京津冀地区气溶胶季节变化及与云量的关系

利用2000年3月—2008年2月中分辨率成像光谱仪(MODIS)的卫星资料,分析了京津冀平原地区大气气溶胶光学厚度(AOD)和气溶胶细粒子组分比率(FMF)的时空分布特征.结果表明:通过AOD与FMF的组合特征可判别气溶胶季节变化特征.冬、春季以粗粒子为主,但冬季AOD偏小,而在春季急剧增大;夏、秋季均以细粒子为主,但夏季AOD达到最大,秋季较小.大气环流和气流后向轨迹分析表明,冬季到达北京的气流以西北冷空气为主,西北路径的气流轨迹占冬季气流轨迹总数的67%;春季主要受偏西、西北及偏北气流影响,这3类对沙尘天气有贡献的气流轨迹占春季气流轨迹总数比例之和达到60%;夏季主要以偏南气流和局地环流占优,这2类气流轨迹分别占夏季气流轨迹总数的52%和34%;秋季气流轨迹与春季的相似,但途经沙源的气流传输速度较春季慢.京津冀平原地区夏季AOD与云量(CF)呈正相关,AOD增加,特别是细粒子增加可能导致局地云量增多.

1982—2006年京津冀地区植被时空变化及其与降水和地面气温的联系

利用NOAA/AVHRR归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI),分析过去25年(1982—2006年)京津冀地区生长季(4—10月)植被覆盖时空变化、趋势及其与降水和地面气温的联系。经验正交函数展开(EOF)、奇异值分解(SVD)及相关分析,结果表明:过去25年京津冀地区植被总体呈增加趋势,其中,河北中部地区增长速率超过3%/10 a。植被覆盖年际变化与气温变化呈正相关,但与降水变化的正相关更加显著。1989年和1999—2002年的干旱导致当年NDVI显著减少,而1990、1998年和2003—2005年降水增加使得研究区NDVI明显增加。

1961—2014年黄土高原气温和降水变化趋势

利用黄土高原地区52个气象站1961—2014年月气温和月降水资料,采用线性趋势法、累积距平法、Mann-Kendall法和Morlet小波分析等方法,对近54年来黄土高原气候变化和突变现象进行了分析。结果表明:1961—2014年黄土高原年平均气温呈上升趋势,线性趋势为0.31℃?10a^(-1)(P<0.01),在1991年前后发生了由低温到高温的突变。四季均温均呈增加趋势,其中冬季增速最大,达0.44℃?10a^(-1)。气温年代际变化呈现明显的变暖趋势,1991年以后变暖加速,其中冬季均温增速最大。年均气温增速较大的地区位于黄土高原北部地区,黄土高原南部地区气温增速较小,变暖速率的空间分布随纬度升高而变大。1961—2014年黄土高原年降水量变化不明显,整体呈波动式下降,线性趋势为-7.51 mm?10a^(-1)(P>0.05);其中1961—1970年属于降水偏多的年代,而1991—2000年属于降水偏少的年代。季节降水量呈现不同变化趋势和强度,其中秋季、夏季和春季降水量呈减少趋势,秋季降水减少速率最大,为-3.56 mm?10a^(-1);而冬季呈弱增加趋势,为0.43 mm?10a^(-1)。年降水量减少速率最大的地区位于黄土高原东南部,而黄土高原西北部降水变化不明显。Morlet小波分析结果表明,黄土高原年平均气温存在4 a和7~9 a变化周期,黄土高原年降水量存在5~7 a和12~14 a变化周期。通过以上分析,近54年黄土高原气候总体呈现暖干化趋势。

人为气溶胶排放导致最近80年东亚夏季风在过去四个世纪以来空前减弱

亚洲夏季风(Asian Summer Monsoon,ASM)对亚洲数十亿人口的生存、亚洲生态系统和生物多样性的分布、以及农业生产(粮食安全)和工业活动影响严重。因此了解ASM过去时空变化及其动力学过程对陆地生态系统、水资源、森林和景观研究至关重要。近几十年,器测记录显示以降水量为代表的ASM强度一直在减弱,但这一减弱趋势的起始时间和动力学过程尚不清楚。为此,第一次集成了ASM西部-中部边缘带10个对降水敏感的树木年轮宽度年表,重建了公元1566年以来反映ASM强度变化的降水序列。重建结果不仅捕捉到了ASM过去4个世纪以来强弱变化历史,也反映出历史上蝗灾与弱季风的关联。特别是发现了最近80年具有过去448年中前所未有的、最为强烈的、显著且持续时间最长的ASM强度减弱趋势。这一减弱趋势与在温室效应影响下ASM本该增强的预期大相庭径。耦合气候模型实验表明,北半球人为硫酸盐气溶胶排放的逐渐增加,对ASM减弱起了决定性作用。

中国北方一次强沙尘暴爆发的数值模拟研究

利用意大利国际理论物理研究中心发展的耦合了沙尘模块的区域气候模式(RegCM3)对发生在中国北方2006年4月9～11日期间的一次强沙尘暴的爆发进行了数值模拟研究。与实际观测相比,RegCM3成功地模拟出了本次沙尘暴爆发区域、天气形势及相应的沙尘气溶胶光学厚度(AOD)分布。4月9日6时,沙尘暴首先爆发于塔里木和吐鲁番盆地。受蒙古气旋的影响,24 h后甘肃中部及内蒙古西部地区也开始爆发沙尘暴。源区地面起沙率大于3 mg.m-2.s-1,单位面积上的沙尘载荷量高于3 000 mg/m2。对流层中低层沙尘主要向东输送,可影响我国华北绝大部分地区,本次沙尘暴过程造成中国北方主要城市空气质量的下降。模拟的AOD分布特征与地面起沙率和载荷量分布特征相对应,并与TOMS卫星观测的气溶胶指数(AI)的区域和中心值具有较好的一致性。AOD分布由西向东呈递减的趋势,且有两个大于2的高值中心,一个位于新疆塔里木、吐鲁番盆地和古尔班通古特沙漠地区;另一个位于河西走廊和内蒙古交界地区。对比他人研究结果,RegCM3对沙尘的起沙、传输等过程以及AOD的时空分布模拟合理。

陕西省植被时空演变特征及其对气候变化的响应

利用GIMMS/NDVI数据分析了陕西省1982—2006年的植被覆盖时空演变,并探讨了植被时空变化对气候变化的响应。分析发现,陕西省NDVI空间分布具有自南向北递减的特点,陕西北部、中部和南部三区四个季节的NDVI均以夏季最大,春季和秋季相当,冬季最小。25年来,三区NDVI显著增加,其中以春季增幅最大,夏季反而有下降的趋势。三区气温增加趋势明显,导致生长期的延长,这是NDVI增加的主要原因之一;三区年总降水呈减少趋势,降水的减少并未使得NDVI减少,这说明当地降水可以满足植被生长的基本条件;夏季NDVI的减少可能与人类活动增加有关。在年内尺度上,三区温度的增加利于植被覆盖的增长;降水量的增加为植被覆盖的增长提供更充足的水分,NDVI的增加主要出现在月降水量小于100mm时,当该月降水量大于100mm时NDVI并无明显增加趋势。

新疆塔城黄土的形成

中亚黄土是研究区域古气候和古环境变化的重要载体。但是对于受到广泛研究的黄土高原黄土来说,对中亚东部塔城黄土的报道较少。基于对塔城黄土粒度的系统分析,与伊犁盆地黄土、典型黄土高原的黄土对比,我们发现无论是粒度频率曲线、粒度结构散点图、还是三角图,塔城黄土与伊犁盆地清水河黄土较相似,而与黄土高原黄土不同,塔城黄土粒度频率分布曲线为三峰分布,粒度组成比较分散,分选较差,细、中颗粒含量较少,主要以粗颗粒物质为主,属近源风成黄土。结合当地地形和现代环流分析,我们认为中亚萨雷耶西克阿特劳沙漠为塔城黄土提供主要的物源,盛行西风为粉尘的搬运提供足够的动力,向西开口的山间盆地地形为粉尘的沉积提供有利的沉积中心,这三个条件的共同作用导致了塔城盆地厚层黄土的沉积。

中低纬度高原山地气候变暖对海拔高度的依赖性

本文利用美国国家大气研究中心（NCAR）T85水平分辨率（～140km）的气候系统模式（CCSM3）在大气CO2含量每年增加1％情景下的模拟输出结果，分析了以青藏高原为代表的中低纬高原山地的温度变化特征。结果表明，随着大气CO2含量的增加，中低纬高原山地气候会显著变暖。地面温度的增加以最低气温最大，其次是平均气温，而最高气温最小。同时，寒冷季节的增温大于温暖季节。而且，气候变暖对海拔高度具有明显的依赖性，即增温幅度通常随海拔高度的增加而增大。青藏高原及其邻近地区（25°～42°N，70°110°E）1～1．5km，3～3．5km和5～5．5km三个高程范围内年平均（最低）气温的增温率分别为3．0（3．3），3．5（3．7）和4．6（5．4）℃／100a，而冬半年平均（最低）气温的增温率分别达到3．1（3．7），3．8（4．2）和4．9（5．9）℃／100a。

青藏高原不同地表反射率对比试验

通过对2009年7月在高原主体上利用ASD公司的野外光谱仪FieldSpec3采集到的不同地表光谱曲线的分析,结果表明：不同的下垫面具有非常典型的地物反射光谱曲线,沙化地的反射曲线相对平滑,在350~1800nm区间除去在700nm和1400nm有两个吸收谷以外,其他地方都呈反射状态,沙化地根据地表状况不同表现出不同幅值的反射率;油菜地的反射特征为从350nm开始吸收,在550nm出现一个反射峰后开始反射,到700nm附近出现一个吸收谷,反射率开始急剧上升,到740nm上升到最大,反射率维持在一个高位值上变化,一直到930nm附近出现一个反射谷,在1130nm附近,反射率开始呈下降的趋势;草地的反射曲线兼具绿色植物和沙化地的特征。

东亚古环境科学数据库

东亚古环境科学数据库依托于中国科学院地球环境研究所,是在原有古气候与古环境专题数据库基础上建立起来的国家地球系统科学数据共享平台的重要分支,在多个国家大型项目的支撑下,立足于中国大陆古环境研究领域,辐射东亚,通过集成、整合、引进等方式汇集国内外古环境研究领域科技数据资源,并进行规范化加工处理,分类存储,形成一个可提供快速共享服务的网络体系。数据库以黄土高原、青藏高原和内陆干旱区为重点,兼顾东亚其他地理单元,通过对现有古气候、古环境及相关实时观测资料的搜集、整理、数字化、集成、模拟以及二次挖掘,以正在进行的相关国家科研项目为基础,建成以中国大陆为中心的东亚区域的多源原始环境数据,古环境记录数字标本与代用指标,古气候与环境数值模拟结果等古环境科学数据集成与共享平台。

制造企业生产管理信息系统(MIS)的设计与开发

针对荆门石化厂总厂机械厂的生产情况及其管理方式,开发了一套管理信息系统。阐述了该系统的设计和开发方法。

春季青藏高原东北部湖泊细菌种类组成

青藏高原东北地区位于我国东部季风区、西北干旱区和青藏高原高寒区的交汇地带,人为影响较少,是研究生物种群组成的理想场所,然而目前尚缺乏大范围的分子生物学研究.2012年4-5月期间对青藏高原东北部10个湖区进行采样调查(表层、底层水各0.5 L混匀),应用16S rRNA和PCR-DGGE指纹分析研究细菌种类和组成.共鉴别出样本湖水中117个分类单元(Operational taxonomic unit,OTU)的细菌,分别隶属于12个纲,其中以α-变形菌纲(21种)和β-变形菌纲(27种)检出频次最多.细菌主要源于水生的微生物,外来扰动较少同时各湖区细菌分类单元数量(平均32.1±11.2)偏少,多样性指数(平均0.97±0.29)和均匀度指数(平均0.19±0.04)偏低,湖区之间相似性(平均0.31±0.11)较差,种群生态结构脆弱.各湖区物种分类单元数量受环境因素影响明显,温度与种群分类单元数(R=0.763,P<0.05)、多样性指数(R=0.708,P<0.05)及均匀度指数(R=0.641,P<0.05)正相关,湖水面积与种群分类单元数量(R=0.754,P<0.05)及多样性系数(R=0.668,P<0.05)呈正相关,并且细菌种类组成受到湖水水化学(如矿化度等)因素影响.本研究表明春季青藏高原东北部10个湖区细菌种类组成较为简单,生态结构脆弱,受自然环境因素限制明显,结果可为青藏高原东北部地区水生生物研究积累基础资料,亦可为群落结构的限制性气候因素分析、区域的可持续利用和保护提供科学依据.

夏季北极涛动与亚洲中部干湿状况关系研究

利用NCEP/NCAR全球再分析资料和NOAA北极涛动指数资料,采用相关分析、谱分析、小波分析等,对北极涛动(AO)与亚洲中部干旱区(ACA)的干湿变化关系进行分析。研究认为:夏季北极涛动指数和ACA相对湿度场存在显著反相关,尤其表现在年代际尺度上;两者都于20世纪70年代初发生显著突变,2年准周期贯穿过去50年,但5年左右的周期在70年代中期以后表现显著。结果表明:AO突变前后,ACA海平面高度场、对流低层风场都具有显著变化,但ACA东半部和西半部受作用的亚系统并不一致,认为夏季ACA干湿状况突变及其周期特点转变的主要原因之一是AO突变引起环流场变化所致。

汉川市人大代表关爱留守儿童

今年"六一"儿童节到来之际,汉川市人大常委会副主任肖梅芳带领由人大代表组建的"爱心妈妈"代表团队前往南河乡姜岭中心小学看望留守儿童,给孩子们带去节日礼物。