中国西北地区季节间干湿变化的时空分布——基于PDSI数据

利用帕尔默干旱指数(PDSI)全球数据库,提取覆盖中国西北地区的56个PDSI栅格点数据,对1953-2003年间各个季节均值和年均值进行旋转经验正交函数(REOF)分析。REOF空间分区结果发现西北地区各个季节均值和年均值表现出较为一致的主要空间异常型,依据PDSI年均值数据可以将中国西北地区划分为5个空间型:北疆型、南疆型、高原北部型、蒙古西部型以及西北东部型。其中北疆型、南疆型主要位于西北地区西部,高原北部型、蒙古西部型位于西北中部,西北东部型位于西北东部。各个空间型特征点的PDSI序列及二项式拟合对比发现西北东部、西部存在完全相反的干湿变化:西北西部主要受西风带影响,自20世纪80年代开始有逐渐变湿的趋势;西北东部主要受亚洲季风的影响,有逐渐变干的倾向,特别是夏秋季,西北地区东南部变干的趋势更加明显。西北地区受西风带、亚洲季风以及青藏高原的影响明显,在全球变暖的情景下,不同区域的干湿状况的响应存在较大的差异。

中国东部-西太平洋副热带季风和降水的气候特征及成因分析

利用1981—2000年候平均NCEP/NCAR再分析资料和CMAP全球降水资料,分析了从中国东部大陆到西太平洋副热带地区季风和降水季节变化的特征及其与热带季风降水的关系,探讨了季风建立和加强的原因。夏季东亚—西太平洋盛行的西南风开始于江南和西太平洋副热带的春初,并向北扩展到中纬度,热带西南风范围向北扩展的迹象不明显。从冬到夏,中国西部和西太平洋副热带的表面加热季节变化可以使副热带对流层向西的温度梯度反转比热带早,使西南季风在副热带最早开始;从大气环流看,青藏高原东侧低压槽的加强和向东延伸,以及西太平洋副热带高压的加强和向西移动,都影响着副热带西南季风的开始和发展;初夏江南的南风向北扩展与副热带高压向北移动有关,随着高原东侧低压槽向南延伸,槽前的偏南风范围向南扩展。随着副热带季风建立和向北扩展,其最大风速中心前方的低层空气质量辐合和水汽辐合以及上升运动也加强和向北移动,导致降水加强和雨带向北移动。热带季风雨季开始晚,主要维持在热带而没有明显进入副热带,江淮梅雨不是由热带季风雨带直接向北移动而致,而是由春季江南雨带北移而致。在热带季风爆发前,副热带季风区水汽输送主要来自中南半岛北部和中国华南沿海,而在热带季风爆发后,水汽输送来自孟加拉湾和热带西太平洋。

青藏高原30—40ka B.P.暖湿气候事件对川西河谷地质环境的影响

青藏高原在末次冰期晚期(30—40 ka B.P.,相当于MIS3a阶段)出现的暖湿气候事件强烈地影响了川西高原东缘河流地质生态环境。表现在深切河谷中普遍发育大型滑坡、泥石流、冲洪积扇体等灾变事件和古堰塞湖沉积。本文重点剖析了岷江上游、大渡河中游大型堵江事件的地形地貌特点、沉积物发育特征、沉积年代学、新构造背景等,同时分析了黄河上游玛曲段大型冲-洪积扇体的沉积特征与时代。结果表明在川西高原东缘深切河谷普遍存在距今30—40 ka时期的堵江事件,而这一时期在黄河上游发生大型冲-洪积事件和黄河袭夺若尔盖古湖事件,二者均与青藏高原末次冰期暖湿事件同步。研究认为这期急剧气温变化增强了河谷侵蚀和卸载能力,而东缘强烈的地震断层活动又触发了突发事件的发生,暖湿气候事件与新构造运动在时空上的耦合共同塑造了晚更新世晚期川西高原东缘深切河谷系统特殊的地质生态环境及其演变。

近30年来中国气候的干湿变化

本文利用1951—1980年的月平均温度,计算了中国各地水分需要量。根据水分需要量和降水量大小,将我国划分成潮湿、湿润、半湿润、半干燥和干燥5类气候区;并对这5个气候区1950年前后各30年时段的气候干湿状况进行讨论;此外还对影响气候干湿变化的重要因子,我国近30年来的降水进行了分析。 近3O多年来,各气候区的降水及气候状况呈现了不同的变化:潮湿和湿润气候区50年代降水较多,60年代降水偏少,70年代降水呈多变态;半湿润和半干燥气候区50年代至60年代中期为多雨时段,1965年始,降水偏少,处于少雨阶段,干旱发展;干燥气候区50年代初降水略偏多,50年代中期至70年代初降水偏少,从1973年至1984年,降水又略有增多。 另外,我国半湿润、半干燥气候区的降水趋势,多年来与非洲地区的降水有相似之处,特别是近20年来,都出现了降水持续偏少的现象,干旱发展,但我国半干燥、半湿润区的干旱程度还没像非洲干旱现象那么严重。

新疆公路沿线近50多年来湿润指数区域特征及变化趋势

利用新疆公路沿线103个气象站近50年(1951-2007年)的各月平均气温、月日照百分率、月太阳辐射总量、月降水量总量、月平均风速、月平均水气压与地理参数数据,结合天山以北和天山以南公路沿线3个5层梯度风近10年来(2000-2008年)自动气象站风速资料,应用改进的Penman公式计算了最大潜在蒸发EPT,进而得到地表湿润指数D=R/EPT,以反映新疆公路沿线的水热平衡状况,衡量新疆公路沿线地表干旱、湿润状况。采用等概率原则、气候倾向率、累积距平、曲线平滑的低通滤波等气候统计方法,研究了新疆公路沿线近50年年湿润指数的区域特征及变化趋势,结果表明:新疆天山以北和天山以南公路沿线地表湿润指数呈现增加趋势,其中天山以北公路沿线比天山以南增湿更为明显,天山以北公路沿线增湿率为0.023/10 a～0.030/10 a;天山以南公路沿线为0.003～0:006/10 a。特别是90年代以来,天山以北公路吐乌大、乌奎高等级公路和国道216路段干旱区增湿率达到0.078 20/10 a。主要原因是由于降水量增加,最大潜在蒸散显著减小,使得湿润指数显著增加,它是导致天山以北高速公路高路基出现纵向裂纹和路基下沉病害的主要原因。

云凝结物平流输送对降水云系发展影响的数值模拟研究

大气动力学中"平流输送"是非常重要的宏观动力学过程,云凝结物的平流输送与降水云系的发展演变密切相关,它把宏观动力过程与各种云凝结物粒子的时空演变联系起来,云凝结物的平流输送可以增加或减少局地大气中云凝结物的含量,改变云凝结物的空间分布状况,影响云凝结物的微观物理过程,进而促进或抑制降水云系的发展演变。本文在数值模拟研究中,通过改变云凝结物平流输送的状况来研究宏观动力过程对云微观物理过程的影响,因而利用ARPS模式开展3个分别排除云凝结物水平平流输送、垂直平流输送和三维平流输送的敏感试验,进行关于云凝结物平流输送对降水云系发展演变影响的敏感性数值模拟研究。结果表明,云凝结物的平流输送对水汽比湿的影响很小。云凝结物的三维平流输送有利于增加降水云系中雪和霰的混合比含量,抑制云水、雨水和云冰混合比含量的增长。云凝结物的水平平流输送可以降低降水云系中云水和雨水的混合比含量,增加云冰和雪的混合比含量;云凝结物垂直平流输送的作用是增加降水云系中雨水、雪和霰的混合比含量,减少云与冰混合比含量。云凝结物三维平流输送效应的分析表明,云凝结物的三维平流输送主要通过调整云凝结物的微物理过程源汇项以及降水粒子(雨水、雪和霰)的下落末速项来改变降水云系中云凝结物的垂直结构;另外,雪的三维平流输送对雪本身的分布也有一定影响。

云南龙马水电站溢洪道边坡失稳预报分析

作者详细介绍了云南李仙江龙马水电站溢洪道边坡失稳前的变形特征，结合边坡变形～时间全过程曲线，采用斋藤预报模型对右岸溢洪道边坡坡塌方范围、时间及主滑动方向进行了及时准确预报，确保了人员和设备安全，是成功进行边坡失稳预报的典型事例，可供类似工程借鉴参考。

南极海洋性气候区土壤水分动态变化研究

利用特制的石膏抗冻电极作为土壤水分探测探头 ,对南极海洋性气候区乔治王岛菲尔德斯半岛上两个土壤类型饱和寒冻石质土和贫盐基寒冻始成土进行了土壤自由水分含量动态变化定位监测。研究结果表明 ,本区土壤解冻期可持续 5～ 6个月甚至更长 ,解冻期内土壤自由水主要来自于大气降水、地表融雪、坡面径流以及水平侧渗。土壤水分动态变化规律因土壤类型差异以及剖面底部有无永冻层而表现出明显的不同。另外 ,土壤进入冻结与解冻期的时间、冻融作用的强度以及土壤自由水分状况具有明显的年际变化。

南半球海温异常对云南汛期降水异常的影响

采用NCEP/NCAR 1961—2006年的全球月平均海表温度和风场再分析资料,以及云南省汛期(6—8月)124个观测站的降水资料,运用相关分析、合成分析及两组样本平均值差异的显著性检验方法,研究前期1—5月南半球海表温度对云南汛期降水异常有影响的关键时期和关键海区,并用南半球海平面风场分析关键海区的海温异常对云南汛期降水异常影响的物理成因机制。结果表明,前期南半球海表温度与云南汛期降水相关显著,显著关键海区主要位于南半球西风漂流区的东南印度洋、澳大利亚南部、东太平洋的智利和秘鲁西海岸及西南大西洋的麦哲伦海峡。其中东太平洋秘鲁寒流区的智利和秘鲁西海岸是影响云南汛期降水最显著的关键区。诊断分析还表明,在东太平洋秘鲁寒流区的暖位相期,孟加拉湾地区的季风和赤道印度洋附近的越赤道气流及印度洋的西南季风减弱,反之则加强。

独龙江流域及其邻区的水湿气候特征

本文讨论滇、藏交界地区独龙江流域及其邻区春雨季的形成、开始以及降水、湿度和干燥度等要素的时、空分布特征。

烧房沟滑坡型泥石流工程治理及效果分析

国内对泥石流治理措施谷坊坝、格栅坝的作用和效果研究较多,而对滑坡型泥石流的综合治理措施和效果研究较少。2010.8.14强降雨过程导致汶川震区映秀镇烧房沟滑坡型泥石流暴发,通过分析其运动过程和现状沟道特征,结合滑坡堵点和沟道深切的特点,治理工程采用"防堵防切"综合工程结构形式:"上游谷防群+中游抗滑桩、挡土板和肋板护脚护底+下游3座格栅坝+渡槽明洞跨越G213",并分析各分项工程作用:"减弱龙头动能"+控制LS01堵点、保护"鞋尖"+"拦粗放细"、"顺畅排导"。最后利用"2010.8.14"与"2013.7.10"的历史降雨量和固体参与量对比、工程治理前后动储量对比和各分项工程治理前后的沟道特点对比,验证了烧房沟滑坡型泥石流综合治理工程的效果良好。为今后震区滑坡型泥石流工程防治提供参考。

华北煤田陷落柱的地下水内循环形成机理——以峰峰矿区为例

分析了华北型煤田,特别是峰峰矿区陷落柱的发育规律,提出了陷落柱的地下水内部循环形成机理。认为莫霍面抬高和火成岩体产生的地热异常使得奥灰水产生内部对流循环,导致岩溶发育;论证了地热,特别是亚临界和超临界水对CaCO3溶解的加速作用,认为封闭环境中矽卡岩矿物在形成过程中产生的CO2和灰岩在热解过程中产生的CO2造成CO2分压升高,导致了CaCO3溶解速度的提高。文章还提出了灰岩内对流散热过程中“烟囱”效应,认为强烈对流区的“火苗”形溶洞进一步发展成为最有利于对流的“烟囱”,上覆岩层垮落后即形成陷落柱。据此,还解释了陷落柱边缘导水的原因。

基于相对湿润度指数的近56年若尔盖湿地干湿变化

基于若尔盖湿地5个代表气象站1960—2015年逐日气象数据,计算相对湿润度指数(M),采用Mann-Kendall法、Morlet小波分析法,分析了湿地近56年年、季尺度干湿变化及气候要素变动特征,采用Pearson相关系数法研究该区域M变化成因,为湿地生态环境变化的研究提供参考依据。结果表明:(1)若尔盖湿地年M呈显著下降趋势(p<0.05),其倾向率为-0.018/10a,有干旱化发展趋势;冬、春两季干旱较为严重且近56年有趋湿倾向,夏、秋两季较为湿润但有趋干倾向,干旱程度依次为:冬>春>年>夏>秋。(2)秋季于1995年发生显著趋干突变(p<0.05),其他时间尺度无明显突变;(3)年际M存在25~30a,12~15a,7~10a三种尺度的周期变化,春、夏、秋、冬各季亦存在多种时间尺度的周期振荡,且未来中短期内冬季仍是干旱期。(4)降水量、相对湿度的减少和日照时数、潜在蒸散量的增加对湿地干旱化起主要作用,平均气温和风速的上升影响较小,其中降水量是最主要因子。

用三维大气-土壤耦合模式进行山地小气候模拟

本文在地形坐标系中建立了一个准静力平衡的三维大气-土壤耦合模式,模式中大气、土壤的耦合通过山地的能量平衡方程来实现,其中考虑了坡地对日照以及日出日没时角的影响。为了增加模式的稳定性,上边界采用了海绵边界条件,侧边界输入端采用了海绵辐射边界条件,输出端采用辐射边界条件。为了提高模拟精度,模式中还采用了静力扣除法。 用本模式对南京方山小气候进行模拟,各坡向的地表温度、1.5m高空气温度模拟结果与观测值吻合良好。此外,还对方山进行了阻塞、冷迳流、山谷环流现象的一系列数值试验,得出了一些有意义的结论。

三峡库区滑坡监测的新方法

采用自日本引进的SRL16型自动位移计对三峡库区的白家堡滑坡进行了长期的连续变形观测,该监测仪器不仅可以实时反映坡体变形,而且对外界因素的作用十分敏感,收到了较好的效果。该监测仪器使用在三峡库区滑坡监测上尚属首例,具有十分广阔的应用前景。

干旱半干旱地区植被气候效应的数值研究

本文利用三维土壤－植被－大气耦合的区域气候模式研究了干旱半干旱地区植被状况发生变化的短期气候效应，着重分析植被对海平面气压场、近地层气温和湿度、土壤温度、边界层风速、局地环流以及地面能量平衡和转换关系的影响，结果可为人们制定合理的农业种植制度，开发和利用有限的生物资源，推广植树种草绿化工程建设，改善区域气候环境提供一定的科学依据。

塔克拉玛干地区近四十年来的干湿变化

本文利用塔克拉玛干、周围山区、及相邻地区的48个气象站近40年的降水资料，分析塔克拉玛干地区年与四季干湿变化的阶段与周期，并与周围山区及相邻地区进行相关性分析，探讨其与极涡位置的关系，得当了一些统计结论，对于研究塔克拉玛干地区的现代干湿变化规律，具有一定的意义。

攀西地区泥石流滑坡灾害与降水关系的分析和预报

攀西地区是泥石流滑坡灾害频发地区，本文对泥石流滑坡灾害发生与降水的对应关系作了简要分析，提出强降水引发泥石流滑坡灾害的预报思路和参考指标，简略介绍了泥石流滑坡灾害预报信息系统。

达州季节天气气候特征分析

利用达州 6个气象测站资料 ,在简述年度基本气候特征的同时 ,详细论述了各季节的天气气候特征。