基于ANUSPLIN的黄土丘陵区气象要素插值方法对比与评估

气象要素是反映地球水热过程的关键因子,气象数据的准确获取对生态保护和农业生产研究具有重要意义。黄土丘陵区是典型的丘陵沟壑区,地形严重影响气象要素的插值结果,制约了数据的准确性。为了获取黄土丘陵区的温度、降水的空间分布,探索地形变化对气象空间插值结果的影响,本研究基于专业气象插值软件ANUSPLIN以延河流域及周边2010—2021年105个气象站点逐日温度降雨资料为基础,引入25 m、90 m、1 km三个不同精度的数字高程模型作为协变量进行插值,从而获得黄土丘陵区温度降水栅格数据以揭示该地区降水的时空变化规律,评估ANUSPLIN插值方法是否能在黄土丘陵区较好的适用。结果表明:(1)延河流域东部延长地区温度较高、西部温度较低;降雨量空间插值显示中部与西北部较低,东部较高,温度降雨皆符合以往气象站数据规律,ANUSPLIN模型对黄土丘陵沟壑区温度降雨空间插值有较好的适应性。(2)在三种不同的分辨率DEM模拟场景下,温度插值精度排序为:25 m>90 m>1 km;降雨插值精度排序为:90 m>25 m>1 km。本研究的结果为丘陵区气象分布和插值提供了参考依据。

3种干旱指标在陕西黄土高原的应用对比分析

为了提高干旱监测的准确性,实现气象干旱国家标准提供的干旱监测指数在陕西黄土高原地区的应用,运用陕西黄土高原地区68个气象站1971—2010年逐月气温和降水资料,采用累积频率法对3种干旱指标的阈值进行修正,并利用历史上出现的旱灾实况进行了指标的对比分析。结果表明:3种干旱指标监测的年干旱演变趋势基本一致,干旱站次数出现多的年份与当地历史典型大旱年记录非常吻合。对同一次干旱过程,干旱监测结果基本一致。订正后的指标解决了SPI监测结果偏重,而Ci偏轻的不足,对Pa按照降水量的年内变化特征,分区域逐月给出订正指标,监测结果更加客观地反映旱情状况。

退耕还林工程背景下延安植被覆盖时空变化及其对气候的响应

1999年以来,延安实施了大规模的退耕还林、封山禁牧等生态建设和保护工程,使植被覆盖得到迅速恢复和增加。基于2000—2020年MOD13Q1数据和气象数据,利用像元二分法估算了延安市21 a间的植被覆盖度,通过空间插值方法、统计学方法对其时空变化特征和对气候变化的响应进行了分析。结果表明:2000—2020年延安市植被覆盖度呈波动式增加趋势,其中在2002年、2013年出现了明显跳跃式增长,2017年前后达到最高值后在高位波动;植被覆盖度的空间分布上总体呈现从南到北递减的趋势,高值区位于延安南部林区,低值区位于延安北部接近榆林边界地带;近21 a来,延安北部植被覆盖度提升幅度在30%以上,中南部0~30%,变化最大的区域是吴起南部、志丹北部、安塞中部、宝塔区北部、延川中部和子长大部地区,增加50%以上;降水量的年际变化会对植被覆盖度产生较大影响,尤其是6—8月的降水量是影响植被覆盖度的主要原因。

开挖型黄土边坡剥落侵蚀作用及变形破坏研究

人工开挖是黄土地质灾害最积极的诱发因素之一。为揭示非大型工程未经支护的开挖型黄土边坡在卸荷、剥落、侵蚀作用下边坡的变形破坏特征及其对边坡稳定性的影响,通过野外调查、原位微型贯入测试、室内试验等方法,对陕西省延安地区23处开挖型黄土边坡进行研究。结果表明,边坡卸荷剥落层厚度与边坡开挖年龄呈线性正相关关系,现场贯入阻力值与边坡开挖年龄呈负幂相关关系,浅层土体化学侵蚀现象较深层土体强烈。开挖型黄土边坡的变形破坏模式主要为滑移式崩塌和蠕滑-拉裂式浅层滑坡,崩塌的破坏演化过程主要为"侵蚀剥落-内凹-张裂-滑移",滑坡的破坏演化过程主要为"蠕滑-拉裂-贯通-滑脱"。

陕西黄土高原地表湿润状况演变规律研究

利用陕西黄土高原区域均匀分布的27个气象站1951—2011年4—10月的温度、降水和相对湿润度指数,通过Morlet小波、累积距平、GIS作图等方法,分析了陕西黄土高原地区近60a地表湿润指数的地理分布和年代际变化特征。结果表明:陕西黄土高原地表湿润指数春季和秋季分布特征是南部比北部湿润,西部比东部湿润;夏季是北部适中,南部偏干,中部偏湿。上世纪90年代以后,陕西黄土高原各地区陆续进入暖干期,以关中东部持续时间最长。延安南部地表湿润指数年代之间变化较小,可能与大面积森林覆盖有关。地表湿润指数基本上有3a一周期的规律。

延安市冰雹云初始回波识别

通过对延安市2000—2008年延安、洛川的711数字化雷达、多普勒雷达资料综合分析,得出降雹单体初始雷达回波特征:初始回波强中心高度一般在0oC层附近,在PPI图像上水平增长缓慢,且强中心位置偏移于回波的某一侧。在RHI图像上强中心范围快速上移,跨越0oC层高度,中心强度明显加大。产生降雹的初始雷达回波单体由低到高向其运动方向前沿一方微微倾斜。总结出潜在危险的对流复合系统的早期识别依据。具有降雹潜在危险的对流复合系统的出现,是产生降雹单体初始回波必备的环境场条件。

延安市降雹气候特征及雹云回波移动路径的考证

利用2005—2011年延安测站711雷达资料和降雹数据统计分析,得出延安市境内降雹以中部的宝塔区和南部的洛川为多发区,年平均降雹在6d以上;一年中降雹日主要集中在5—8月;一日中降雹主要发生在14—20时;7月是大范围区域性降雹、连续性降雹过程高发期。对延安市雹云回波产生的环境进行了分析研究,得出了延安市雹云产生的主要源地为白于山、子午岭和黄龙山南。降雹日延安上空500、700hPa为一致西北风,此型占总降雹日的80%。对强对流单体移动传播规律进行分析研究,总结出了强对流单体移动传播的5条主要路径。

2020年延安市气候影响评价

利用2020年延安市国家气象自动观测站常规观测资料和2019年及历年(1981-2010年)数据对2020年气候影响进行分析。结果表明:延安市2020年平均气温正常略偏高、降水偏多且光照充足;灾害性天气偏多,先后经历了道路结冰、寒潮、低温冻害、干旱、冰雹、暴雨洪涝等气象灾害,对人们的生产生活带来了一定的不利影响,其中低温冻害、暴雨洪涝和寒潮影响较大。

GFE(L)1型二次测风雷达典型故障分析

结合高空气象观测资料,对延安高空探测站2011—2020年连续10年GFE(L)1型探空(简称L波段)雷达业务运行过程中出现的故障进行分析,并对出现的一些典型故障总结判断和维修方法,提出维护维修经验,为提升高空气象观测质量及高空业务人员雷达保障技术水平提供帮助和借鉴。

黄土高原丘陵沟壑区春季山顶果园最低气温推算

利用2020年4月24日延安159个气象站日最低气温数据,通过多元线性回归分析和投影寻踪回归方法,对处于丘陵沟壑区的延安山顶果园日最低气温进行推算。结果表明:投影寻踪回归方法比多元线性回归方法的拟合误差小,尤其对延安北部的拟合效果好,显著降低了苹果花期冻害等级,投影寻踪回归方法拟合的最低气温符合实际冻害灾情。

基于GIS的山东省旅游气候舒适度精细化评估

基于地理信息系统平台（ArcGIS），采用山东省1983—2012年气象站的气象常规观测资料结合数字高程模型（DEM），参照人体舒适度指数等级标准，对山东省各地区实际地形下分辨率为lkmxlkm的旅游舒适度进行精细化估算与评价。结果显示：①山东旅游气候舒适度指数分布秋冬主要受纬度效应和地形共同影响，春夏主要受海陆分布和地形共同影响；②各季代表月的分析结果表明春秋季全省绝大多数地区气候舒适，非常适宜旅游活动；冬季大部分地区舒适度等级为-1级，仍较为适宜旅游；夏季气候较适宜旅游的区域主要分布在海拔较高的山地和山东半岛局部沿海地区；③绝大部分地区的旅游气候舒适期为8-9个月，气候舒适期较长的地区分布于山东半岛南部沿海、鲁中山区部分地区。