面冷高压中心强度高达1045 hPa,且伴随气压正距平中心,是极端低温天气典型地面气压场特征。

机载多光谱数据的亮度梯度效应

受到地物二向性反射的影响,航空遥感数据中存在亮度梯度现象,但目前仍然缺乏针对亮度梯度效应专门开展的实验研究。以美国加利福尼亚州中部的果园为研究区,基于沿太阳主平面方向(along solar plane,ASP)、垂直太阳主平面方向(perpendicularly to solar plane,PSP)和南北方向飞行并扫描成像获取的三景MASTER遥感影像,利用剖面分析研究了不同波段、植被指数的亮度梯度效应,并提出了一种多项式拟合校正方法。结果表明:受到热点现象的影响,PSP图像具有最明显的亮度梯度效应,而ASP图像的亮度梯度效应可以忽略不计;植被指数可以削弱亮度梯度效应的影响,但是在热点方向仍然会存在低估的情况。PSP与ASP的比值图像可以较好地消除地物本身以及背景的影响,利用该比值建立的分段多项式模型可以有效地校正由照射角度和观测角度带来的亮度梯度效应。

内蒙古地区四季和年降水量趋势分析

利用1970—2019年内蒙古地区110个国家站降水量资料,采用经验正交函数(EOF)分析、重标极差分析(R/S)和非周期循环分析,统计四季和年降水量时间序列的Hurst指数(H)、分维数(D)和非周期循环的平均循环长度,分析降水量变化趋势和记忆周期。结果表明:(1)内蒙古地区年降水量变化呈增多趋势,其中在东部的偏东地区增多最显著,变化趋势具有持续性特征,持续时间为8 a,但在内蒙古西部的偏南地区和东部的局地区域年降水量呈减少趋势;(2)春季、秋季和冬季年降水量的年代变化呈增多趋势,夏季呈减少趋势,特别是冬季在东部的偏北地区的个别区域Hurst指数H=1,呈现完全预测特征,降水量未来趋势为增多趋势且通过95%的显著性检验;(3)四季降水量过去的增量与未来的增量都呈正相关,夏季降水量减少趋势的持续性最弱,冬季降水量增多趋势的持续性最强,春季、夏季、秋季和冬季的记忆长度分别为8 a、8 a、9 a和10 a。

1971—2020年呼伦贝尔市积雪气候特征和未来趋势预估

利用1971—2020年呼伦贝尔市16个国家气象站最长积雪日数和最大积雪深度资料,采用经验正交函数(EOF)分析、重标极差分析(R/S)和非周期循环分析,统计最长积雪日数和最大积雪深度时间序列的Hurst指数、分维数和非周期循环的平均循环长度,分析最长积雪日数和最大积雪深度变化趋势和记忆周期;同时采用MOD10A2积雪产品,研究2001—2018年呼伦贝尔市积雪覆盖率变化。结果表明:(1)近50年呼伦贝尔市最长积雪日数呈递减趋势,最大积雪深度呈递增趋势;(2)积雪深度>20、30cm的年平均积雪日数主要出现在1996—2014年,其中积雪深度>30cm年平均积雪日数>1d;(3)呼伦贝尔市积雪初日出现在10月中旬至11月上旬,积雪终日在4月结束,积雪初日出现最早时间和积雪终日结束最晚时间都在呼伦贝尔市的北部地区;(4)R/S分析和非周期循环研究表明,呼伦贝尔市最长积雪日数和最大积雪深度H指数分别为0.5899和0.889,即最长积雪日数未来减少和最大积雪深度未来增多趋势持续,持续时间分别为8和12 a;(5)呼伦贝尔市年平均积雪覆盖率为98.87%,呈波动增加趋势,空间分布呈自西北向西南和东南地区增加,10月和翌年3月增加显著,9、12月和翌年4月减少。

长三角地区不透水面多时相遥感提取及变化监测

城市不透水面是城市环境研究中的一项主要指标,准确地监测不透水面及其变化对城市水文循环、城市气候、城市生态环境、城市规划等具有重要的作用。本文以长三角地区为研究区,利用2001-2011年期间多时相Landsat TM数据,通过生物物理组成指数(BCI)提取长三角地区2001-2011年不透水面信息,并分析了长三角地区不透水面的时空分布规律。结果表明,(1)利用BCI指数较好地提取出了长三角地区的不透水面,总体精度均在81%以上。(2)长三角地区城市不透水面呈现以南京、上海、杭州为顶点的三角形分布,上海具有最高的不透水面分布,江苏省不透水面覆盖区域的密度和规模均大于浙江省。(3)不透水面呈由中心向四周逐年扩展趋势,平均增长速度为498 km2·a-1。同时,研究发现不透水面的扩展变化与地区生产总值及市区人口总数有较高的相关关系。

长三角地区一次严重雾霾事件的多源遥感监测研究

利用云—气溶胶激光雷达和红外探路者卫星(cloud-aerosol Li DAR and infrared pathfinder satellite observations,CALIPSO)搭载的云—气溶胶正交极化激光雷达(cloud-aerosol Li DAR with orthogonal polarization,CALIOP)(CALIPSO/CALIOP)数据、海洋与气象学多功能卫星(communication ocean and meteorological satellite,COMS)搭载的地球同步海洋水色成像仪(geostationary ocean color imager,GOCI)(COMS/GOCI)数据以及CE318太阳光度计数据,结合混合单粒子拉格朗日综合轨迹(hybrid single particle Lagrangian integrated trajectory,HYSPLIT)后向轨迹模式和地面气象资料,对长江三角洲(简称"长三角")地区2013年12月1—9日发生的一次严重雾霾事件的形成、特征及污染来源进行了分析。结果表明,雾霾期间气溶胶粒子主要位于低层大气(2 km高度以下),气溶胶层内球形气溶胶所占比例高于非球形气溶胶,细粒径气溶胶所占比例高于粗粒径气溶胶;CE318数据和HYSPLIT模式的分析结果都表明,此次雾霾事件不仅受到当地气溶胶排放的影响,还受到外来源气溶胶的影响,而雾霾期间长三角地区持续弱风、高相对湿度和无降水也是造成此次长时间、大范围严重雾霾污染的主要原因。

呼伦贝尔市汛期短时强降水时空分布特征

利用呼伦贝尔市2005~2018年241个气象观测站小时降水量资料,统计分析了呼伦贝尔市短时强降水过程的时空分布特征。结果表明:呼伦贝尔市短时强降水的高发区和50 mm以上降水主要在东部,高发时段为14~20时,其次为08~14时。短时强降水出现的站点数和次数随量级的增加而减少。短时强降水2013年出现次数最多,且发生频次有逐年递增趋势。7月出现短时强降水次数最多,8月次之,5月和9月最少。发生短时强降水时,各量级的小时降水量的时空变化与短时强降水发生频次的时间变化一致。

呼伦贝尔市NPP时空变化及其对气候的响应

利用2000—2015年MOD17A3数据和气象站点资料,分析呼伦贝尔市NPP的时空变化特征及其对气候变化的响应情况。研究表明,呼伦贝尔市平均植被NPP为261.02gC/(m2·a),总体呈自西向东依次递增的分布格局。NPP的年际变化呈波动增长趋势,平均变化率为5.51gC/(m2·a),线性增长达到显著的区域主要位于呼伦贝尔草原、大兴安岭南部林地和大兴安岭与松嫩平原过渡的耕地。16个气象站周边的NPP与各站年降水量均呈正相关,且除莫力达瓦达斡尔族自治旗(简称莫旗)外均通过了0.01水平的显著性检验,NPP与年平均气温均呈负相关,但除海拉尔区外均未通过显著性检验,NPP与日照时数正、负相关的台站同时存在。由此可知,降水是影响呼伦贝尔市NPP变化的主要因素。

基于CMA-TYM和SCMOC的嫩江流域暴雨检验

选取2021年嫩江流域9个暴雨日,利用降水融合产品,采用CRA空间检验,对区域台风数值预报系统(CMATYM)和国家级智能网格指导预报(SCMOC)20:00起报的24 h降水预报产品进行检验。结果表明:CMA-TYM和SCMOC预报的最大降水量位置均偏西、偏北,CMA-TYM和SCMOC预报的降水落区均偏西,但前者偏北,后者略偏南,SCMOC预报优于CMA-TYM。误差分析表明:CMA-TYM和SCMOC预报的暴雨落区最大降水量和平均降水量比实况偏小,格点数、面积较实况偏大,但整体上,CMA-TYM预报更接近实况。CRA空间检验显示,CMA-TYM预报的降水强度和落区形态、SCMOC预报的降水落区位置和形态较接近实况,具有一定指示意义。

2000-2020年呼伦贝尔地区归一化植被指数时空变化及其对气候的响应

利用2000—2020年MOD13Q1和气象观测数据,结合Sen趋势分析、M-K显著性检验、变异系数、Hurst指数、相关系数等对呼伦贝尔地区归一化植被指数(NDVI)时空变化及气候响应进行分析。结果表明:呼伦贝尔地区多年生长季平均NDVI为0.63,平均年变化倾向率为0.028/10 a,大部分地区呈增加趋势,其中大兴安岭森林大部及岭西耕地增加显著。呼伦贝尔地区生长季NDVI的平均变异系数为0.08,其中呼伦贝尔草原西部的波动较大。Hurst指数表明,呼伦贝尔地区生长季NDVI整体变化呈反持续性趋势,结合现有NDVI变化趋势,未来将呈下降趋势,对生态环境的保护工作较为不利。大兴安岭森林生长季NDVI与气温呈正相关,耕地与草原区呈负相关,而呼伦贝尔大部分地区的生长季NDVI与降水普遍呈正相关,其中呼伦贝尔草原和大兴安岭两麓耕地的生长季NDVI与降水相关显著,说明气温是制约北部大兴安岭森林生长的主要因素,而降水是制约呼伦贝尔草原生态平衡和农牧业发展的主要因素。

基于MOD16的呼伦贝尔蒸散量变化分析

利用2001—2014年MOD16数据和气象站点资料,分析呼伦贝尔市ET、PET的时空变化特征。研究表明,呼伦贝尔市的年平均ET为310.0 mm,呈林区>农区>牧区分布,年平均倾向率为15.3 mm/10 a。年平均PET为1096.0 mm,呈农区、牧区两侧向林区递减分布,年平均倾向率为-20.7 mm/10 a。牧区西部ET显著增加(P<0.05)、PET显著减小(P<0.05),其他地区ET、PET变化不显著。ET与PET之差在5—6月最高,该时段为呼伦贝尔市缺水最为严重的月份。结合气象因子分析,全年的PET均会受到气温的影响,而只有冬季的ET会受到气温影响,植被生长季里ET和PET都会受到相对湿度和降水的影响,生长季的日照长度也会对PET产生影响,但10 m风速与ET和PET的相关性较差。

呼伦贝尔叶面积指数变化及其对气候的响应

利用MCD15的叶面积指数(LAI)数据集,采用趋势线法、变异系数法和相关系数法,对2003-2019年呼伦贝尔市的LAI时空分布变化及其对气候的响应进行分析。分析结果表明:呼伦贝尔市的平均年最大LAI为3.5,总体呈现森林的LAI>耕地的>草原的分布。最大LAI的平均变化速率为0.03/a,生态环境持续改善,但在大兴安岭西侧草甸草原区、莫力达瓦达斡尔族自治旗等地受草地退化、毁林开荒等因素影响,存在LAI变化速率小于0的区域。呼伦贝尔市的平均年最大LAI的平均变异系数为0.18,大兴安岭及两麓地区生态环境较为稳定,而草原区生态环境相对脆弱。呼伦贝尔森林的年最大LAI与年平均气温呈极显著正相关,而草原和耕地与年降水量呈极显著正相关。每年生长季初期,呼伦贝尔市的LAI主要受气温影响。6月份开始,森林LAI受气候的影响不再明显,而耕地和农田的LAI则主要受降水影响。

东北冷涡背景下强对流天气的基本特征分析

利用呼伦贝尔市CIMISS系统实况资料,统计分析了2010—2021年5—9月东北冷涡背景下的强对流天气时空分布及物理量参数特征。结果表明:(1)5月雷暴大风次数最多,6月冰雹次数最多,6—8月是短时强降水集中发生期,尤以8月次数最多。(2)强对流天气主要出现在12:00—20:00,其中短时强降水每个时次均有发生,但雷暴大风与冰雹天气在21:00—次日08:00基本没有发生过。(3)大兴安岭西部雷暴大风站次较多;大兴安岭东北部、岭上及岭西北的冰雹站次较多;短时强降水与强对流天气空间分布特征较为一致,均是大兴安岭岭上南段与岭东的站次较多。(4)雷暴大风天气的风速多以17.2~20.7 m·s^(-1)为主;短时强降水量级为20.0~29.9 mm的站次占总站次的74.3%;持续时间小于5 min冰雹居多,直径小于5 mm冰雹的站次占总站次的49.1%。(5)短时强降水850 hPa的比湿、水汽通量、水汽通量散度的物理量参数均值均大于冰雹、雷暴大风;短时强降水K指数均值大于冰雹、雷暴大风,T850-T500均值大于26℃,短时强降水与冰雹的SI均值相当,比雷暴大风值小;对流有效位能均值相差不大,以短时强降水最大;短时强降水垂直速度大于冰雹、雷暴大风;短时强降水0℃层与-20℃层高度均值远高于冰雹、雷暴大风。

引发内蒙古汛期暴雨洪涝灾害的降水事件雨强特征分析

选取2017—2018年汛期(6—8月)内蒙古108例引发暴雨洪涝灾害的降水事件,对其雨强持续性、最大值、日变化等特征进行分析,通过双重e指数函数和百分位相结合方法,确定降水事件阈值。结果表明:(1)降水事件高发区在大兴安岭东部,最高可达5~6次,持续时间最长为10d,降水事件次高发区在阴山山脉以南;(2)降水事件雨强最大值和最小值均出现在东部地区,极差最大值达70.4mm·h^(-1),西部和中部地区雨强最大值较接近,中部地区雨强极差最小,为16.0mm·h^(-1),但降水事件平均雨强最大值出现在西部地区,最小值出现在中部地区;(3)降水事件雨强日变化特征具有地域性差异,西部地区雨强(平均雨强)最大值出现时间具有分散不集中且差异较大的特点,易出现在凌晨、早晨、中午和傍晚,中部和东部地区易出现在中午和下午;(4)西部、中部和东部地区降水事件阈值分别为13.8mm·h^(-1)、10.0mm·h^(-1)和14.2mm·h^(-1)。

呼伦贝尔农垦生态净初级生产力变化及气候响应分析

研究旨在对2001—2021年呼伦贝尔农垦集团各农牧场的生态净初级生产力(Net ecosystem productivity,NEP)进行评估,为开展农田生态系统的碳源/汇分析提供技术参考。研究基于遥感、气象等数据计算呼伦贝尔农垦集团各农牧场的NEP,并结合Sen趋势线分析法、Hurst指数、变异系数法、偏相关分析法对NEP的变化趋势和气候响应情况进行分析。研究表明:呼伦贝尔农垦集团的年平均NEP为221.1 g C/(m·a),从大兴安岭向两麓递减分布;研究期内NEP主要呈现显著或极显著的增加趋势,但Hurst指数分析表明,大部分农牧场未来NEP的变化与之前呈负相关,即减少趋势;呼伦贝尔农垦集团的NEP与降水呈极显著正相关,而与气温的相关程度不大。建议呼伦贝尔农垦集团加强固碳能力高的耕作方式的推广力度,防止农田生态系统的固碳能力下降,同时加强农业灌溉及人工影响天气能力建设,降低农田干旱灾害的发生风险及影响。

2007-2020年呼伦贝尔市中西部强对流天气雷达产品特征分析

利用海拉尔天气雷达2007—2020年强对流天气过程的雷达资料,通过雷达回波形态识别、特征值统计等方法分析不同季节的雷达回波强度最大值、垂直累积液态水含量、回波顶高、冰雹指数、中气旋等产品特征,并统计强对流过程中回波形状特征,得出海拉尔天气雷达的临近预报预警指标,旨在有效利用雷达产品提升强对流天气预警能力。