气候变化和人类活动对贵州省石漠化区植被覆盖变化的影响

基于MODIS/NDVI数据和贵州省84个气象站点的地面气温和降水观测资料,估算了2000~2021年贵州省石漠化区内植被覆盖度(fractional vegetation cover, FVC),采用趋势分析、偏相关分析和残差分析等方法,研究气候变化和人类活动对石漠化区植被覆盖变化的影响。结果表明:近22年贵州省石漠化区FVC呈明显增加的趋势,增速为0.76/a,空间分布上除六盘水市西南部、安顺市北部和贵阳市南部等局地显著减少外,其余大部分地区均为显著增加。石漠化区内FVC与降水、气温的偏相关系数以正相关分布为主,其中显著正相关区分别占28.13%、60.65%。FVC的变化主要受气候变化和人类活动的共同驱动,两者对FVC变化的贡献率分别为18.59%、81.41%。人类活动是石漠化区植被变化的主导因素,对于植被恢复的地区,人类活动起主导作用的区域可达97.57%,近年来全省实施的石漠化综合治理工程对植被改善具有明显的促进作用。本研究有助于进一步理解贵州省石漠化区植被变化的驱动因素,为石漠化区的生态环境保护提供科学依据。

2010年我国天灾预测结果的回顾

2010年是我国的一个重灾年,利用天灾(旱、涝、震)预测方法,对2010年4月14日玉树强震、西南地区2009-2010年秋、冬、春季连续大旱、汛期长江中下游和青海省多雨、2010年8月7日晚暴雨引发的舟曲泥石流等天灾的预测过程进行了分析。结果表明,洪涝、干旱和强震等天灾均可与地球外核的对流活动(Benard对流)相联系,外核对流上升体对壳幔层的顶托是地震形成的原因。由于上升体中心与附近下沉体中心连线的中点是垂直速度的水平切变最强点,很可能就是震中位置所在。两个对流上升体在其中点因共振而形成的"拍频"效应是暴雨形成的原因;而强震后地壳复原(拉伸)效应则是干旱形成的原因。为了与岩石圈中渗流体的"浅地下系统"相区别,把这些活动统称为"深地下系统演变"。

乌蒙山区3种大气可降水量反演法的异同

选取大气可降水量的地基GPS水汽遥感法,探空反演法以及经验公式计算法,以贵州西部的威宁作为研究个例,对比分析3种方法在乌蒙山区对大气可降水量反演的异同。以探空反演结果作为基准值,得出地基GPS遥感水汽值和经验公式计算值较基准值偏大,3个方法的反演值之间具有很好的相关性,地基GPS遥感水汽值与探空反演值之间的相关性最好,平均绝对误差值最小,为3.5mm,均方根误差为4.14mm。在乌蒙山区,对流层加权平均温度(Tm)的本地经验公式与探空计算值之间的平均误差为1.1K,本地Tm公式对大气可降水量反演的结果影响较小。有降水事件发生及昆明准静止锋常驻的11月至次年4月,GPS水汽反演精度较高,平均绝对误差仅为1mm。5—10月,经验计算方法的计算精度较高,平均绝对误差为0.74mm。

1951—2020年贵州均一化气温序列构建及初步分析

基于质控的小时气温资料,根据不同时期气象观测规范、气象站历史沿革、资料完整性、均一化影响和空间分布代表性,在贵州区域选取44站构建1951—2020年均一化气温序列。应用趋势系数法分析贵州区域气温倾向率,累年平均值分析气温的升降时段,T检验检测气温变化稳定性,Yamamoto、Mann-kendall法检测气温突变年份,结果表明:近70年和近60年贵州区域气温分别以0.13、0.17℃/10 a的速率升温。1951—1986年处于降温时期,1987年开始升温,2012年后升温发生突变,1984、2015、2016年气温与其他年份气温存在显著差异。贵州各区域气温倾向率差异较大,近70年、60年变化区间分别在0.06~0.19、0.09~0.26℃/10 a。城市自身及周边地区气温存在增温效应,县级观测站到省行政中心所在地,气温升温速率差异在0.03~0.08℃/10 a。升温速率总体上呈现南低北高、自东向西逐渐增大的分布。升温主要是最低气温升温导致,各区域升温速率差异原因与地理区位、城市热岛效应、生态环境、水汽差异有关。

中国大陆强震月季预测三步法和2010年实际预测检查

本文提出了强震成因的外核对流上升体顶托说,根据强震前时纬残差的大振幅摆动的观测结果,在一些假定之下,可估算得到外核上升流的速度可达到100 m/s,比板块运动要快8个量级,它可能是整个地球内部最快的一种运动,是震、旱、涝等天灾的肇因.强震三要素预测的先后顺序是:震级、震中、和发生月季.2010年两次强震预测的三要素有1～2项预测准确,看来此强震预测三步法可以继续试验.

东北深震的孕震三步曲

中国东北地区存在一条震源深度达600公里深震带,频发深源地震,本文通过分析1973年9月27日东北7.7级深震发震前0.5～1年的月际变温场和降水距平场的变化特征,得出中国东北区域深震的孕震过程与我国浅震一样也存在孕震三步曲;近30年9次深震的统计分析表明:东北深震的整个孕震时间以及各步之间的孕震时间均与我国浅震的孕震时间基本相同,唯地壳被压缩的时间东北深震比我国浅震要短一倍左右.东北深震孕震第一步中"热旱区"外围相对多雨带的平均半径与未来震级之间的相关系数达到0.96,用环带半径可估计出未来的震级,根据深震孕震三步曲的各步时间可估算出发震时间.东北深震与相匹浅震组成的"拍地热涡"亦可引发强大多雨区.表明深震肇因与浅震一样均来自壳幔层以下,其差别仅在于岩石圈的脆性层深度不同.

汶川巨震与玉树强震地气系统演变的对比分析

分析了2008年汶川8.0级巨震和2010年玉树7.1级强震之前各月的3.2m地温场和降水场变化,发现它们均符合"强震孕育三步曲"。三步曲的时间点是:干热面积最大月(第一步):2006年8月和2009年6月;应变波始月(第二步):2007年7月和2009年7月;应变弱停月(第三步):2008年3月和2010年3月。2009年11月曾根据已得到的"孕震三步曲"规律,对玉树地震进行了预测,结果发震地点和时间均报错,仅震级报对,显示利用"孕震三步曲"预报地震还有很长的路要走。

前期南半球大气环流异常对云南5月降水的影响

利用1961～2006年NCEP/NCAR全球月平均再分析资料以及云南省124站5月降水资料,研究前期1～4月南半球大气环流对云南5月降水的影响。结果表明:前期1～2月影响的关键区主要位于南半球中纬西风带,当南半球中纬西风带位势高度偏高(低)时,5月降水易偏多(少),前期1月,南极绕极波北线与5月降水显著正相关。前期3月,南极地区影响显著,到前期4月时,南半球中高纬环流的影响减弱,热带太平洋的影响加强,当南方涛动处于正(负)位相时,5月降水易偏多(少)。前期1～4月,太平洋上空出现经向分布的波列结构,该波列结构在对流层低层到高层都存在且随时间不断变化,太平洋地区有可能是影响5月降水旱涝异常的另一个的关键区。

21世纪贵州省≥10℃热量资源对气候变化的响应

利用区域气候模式PRECIS(Providing Regional Climates for Impacts Studies)输出的SRES A1B情景的日平均气温资料,预估2011-2100年贵州省稳定通过10℃的农业热量资源变化趋势。结果表明:A1B情景下,2011-2100年贵州省≥10℃初始日期明显提前,终止日期明显延后,持续天数和积温显著增加,热量资源的增加趋势东部高于西部;相对气候基准时段,未来90a的初始日期在毕节、六盘水和黔西南地区提前幅度最大(16~18d),终止日期在大部地区延后14~19d,持续日数在西部增加31~38d,东部增加23~30d,而积温在整个贵州预计升高878~1162℃·d;至2080s时段,4000℃·d等值线预计将从气候基准时段的仁怀—开阳—龙里—普定—晋安—兴义一线向东位移至高海拔地区威宁、赫章境内,而6000℃·d等值线预计将从南、北两方向逐步向贵州中部推进,2080s时段北部等值线将位移至仁怀—遵义—凤岗—沿河一线,而南部将位移至安龙—六枝—惠水—瓮安—雷山—三穗—铜仁一线。

一次大范围雨雪天气过程的雷达回波特征分析

针对2015年1月9日贵州中西部出现的大范围雨雪天气过程,结合探空观测资料,利用新一代天气雷达基本产品分析了此次雨雪天气过程的雷达回波强度、回波高度、垂直结构和径向速度等基本变化特征。分析结果表明:雨雪天气过程雷达回波的基本特征为,无明显强回波中心,回波结构呈丝缕状,边缘模糊,降水粒子回波高度较低。从径向速度图分析来看,近地层为均匀的东北风,"牛眼"型结构,低空急流;中高层为北部为冷平流,南部为暖平流,与过程降水分布情况基本一致。深厚的冷湿结构、静止锋区的逆温层结构以及高空的西南风急流给这次大范围雨雪天气过程的形成和维持造成有利的条件。

贵州2020年汛期不同历时强降水雨量特征分析

利用贵州省2020年汛期(4月15日-9月30日)的小时降雨资料,对汛期不同时间尺度降雨的时空特征进行了分析。结果表明:2020年汛期总降雨量异常偏多,为1981年以来第一高位,较常年偏多近三成,其中9月降雨距平百分率达208.6%。全省16.7%的县总降雨量突破历史极值,3.9%、47.1%、96.5%站点的日最大降雨量分别超过200 mm、100 mm、50 mm;最大日降雨量达366.25 mm、最大小时降雨量达163.3 mm,均破贵州历史极值;2020年汛期20—08时的总降雨占每日总降雨的69.24%,小时强降雨站次占76.3%。2020年汛期6 h暴雨出现的站次最多,发生频率为6.34%;全省93.47%的站点出现了不同程度的突发性暴雨过程;区域性暴雨较常年偏多53.3%。

基于多元线性回归的滇西南短时强降水预报模型研究

利用云南省普洱市2015—2017年多普勒天气雷达资料、探空资料和气象观测站5 min雨量观测资料,分析了普洱地区研究期间41次短时强降水的环境场和雷达回波演变特征。结果表明:中尺度辐合线、中气旋、逆风区是强降水触发和维持的重要成因。短时强降水发生前,整层大气水汽充沛,静力不稳定层结,大气可降水量(PW)≥35 mm、SI≤-0. 23、K> 35,可作为环境场对流潜势的判定因子;短时强降水发生时,雷达回波最强反射率因子≥40 d Bz,35 d Bz回波顶高> 5 km,径向速度的辐合切变量> 5 m·s^(-1)。通过多元线性回归分析,选取4个相关性显著的影响因子,建立普洱市短时强降水预报模型。所选预报因子包括:35 d Bz回波顶高、30 d Bz垂直剖面中心高度、30 d Bz以上雷达回波面积和SI。预报模型的回报检验表明,普洱短时强降水平均雨强相对均方根误差为17. 0%,局地降水持续时间相对均方根误差为33. 9%,局地过程降水相对均方根误差为25. 6%,回报效果较好。4次短时强降水预报检验中,平均雨强的预报误差每5 min小于1. 2 mm,局地强降水持续时间的预报误差小于10 min,局地过程降水的预报误差小于4 mm,模型均预报出局地连续性降水超过50 mm。预报模型有较好的预报能力,可应用于普洱短时强降水的临近预报预警。

贵州省分月太阳辐射参数模型计算

利用贵州省2011—2015年10个太阳辐射站观测资料,采用最小二乘法分月拟合太阳辐射计算参数a、b,结合相应站点的地理信息(纬度和海拔高度),建立参数随地理位置变化的分月模型,进行1962—1990年威宁站独立样本检验,利用2001—2010年贵阳站数据与海拔分区法进行比较;结合1981—2010年85个常规气象站日照时数资料和相应站点的地理信息推算累年各月太阳总辐射量,并探讨其空间分布规律。结果表明:用分月参数模型计算贵州省太阳辐射误差更小、精度更高,提高了太阳辐射计算的准确率;贵州省气象台站年平均太阳总辐射在3415.76~4737.04 MJ·m^(-2)之间,西部和西南部多,北部少,其中年总辐射最大值出现在威宁,最低值出现在务川。

基于FY-4A和气象条件的梵净山云海识别及特征分析

探究云海的时间变化特征,能够为当地生态旅游以及经济发展提供科学参考.以梵净山为例,基于FY-4A的云顶高度产品获取了有效的云顶高度数据,并分别按不同的判别规则提取梵净山景区范围内的云海日与金顶周边的可观赏性云海日,分析其季、月、时段的变化特征以及与温度和湿度的相关关系,并基于以上结果调取地面视频监测资料开展验证工作.结果表明:①2020年梵净山出现云海的天数总计85 d,月均7 d,其中在金顶周边可观赏到的云海天数为62 d,占云海总日数72.9%,月均5 d;②无论是云海还是可观赏性云海,季节特征为“春秋多,夏冬少”,其中可观赏性云海主要集中在2-4月,凌晨4点至上午8点期间频率最高;③当相对湿度高且平均温度较低时,云海形成的概率较高,当相对湿度过高或者平均温度过低时云海均不易形成.因此,山间冬末春初时节,湿度增加,水汽充足,清晨与傍晚极易形成云海景观,是前往梵净山观赏云海的最佳时期.

基于降雨强度与历时的红层区滑坡降雨阈值分析——以普洱为例

普洱位于云南西南部,境内岩浆岩分布广泛。地质构造不仅复杂,也是典型的红层易滑区。本文利用普洱市2009-2014年降水量和滑坡资料,采用Caine阈值曲线和聚类分析方法,分析了红层区降雨型滑坡特征及确定降雨型滑坡的降雨阈值曲线,以期为红层区降雨型滑坡的预报预警提供理论依据。通过统计分析得出:(1)研究区域滑坡灾害主要集中在哀牢山群、无量山群及澜沧群,并属相应断裂带上。(2)7-9月滑坡灾害发生最为频繁,占发生总量的77.1%。(3)滑坡灾害可分为短历时强降水型,中等历时弱降水型和长历时弱降水型、非降雨型滑坡,通过统计分析得出全市有40个滑坡事件与降雨无明显相关关系(0.7%)。(4)使用改进后的Caine模型研究了区域滑坡降雨阈值曲线,得到4类曲线:I=85 D-0.874、I=45 D-0.811、I=27 D-0.782、I=12 D-0.774。其最低阈值高于Guzzetti全球阈值,但较Caine全球阈值略低,最高阈值较福建台风型降雨滑坡阈值高。

遵义地区降水型滑坡和泥石流前兆强信号研究

该文针对贵州省68个土壤湿度站和降水资料做相关性分析,结果表明土壤湿度与降水的相关性体现在集中降水的同步对应关系和持续性降水的滞后相关关系上,土壤湿度与前期降水的正相关关系随前期降水日数的累积而增加,且在4~6 d左右达到稳定。基于遵义地区28例降水型滑坡泥石流灾害个例,分型讨论了土壤湿度增量的垂直分布和水平分布特征,说明在引入模型时应该主要考虑表层(10~20 cm)的土壤湿度的变量累计,根据降水类型的不同需要分型讨论变量引入模型的统计时段。在以上研究基础上,建立了能够同时反映降水和土壤湿度中短期变化特征的降水型滑坡泥石流前兆“强信号”指标模型。模型分集中降水型和分散降水型两种情况,并包括降水变量和土壤湿度变量两项,分散型模型的统计时段为灾害日前两日内,集中型模型的统计时段为灾害日前6日内,权重系数是根据研究地区的降水类型、土壤类型和田间持水量等相关因素的配置综合考虑和调整后确定的经验系数。对遵义地区23个个例建立模型并检验的结果较好。

WRF模式对一次中低纬降雪天气的数值模拟分析

基于NCEP再分析资料,选取中低纬度滇西南普洱作为研究区域,利用WRF模式模拟2013年12月一次小雪及雪后霜冻天气过程,通过模式输出资料对降雪天气进行诊断分析。结果表明:此次降雪过程的主要影响系统为南支槽,降雪天气发生在强冷空气形成的低空切变线北部;该过程大气为稳定性层结并具有湿斜压性,垂直剖面上MPV1正值中心向下延伸至500 h Pa,此高度以下MPV1以弱的正值为主;干冷空气的输送造成湿斜压性增强,MPV2负值中心达到-0.2PVU,同时配合南支槽提供的水汽条件形成了此次降雪天气。南支槽东移出境后,大气湿斜压性减弱(MPV2负值中心-0.05PVU);前期大气湿斜压性造成局地平流降温,与其后的对流稳定性及高层冷空气的向下输送引起辐射降温,共同造成了较强的混合型霜冻。WRF模式对中低纬滇西南降雪天气过程的范围、时间及雪后强降温天气有较好的模拟效果。

两强震涡中点的“拍涡”引发致洪暴雨初探

两个强震震涡中心连线的中点处，因为共振和“拍”的作用，会形成“地热涡”，它使得位于其上的地幔与地壳抬升，地温升高（3．2m地温亦升高），因此将其称为“拍地热涡”（简称“拍涡”）．本文对近30年出现在我国的“拍涡”进行了统计，结果表明：凡两个强震符合下述条件者：1）两强震的震级差≤1．5级，其最强地震≥6．5级（除1982年12月6．4级例外）；2）两强震的震中距相差1500-6000km；3）两强震的时间差≤2个月．半年之内在其“拍涡”的数百公里范围内会出现一块R’％〉100％的强大多雨区，这为水灾预测提供了依据．同时对少数不符合上述条件的个例进行了成因解释．

贵州省春播西葫芦种植气候适宜性分析

研究旨在分析贵州省春播西葫芦种植的气候适宜性,为其种植推广提供参考依据。选取西葫芦关键生育期气象因子作为指标,使用贵州省83个台站1981—2010年气候资料、1961—2015年春旱日数资料,应用ANUSPLIN和ArcGIS软件,通过薄盘样条函数法及反距离权重法对各指标进行插值,根据各因子适宜等级进行重分类及矢量叠加,获取气候适宜性综合区划图层。结果得到了西葫芦关键生长期气温、日照、降水等气候条件的精细化分布图层,以及种植的气候最适宜区、次适宜区、适宜区。贵州省西葫芦种植的最适宜区主要分布在省东部及东南部,该区光温水条件均适宜,结瓜期降水充沛,春旱发生风险低,有利于高产的形成;次适宜区主要分布在省北部和西南部,该区总体光温水条件较好,但都存在一定的不利条件,需要注意加强田间管理;适宜区主要分布在省西北部,该区温水条件稍逊,春旱发生风险高,需通过设施栽培并加强温湿度调控,才能充分利用有利光照资源,以获取高产。

黑龙江省α中尺度短时暴雨天气特征及成因分析

本文通过分析2017年8月6-7日高空、地面、自动站雨量等观测资料及NCEP FNL 1°×1°逐6 h再分析资料发现,本次短时暴雨天气过程是由于台风阻挡,低层低值系统移动缓慢,维持时间长且强度较强,配合低层暖脊及高空弱冷槽的不稳定层结条件和来自日本海洋面上的偏南水汽输送,在低压中心附近生成的α中尺度对流云团所产生的强对流天气,造成了黑龙江省南部短时间内暴雨级别的强降水。