基于投入产出模型的旅游业产业关联分析

文章运用投入产出理论,以2002年甘肃省投入产出表为依据,通过对旅游业的投入结构、产出结构、中间需求率、中间投入率、感应度系数和影响力系数的计算,定量分析了旅游业的产业关联及其对其他产业的前向和后向推动作用。并对甘肃旅游业的可持续发展提出了对策建议。

祁连山区黑河上游多年冻土分布考察

高山多年冻土的分布及土壤季节冻融过程对地表水文过程、生态系统、碳循环及寒区工程建设等都有很大的影响.黑河上游地处祁连山中东部,属于高原亚寒带半干旱气候,研究黑河流域多年冻土分布对于系统理解该区域的生态-水文过程、气候与环境变化以及水资源评价、工程建设等非常重要.2011年6—8月对黑河干流源头西支开展了多年冻土调查,沿二尕公路(S204)在热水大坂垭口至石棉矿岔口之间区域,完成测温孔7眼,并布设测温管进行地温监测.根据勘察、钻探及测温资料,确定了黑河源头地区山地多年冻土下界为海拔3 650～3 700m之间.受高度地带性的控制,随着海拔的降低,活动层厚度由在海拔4 132m时的1.6m增加至在多年冻土下界处的约4.0m,多年冻土年平均地温也相应的由-1.7℃增加到0.0℃左右,而多年冻土厚度由100m以上减小到多年冻土下界处的0.0m.同时,坡度和坡向、岩性、含水(冰)量、地下水、河水等局地因素对多年冻土温度和厚度也有重要的作用.

祁连山黑河流域NDVI时空变化及其对气候因子的响应

基于GIS和RS技术,利用SPOT-VGT(NDVI)数据和黑河流域15个常规气象站及自动气象观测站的气温.降水量、不同深度的土壤温度、体积含水量等资料,系统分析了黑河流域NDVI的变化特征及其对气候因子的响应特征.通过年平均累积和趋势线分析方法,得出1999-2011年黑河流域NDVI的时空分布特征:年累计NDVI和年均NDVI绝大部分处于增长趋势,只有下游的西部和上游的南部一些地区处于降低趋势;季节累积NDVI和季节平均NDVI绝大部分区域处于增长趋势;在植被退化的阶段,冬季植被退化较其他季节严重;在植被增长的阶段,秋季植被增长较快.通过数理统计方法分析了NDVI对气象因子的响应关系:土壤温度对NDVI的关系能够较好地拟合NDVI的发展趋势,NDVI对气温和降水量的滞后时间大约分别为2旬、1个月,春季NDVI受到前一年11月份和秋季降水量影响较大,总体上土壤水分对NDVI影响较复杂.

欧亚大陆积雪分布及其类型划分

利用1966-2012年欧亚大陆1 152个地面气象台站积雪深度资料,对欧亚大陆积雪深度、累计积雪天数和连续积雪天数的空间分布进行了分析,以连续积雪天数为标准对欧亚大陆季节性积雪类型进行了划分,并与应用累计积雪天数对积雪区类型的划分进行了比较研究.结果表明:欧亚大陆积雪分布具有显著纬度地带性特征,积雪深度、累计积雪天数和连续积雪天数的大值分布区均位于俄罗斯平原的东北部、科拉半岛、西西伯利亚平原、中西伯利亚高原以及俄罗斯远东北部大部分区域.与累计积雪天数划分方法相比,利用连续积雪天数对欧亚大陆季节性积雪分区,在前苏联地区积雪类型分区差异并不显著,但蒙古和中国的稳定积雪区明显缩减,青藏高原无稳定积雪区,中国大部分地区为非周期性不稳定积雪区.两种积雪分区划分方法比较结果显示,连续积雪天数划分方法更能体现积雪累积的连续性和持久性,更符合对稳定积雪和不稳定积雪的划分标准.

甘肃省水资源空间匹配分析

根据水资源空间分布与耕地、农村人口和城镇人口的关系,参照基尼系数的计算方法,建立水资源空间匹配模型。运用该模型对甘肃省水资源进行了实证分析。结果表明,甘肃省的水资源空间匹配程度极差,而且水资源与耕地、农村人口和城镇人口的匹配度均远远超过0.4。据此提出了提升水资源空间匹配度的对策和建议。最后对该模型的进一步应用进行了讨论。

第三极和北极地区积雪水资源时空特征分析

积雪是重要的淡水资源,对气候变化、生态系统和人类经济社会发展都具有显著影响。第三极和北极地区是北半球积雪的主要分布区,但两区域积雪时空特征存在较大差异。本研究在评估了五种雪水当量产品(GlobSnow V2.1、GlobSnow V3.0、CanSISE、GLDAS-2.0、GLDAS-2.2)精度的基础上,提出利用最大雪水累积量指标对两区域积雪水资源进行评价。结果表明,1981—2010年第三极和北极地区多年平均最大雪水累积总量分别为(46.07±7.44)km3和(1255.73±81.35)km3,喜马拉雅山脉、喀喇昆仑山脉和念青唐古拉山脉地区是第三极积雪水资源最丰富的区域,北极积雪水资源大值区则主要分布在俄罗斯远东地区东部、西西伯利亚、加拿大马更些山脉和巴芬岛东部。两区域最大雪水累积量总体均呈现减少趋势,但在年际变化和波动性上存在差异。

第三极和北极的积雪变化与影响

气候变暖背景下,积雪正在发生显著的变化。第三极(青藏高原)和北极作为积雪在高海拔和高纬度地区的典型分布区,备受科学界的关注。近60年来,第三极和北极的积雪范围和日数总体呈现减少趋势,但积雪深度的变化存在空间异质性。积雪的变化与气候条件、大气环流和吸光性杂质的影响密不可分,同时,积雪变化对气候、水文、生态和人类系统也具有重要反馈作用。对第三极和北极的积雪研究将为推动区域经济社会可持续发展提供重要基础数据和支撑。

最近十多年来冰冻圈加速萎缩--IPCC第六次评估报告之冰冻圈变化解读

政府间气候变化专门委员会(IPCC)于2021年8月发布了第六次评估报告第一工作组报告《气候变化2021:自然科学基础》。该报告基于最新的观测和模拟研究,评估了冰冻圈变化的现状,并采用CMIP6模式对未来变化进行了预估。报告明确指出,近十多年来冰冻圈呈现加速萎缩状态:北极海冰面积显著减小、厚度减薄、冰量迅速减少;格陵兰冰盖、南极冰盖和全球山地冰川物质亏损加剧;多年冻土温度升高、活动层增厚,海底多年冻土范围减少;北半球积雪范围也在明显变小,但积雪量有较大空间差异。冰冻圈的快速萎缩加速海平面的上升。未来人类活动对冰冻圈萎缩的影响将愈加显著,从而导致北极海冰面积继续减少乃至消失,冰盖和冰川物质将持续亏损,多年冻土和积雪的范围继续缩减。报告也提出,目前冰冻圈研究仍存在观测资料稀缺、模型对各影响因素的敏感性参数和过程描述亟需提升、对吸光性杂质的变化机制认知不足等问题,从而影响了对冰冻圈变化预估的准确性,未来需要重点关注。

从第三极到北极:气候与冰冻圈变化及其影响

第三极和北极地区对于区域和全球环境、社会经济以及国家战略的重要性日益凸现。通过对第三极和北极气候与冰冻圈研究的现状、趋势进行梳理总结,为未来的系统研究提供借鉴。结果显示,第三极和北极气候系统与冰冻圈正在发生显著变化并预计将持续下去。第三极和北极地区气温在以全球平均升温速度两倍的速率变暖,且在20世纪70年代以来,变化总体趋势高度一致;降水变化总体呈增加趋势,但变率和不确定性较大;极端事件(尤其是极端降水)的频率增加;积雪范围总体上呈现减少趋势,雪水当量、积雪天数的变化存在区域和周期性差异;多年冻土温度升高,活动层厚度增加,亦呈现较大的区域差异。这些变化不仅对生态、水文、碳循环产生重要影响,而且对基础设施、社会经济以及人类健康产生不可忽视的影响,包括重金属污染、食品安全等。气候及冰冻圈快速变化会通过反照率反馈、水汽反馈等机制被放大,并通过一系列大气及海洋环流过程,对周边乃至全球气候系统产生广泛影响。目前第三极和北极研究中面临的重要共同问题包括极度稀疏的地面观测资料、模型物理机制和精细化描述不足以及缺少与周边地区乃至全球系统关联的量化研究和可靠证据。这些问题的解决都需要依赖地面监测网络的扩展以及对冰冻圈和气候系统物理过程理解的提升。从第三极到北极,不仅是研究视角的扩大,更是全面理解第三极和北极在地球系统中作用的必经之路。

从第三极到北极:积雪变化研究进展

在全球气候变化背景下,第三极和北极地区积雪是地表最活跃的自然要素之一,其动态变化对气候环境和人类生活产生重要影响。通过回顾第三极和北极积雪研究进展,阐述了降雪、积雪范围、积雪日数、积雪深度和雪水当量在第三极和北极地区的时空分布特征和变化趋势。结果表明:近50年,特别是进入21世纪以来,第三极和北极地区降雪比率均呈下降趋势;积雪范围、积雪日数、积雪深度、雪水当量总体均呈减小趋势,融雪首日有所提前。同时就积雪变化对生态系统与气候系统的影响进行了论述,评估了积雪的反馈作用。通过总结第三极和北极积雪变化研究进展,凝练研究中存在的不足和未来发展趋势,为提升积雪对气候变化及经济社会发展影响的认识提供重要科学支撑。

全球山地冰冻圈变化、影响与适应

冰冻圈是高山地区不可或缺的重要组成部分,居住着全球约10%的人口。近几十年来,冰冻圈变化对山区和周围地区的自然和人类系统产生了广泛而深远的影响,对海洋也发挥着重要作用。IPCC最新发布的《气候变化中的海洋和冰冻圈特别报告》(SROCC)指出,过去几十年全球高山区气温显著升高,使山地冰冻圈发生了大范围显著退缩。观测到的山地(特别是低海拔山区)积雪期缩短、雪深和积雪覆盖范围减小;冰川物质持续亏损,其中全球最大的冰川负物质平衡出现在南安第斯山、高加索山和欧洲中部,亚洲高山区冰川负物质平衡最小;多年冻土温度升高、厚度减薄,地下冰储量减少;河、湖冰持续时间缩短。随着气候持续变暖,山地冰冻圈在21世纪仍将呈继续退缩状态。到21世纪末,低海拔山区积雪深度和积雪期将减少,冰川物质损失继续增加,多年冻土持续退化。冰冻圈变化已经或将改变山地灾害发生频率和强度,并对水资源、生态系统和经济社会系统产生重要影响。应对山地冰冻圈变化应从管理和优化利用冰冻圈资源、加强冰冻圈变化灾害风险的有效治理、增强国际合作及公约制定等适应策略着手开展,增强适应能力,从而有益于推动山地生态系统和经济社会系统可持续发展。

基于MODIS数据的北疆积雪黑碳和雪粒径反演及时空变化分析

积雪是地球上反射率较高的自然表面,对于中高纬度地区的水文和能量收支平衡发挥着重要作用。表层积雪中的黑碳和雪粒径变化可以显著影响积雪反照率,造成积雪对太阳辐射吸收的变化,进而对区域气候变化和水文循环产生反馈作用。利用遥感技术对季节性积雪表层黑碳和雪粒径进行定量评估,可以获取时空上连续系统的雪表黑碳浓度和雪粒径变化情况,这也是许多气候和水文模型的输入因子。以中国主要季节性积雪区北疆为研究区,基于MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)数据的3(0.47μm)、2(0.86μm)和5(1.24μm)波段,采用SGSP(Snow Grain Size and Pollution Amount)算法反演2000-2018年积雪期的雪表黑碳浓度和雪粒径,并结合地面观测数据对于反演结果进行了精度验证,综合分析北疆雪表黑碳浓度和雪粒径时空变化趋势。结果显示,SGSP算法能够同时反演雪表黑碳浓度和雪粒径,并且验证结果表明纯雪像元上反演结果具有较好的精度;2000-2018年北疆雪表年均黑碳浓度和年均雪粒径都随时间变化呈现微弱下降趋势;受地理位置和局部污染源的影响,北疆积雪黑碳浓度空间分布复杂,天山北坡经济带平均黑碳浓度最高,伊犁地区平均黑碳浓度最低,雪粒径的空间分布显示塔城地区平均雪粒径最大,伊犁地区最小。

从第三极到北极:湖冰研究进展

在全球气候变暖背景下,第三极和北极地区的增温尤其明显,冰冻圈对气候变化有着更为敏感的响应。湖冰作为冰冻圈的重要组成部分,其变化不仅是气候的指示器,同时也通过改变能量平衡、大气环流、辐射平衡等影响区域气候。通过对比不同观测手段及主要模型模拟方法在湖冰研究中的优缺点及适用性,总结了第三极和北极湖冰变化的时空特征,结果表明:第三极和北极地区湖冰均显示初冰日推迟、消融日提前、封冻期缩短的趋势;第三极和北极地区湖冰厚度呈持续减少趋势;未来湖冰的这些变化将更加显著。第三极和北极地区湖冰的变化主要受到气温的影响,同时也受到风速、湖泊理化性质的限制。在系统梳理第三极和北极地区湖冰变化的基础上,总结了湖冰研究面临的问题和挑战,为未来湖冰研究提供科学依据。

中国西北山区融雪径流模拟研究回顾与展望

融雪径流是西北地区宝贵的水资源。过去几十年,西北山区融雪径流模拟研究广泛开展,在积雪消融过程观测和模拟、驱动数据空间分布与融雪径流模型应用、分布式融雪径流模型改进和发展方面都开展了比较深入的研究,取得了较好的成果。插值算法、遥感反演和数据同化技术的发展,为分布式融雪径流模型在西北山区的广泛应用提供了数据支撑。气候变暖和经济社会的发展将进一步加剧西北干旱区水资源供需矛盾,对融雪径流模拟的精度和时空分辨率提出了更高的要求。综合西北山区融雪径流模拟研究的已有进展和面临挑战,提出未来西北山区融雪径流模拟研究需要在积雪积累和消融过程的机理探究、积雪时空分布变化监测和高精度积雪分布数据获取、气候变化对流域融雪径流影响量化方面开展深入研究。

基于PBM的甘肃省用水量变化分析

由于结构分解方法(SDA)的非唯一性缺点,对一种变量变化存在多种分解形式和分析方法,且结果存在一定差异.基于此,引入一种更为全面的分解方法,路径基础法(PBM),通过对参数的估算来描述并确定时间路径,精确分析各变量对总变化产生的影响.以甘肃省为例,对2002年至2007年间本地用水总量变化进行了分解研究.利用PBM对用水强度,生产技术和最终需求三因素变化对用水总量变化的影响进行了实证分析.结果表明:大多数部门用水强度降低导致了本地用水量的减少;生产技术的改变导致了本地用水量的减少;各产业部门最终需求的增加导致了本地用水量的增加.通过对三个影响因素的综合研究发现,种植业中三个因素对本地用水总量变化的影响最大,这说明甘肃省用水量变化主要是由种植业的用水变化决定的.

利用实测资料评估被动微波遥感雪深算法

利用SSM/I微波亮温数据,结合地面站点实测资料,比较Chang算法和Che算法在前苏联、中国及蒙古境内6种不同积雪类型的反演精度,结果表明:被广泛应用于全球雪深反演的Chang算法低估了前苏联境内雪深7.6cm,相对误差为-24.3%,而分别高估中国及蒙古境内雪深9.2cm与11.4cm,相对误差分别为108.8%和180.9%,区域反演效果很差;针对中国境内积雪的Che算法严重低估前苏联境内雪深,整体低估21.3cm,相对误差为-68.6%,RMSE为31.4cm;在中国及蒙古境内反演效果有所改善。6个积雪类型中,植被较单一,地形较平坦的苔原型积雪和草原型积雪雪深的反演效果较好。随着纬度和积雪深度的增加被动微波雪深反演有由高估变为低估的趋势。Che算法反演的雪深大体以40°N为界,以北表现为低估,以南表现为高估,另一方面,整体上该算法在雪深低于6.7cm时表现为低高估,高于6.7cm表现为低估;因此,全球算法应用到局部地区需要进行修正,不同下垫面性质以和气候条件下形成的积雪的被动微波反演应区别对待。

中国积雪特性及分布调查

介绍了"中国积雪特性及分布调查"的背景、科学目标、调查内容及方案。调查的总体目标是建立中国全面而系统的积雪特性数据库,服务于气候变化、水资源调查和积雪灾害的数据需求。调查将从历史资料整编、典型积雪区积雪特性地面调查以及积雪遥感调查等方面展开。历史资料的整编包括收集气象站以及各单位已开展的积雪特性观测资料,并按照一定的规范进行整编;典型积雪区地面调查主要是在东北地区、新疆地区和青藏高原开展不同季节的积雪特性调查,以点、线、面3种方式开展,观测内容包括雪深、雪密度、雪水当量、积雪形态、表层硬度、液态水含量、雪粒径、雪层温度、雪土界面温度、介电常数以及积雪的若干化学特性;遥感积雪调查将利用地面调查的积雪特性信息改进已有的积雪参数反演算法,建立中国长序列的积雪面积、反照率以及雪水当量数据集。最终,利用地面和遥感调查所获取的积雪特性及分布数据集对中国进行积雪类型划分,并生产系列积雪特性及专题分布图。

“一带一路”区域冰冻圈变化及其对水资源的影响

"一带一路"区域横跨亚洲、欧洲和非洲东部、北部,空间范围大。在全球气候变暖背景下,"一带一路"区域的冰冻圈正在发生快速变化,将对区域水资源、生态系统、北极航道等带来深刻影响。综述了近几十年来"一带一路"沿线和周边区域(包括亚洲、欧洲、北极和非洲等)冰冻圈要素(包括冰川、多年冻土、积雪、海冰、河冰和湖冰)的变化及其对水资源的影响,主要认知为:①绝大部分冰川面积萎缩、冰川物质平衡处于亏损状态,但存在区域差异;②多年冻土温度升高,冻土分布下限上升,活动层厚度增大,多年冻土整体处于退化状态;③积雪范围明显缩减、积雪深度总体呈增加趋势,积雪期缩短,即积雪首日延后、消融期提前,但变化存在显著区域差异;④北极夏季海冰范围快速减少、厚度减薄,多年冰减少,反映了海冰的快速萎缩,河/湖冰初冰日延后、消融日提前、冰封期缩短;⑤中国冰川融水径流显著增加,积雪融水和多年冻土退化也在不同程度上增加了流域径流,反映出冰冻圈变化对径流的重要影响。"一带一路"区域冰冻圈萎缩的现状及其对水资源的影响分析,将为应对气候变化和区域可持续发展提供重要科学支撑。