黑河流域不同下垫面区域的气候变化特征

通过对黑河流域上中下游典型气象站长期观测记录的分析 ,建立了 196 1— 1995年气温、降水变化速率与流域垂直分带的关系 .结果显示 ,流域内不同区域存在着不同的气候变化响应过程 .2 0世纪 90年代与 6 0年代相比 ,上游中高山湿润半湿润区气温升高幅度在 0 .6℃左右 ,降水升高幅度较大 ;前山荒漠区升温幅度较大 ,在 1.3℃左右 ,而降水变化极不稳定 ;山前平原干旱区中的较大面积人工绿洲区 ,升温幅度相对较低 ,大约为 0 .5～ 0 .6℃ ,降水呈稳定的小幅度上升 ;下游尾闾段极端干旱区温度升高、降水减少的趋势极为明显 ,分别为 1.4℃和 - 0 .5mm·a-1左右 .究其原因 ,主要是由于不同区域气候类型的差异和局地环境的影响 。

不同水平分辨率区域气候模式对青藏高原气候特征模拟

青藏高原地区气候特殊、地形复杂,气象观测站点稀少,对其区域气候和水循环过程的观测和模拟存在很大的困难。本文基于RegCM模式和WRF模式,探究不同水平分辨率10km、25km、50km下区域气候模式对该地区1989—2008年气候时空分布规律的模拟能力。研究结果表明:在10 km水平分辨率下,RegCM模式模拟多年平均气温绝对误差为0.33℃,WRF模式模拟绝对误差为1.77℃,比25 km和50 km水平分辨率下绝对误差减少1.60~2.12℃,且四季气温模拟值与实测值的相关性有所提高;随着水平分辨率的提高,WRF模式对青藏高原东南部和南部的降水量高估有所改善,RegCM模式模拟值逐渐接近实测值(模拟年降水量相对误差由169%降至75%)且对高原北部降水量的模拟有所改善,但整体上模式对降雨的高估依然存在;两个模式随水平分辨率的提高对地形起伏最大的雅鲁藏布江源区降水量的误差减少最为明显。本研究可为揭示气候变化下青藏高原水文响应机理奠定基础。

宁夏南部山区不同下垫面的小气候特征分析

在不同季节通过对宁夏南部山区几种不同类型下垫面进行的小气候观测与考察,分析了该区不同下垫面的主要小气候特征(温湿度)及其变化规律。结果表明:宁南山区不同下垫面气候特征均具有与大气候相似的变化趋势;封山禁牧后,下垫面随之变化,会产生干旱生态景观下的“绿岛效应”、“湿岛效应”和“热岛效应”,说明封山禁牧措施对脆弱生态的恢复能起到明显的效果;退耕还林还草、进行植被恢复生态建设,对于促进该地区生态环境的改善和区域可持续发展,具有重要意义。

对南海不同区域热带气旋气候特征的分析

利用1949—2015年CMA-STI热带气旋(TC)的最佳路径数据集分析了影响南海及其不同区域的TC频数、强度、源地和路径等气候特征.结果表明:影响南海、南海北部、南海南部热带气旋的年平均频数分别为11个、7.5个和3.0个,其年变化均为单峰型,峰值月分别出现在9月、8月和11月;影响南海中部的TC的年平均频数为6.1个,其年变化为双峰型,主峰出现在10月,次峰出现在7月.在影响南海的TC中,有52%的TC来源于西北太平洋,48%的TC来源于南海;在影响南海北部、中部和南部区域的TC中,来源于西北太平洋的TC频数占比分别为52%、52%、54%,并且西北太平洋生成的TC强度明显强于南海生成的TC强度.在南海的不同区域中,影响南海北部区域的TC强度最强,南部区域最弱.对于影响南海区域的TC,其生成源地主要集中在5°N以北的南海海域和菲律宾以东至150°E和6°~16°N的西太平洋海域;对于影响南海北部到南部区域的TC,其生成源地的纬度依次向南移、经度依次向西移.对于影响南海及其北部、中部和南部区域的TC,其路径移动方向分别集中在WSW-NW、W-NW、W-NW、WSW-WNW扇区,累计频率均在55%以上,对于主导方向,除南部为W方向(频率23.9%)外,其他均为WNW方向(频率均在24%以上).1949—2015年期间,影响南海和南海北部的TC年频数呈显著的减少趋势,减少速率分别达到0.6个/10a和0.5个/10a,南海中部区域的TC年频数呈微弱的减少趋势,而南部区域的TC年频数则无变化趋势.影响南海及其北部和中部区域的TC强度均有显著增强的趋势,而影响南海南部的TC强度则仅有弱的增强趋势.

陇西不同气候区域黄芪育苗模式筛选试验研究

目的:总结出黄芪最适宜育苗环境区域,筛选出不同气候区域最适宜育苗模式。结果:黄芪在不同气候区域育苗,其产量和质量表现排序为湿润区>半湿润区>灌溉区>冷凉干旱区>温和半干旱区>温和干旱区;不同育苗模式处理间,地膜育苗优于露地育苗。结论:在陇西自然条件下,黄芪育苗最适宜区域为半湿润、湿润区和灌溉区,其次为土壤水分蒸发量较小的冷凉干旱区;地膜育苗,冷凉干旱区5.0 cm口径打孔育苗模式最佳,半湿润、湿润区和灌溉区7.5 cm口径打孔育苗模式最佳。

“结合法”表示的下垫面温湿非均匀对夏季风气候影响的数值试验

用能较好表示陆面非均匀性且计算高效省时的“结合法”（马赛克法及统计－动力法解析表达型两者的结合），在区域气候模式ＲｅｇＣＭ２中ＢＡＴＳｌｅ方案内考虑下垫面附近各种温度、各种湿度的非均匀性，选用 １９９１年夏季梅雨期实测资料，进行了模拟试验。与Ｇｉｏｒｇｉ针对暖季温度非均匀的单点独立试验结论不同，应用较线性概率密度函数（ＰＤＦ）计算效率更高的余弦函数型ＰＤＦ，发现总体上大气对陆面温度非均匀的响应是敏感的；与Ｇｉｏｒｇｉ结论类似，气候场对陆面湿度非均匀更为敏感，且其变化较有规律。可见，对夏季风气候的模拟能力可通过适当的温湿非均匀表示来提高。此外，其他结果也显示出单点独立试验的局限性，要反映陆气相互作用，耦合模式试验非常必要。

1951—2009年中国不同区域气温和降水量变化特征

为了研究中国不同区域气候变化特征,将全国按照气候区域划分为11个气候区,并利用1951—2009年中国194个国家基本/基准站月、年气温和降水观测资料,对全国及每个气候区平均温度及降水量的年和季节变化特征进行分析。结果表明:中国及各地区增温趋势均为极显著增加,尤其近20 a增温速度更快;而2007年成为有记录以来最暖的一年;中国冬季平均温度上升趋势最明显,春季次之,夏季几乎没有变化。中国平均年总降水量20世纪50年代最多,2000年代最少;而华北地区的年降水量减少最快;在四季降水中,中国只有夏季降水量波动略有增加,且各区域降水分布具有明显的南北差异特征。

48年来广东省不同区域的温度变化特征

根据全省86个气象站1960～2007年的温度资料，研究了48年来广东省北部、中部、东南部和西南部4个区域的温度变化特征。结果表明，4个区域的年平均气温均呈上升趋势，最低值分别出现在1976和1984年，最高值为1998年，增温速率南部沿海高于内陆，东南部为0．026℃／年，西南部0．023℃／年，中部0．021℃／年，北部0．012℃／年。各区域年平均气温20世纪60、70和80年代变化不大，90年代升高最明显。从季节分布看，各区域增温速率冬季最为明显，为0．025～0．035℃／年，秋季次之，为0．012—0．031℃／年，冬、秋增温速率均通过了95％的显著性检验；春季为0．011～0．019℃／年，夏季最小，为0．001—0．019℃／年，春、夏增温速率大多没有通过95％的显著性检验。

甘肃地产党参区域性品质差异及气候响应特征分析

基于甘肃产区党参(Codonopsis pilosula(Franch.)Nannf.)中4种代表性组分(党参炔苷、苍术内酯Ⅲ、多糖和醇溶性浸出物)的含量变化与相应地域气候因子的分析,探明甘肃境内区域条件、气候因子对党参化学成分的影响及关联性。运用高效液相色谱法测定党参中这4种化学成分含量,分析区域性、年-季-月不同时间尺度的气候因子与党参4种化学成分的关系并计算出相关系数。结果显示,甘肃地区党参化学成分含量存在区域性差异,且苍术内酯Ⅲ是造成差异的主要化学成分。不同地区间降水量和日照量的差异是造成苍术内酯Ⅲ含量区域性差异的气候因素,在一定程度下降水量高且日照量较少的地区有助于苍术内酯Ⅲ的形成和积累。月降水和月均日照量对苍术内酯Ⅲ含量影响较大,其含量与3-10月月降水呈显著正相关,与3-5、7月的月均日照量呈显著负相关。党参炔苷、醇溶性浸出物含量与气候因子无显著相关性;党参多糖含量与年均温度呈显著正相关。

气候变化对玉米产量的区域影响研究

大量实践表明,气候的变化对农作物的产量有很大影响,该文采用贝尔产量模式思路的方法,深入要研究气候变化对不同地区玉米产量的影响。研究结果显示,气候因子的变化对不同的区域玉米产量的影响不尽相同。

510年来中国东中部地区气候干湿变化研究

选择上海、武汉、天津和西安为典型区,以1470—1979年逐年干湿等级序列为基本数据源,应用墨西哥帽小波变换方法,对中国东中部地区近510a来不同时间尺度下的气候干湿变化与气候突变特征进行分析,并探讨气候干湿变化的动因。结果显示:19世纪以前气候干湿变化表现出较明显的东西差异;小冰期事件、18世纪气候温和期等非局地性事件在较大区域都有反应,但各地的具体响应程度、方式和时间均有差异;在20世纪气候变暖的大背景下,各地气候均向偏干旱方向演变。百年以上尺度气候干湿变化的原因主要是太阳辐射及其引起的大气环流变化,百年以下尺度的变化则与季风系统短尺度波动、区内各个大气环流系统的相互作用、局地下垫面差异和人类活动等复杂因素的影响有关。

城市规划实践中的热气候评价

为量化评价城市规划方案对城市热气候的影响,提出了适用于城市区域热气候预测模型的不同下垫面传热、蓄热和蒸发量计算方法.以北京地区某大型生态城规划项目为实例,引入城市区域局部温升作为评价指标.利用该计算模型和该指标,分析了规划方案实施前后该区域热气候变化程度,并与常规规划方案进行比较,说明在夏季高温、太阳辐射较大的情况下,通过有效的规划设计(提高绿地和树木面积率、降低建筑能耗和减少建筑排热等),可以显著缓解城市化过程对热气候的影响.

青藏高原中西部下垫面对东亚大气环流季节转换影响的数值模拟

在NCAR的CCM3全球模式与RegCM2区域气候模式的基础上,发展了一个CCM3—RegCM2嵌套模式系统,并应用于研究改变青藏高原中西部地区下垫面特征对东亚地区大气环流季节转换的影响。结果表明:当青藏高原中西部地区植被遭到破坏,退化为沙漠时,使得该地区地面反照率增加,感热输送加强,气温升高,并在西风气流的作用下,30°N以北的东亚大部分地区气温增高,东亚大陆沿海的高度增加。同时,中纬度地区纬向气流减弱,经向气流增强,东亚大槽亦被削弱,整个东亚地区的季节转换将提前。

宁南山区小气候特征的季节变化初探

通过对不同地形的小气候特征进行观测,研究不同下垫面的小气候变化规律、差异和特征,发现宁南山区不同下垫面气候特征均具有与大气候相似的变化趋势。平均最高气温最大值出现在夏季,气温日较差、相对湿度夏季变化小,秋冬季变化大,比较不同下垫面的气象要素值得出,由于受下垫面的环境影响,固原团庄的农田与隆德联财草地相比,草地气温普遍比农田低。

成都地区城市化对气候影响的模拟研究

为了研究成都地区城市化对当地气候的影响,利用不同时期的下垫面土地利用类型数据和耦合单层城市冠层模型(UCM)的WRF(Weather Research and Forecasting)模式对成都夏季和冬季城市化效应进行了模拟研究,得到以下主要结论:1)成都地区城市化使夏季城区上空出现增温区域。城区地表气温升高约2.8℃,边界层高度升高约150 m,冬季地表气温平均升高约0.6℃,边界层高度升高约25 m。夏冬两季气温日较差均减小。2)受城市化影响,成都地区夏季和冬季2 m相对湿度减小,感热通量增加,潜热通量减小,且夏季变化程度强于冬季。3)城市化使地表的粗糙度增加,进而使夏季和冬季风速在城区减小,减小约0.1~0.6 m s^-1,但夏季风速减小区域较冬季更大。城市化还使城市上空低层散度减小,辐合作用增强,垂直速度增大,夏季水汽往高层输送明显。4)夏季,城市化作用使日平均和白天时段降水量在城区的迎风区和下风区均增加,夜间降水量在下风区域增加,对迎风区域影响不明显。

干旱区不同下垫面能量分配机理及对微气候反馈的研究

本文利用位于美国新墨西哥州距离接近并且天气背景相同的四种下垫面(沙漠草原、稀疏灌木林、稀树草原和浓密灌木林)站点的通量观测资料,探讨了几种典型干旱下垫面的能量分配差异,并分析了其对微气候的反馈机理.结果表明,四种下垫面叶面积指数和粗糙度在由沙漠草原指向浓密灌木林的梯度方向上呈现增加的趋势,低覆盖度下垫面表现出更强的湍流输送阻力.总体来看,高覆盖度下垫面的净辐射、感热和潜热相对更高,尤其在生长季更明显.利用Penman-Monteith公式以及净辐射结合波文比两种方法诊断了在不同下垫面更替中湍流通量各影响因子的贡献.随着植被覆盖程度的提高,净辐射的变化对感热和潜热的变化起着决定作用,且为正贡献;地表阻抗和空气动力学阻抗变化引起的贡献相反.此外,沙漠草原和稀疏灌木林的地表温度和气温均高于浓密灌木林,主要源于稀疏植被增大的空气动力学阻抗和波文比引起的增温贡献,同时抵消了净辐射减小引起的降温效应,表明在相同气候和天气背景下,不同下垫面的陆面过程确实会对近地层微气候有明显的反馈作用.

登陆我国不同区域热带气旋气候特征的对比

利用1949—2006年登陆我国热带气旋(以下简称TC)资料,对登陆我国不同区域(华南、东南沿海和东北沿海)TC的频数、强度、初(终)旋日、台风季长度等气候特征进行了对比分析。研究结果显示:①近58年年均登陆我国的TC为9.09个,其中达到台风等级的3.17个,占TC的34.9%。②登陆我国TC和TY主要集中在华南(Ⅰ区)、东南沿海(Ⅱ区)和东北沿海(Ⅲ区),前者分布由多至少分别为广东、海南、台湾、福建和浙江,后者为台湾、广东、海南、福建和浙江。③近58年中TC和TY均以登陆Ⅰ区和Ⅱ区为主,登陆TC在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区均呈线性减少趋势,以Ⅰ区最为显著,而登陆TY频数在Ⅰ区和Ⅱ区均无明显的变化趋势。④登陆Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区的TC平均中心气压和极端最低气压均呈现出下降趋势,以Ⅱ区为明显。Ⅰ区和Ⅱ区的风力等级均表现出增大趋势,而Ⅲ区变化不明显。⑤Ⅰ(Ⅲ)区的初旋最早(晚)、终旋最晚(早)、台风季最长(短)。Ⅰ区初旋推迟、终旋提前,台风季缩短,尤其是20世纪90年代中期以后,而Ⅱ区近几年有延长的趋势。

MaxEnt模型国内外研究进展及其在不同气候背景与区域尺度下的应用

物种分布模型(Species Distribution Models, SDMs)作为生物地理学及宏观生态学的重要研究方法,在生命科学及环境科学领域发挥重要作用,在诸多物种分布模型中,最大熵模型(Maximum Entropy model;MaxEnt)因其数据要求较低、预测精确率较高、使用步骤简便等优点,在众多物种分布模型中脱颖而出,也在不断发展过程中得以优化及改进。通过对目前公开发表的MaxEnt模型相关文献及著作进行分析,尝试从MaxEnt模型国内外研究进展、不同气候背景下的应用、区域方面的应用三个角度叙述其发展历程及优化提升。在综合分析基础上,采用扩大预测范围及预测数据样本量建立模型的方法策略,从而解决物种数据量过少或评估调查区域生物多样性空白这一问题。

建筑集成能源微电网系统在不同气候区域的适用性分析与实施路径探讨

建筑集成能源微电网系统结合可再生能源发电、储能电池调节、微网智能控制取得了显著节能与经济性效益,并逐渐成为发展方向。了解该系统在不同气候区域的适用性对于指导系统规划与设计有重要意义。本文介绍了能源微电网在不同场景适用性的研究成果。建立能耗模型来预测不同区域建筑的全年能耗及其特征。采用数值方法模拟能源微电网全年运行情况,结合性能分析,对系统中太阳能光伏利用情况及储能调节能力进行评估,并给出能源微电网在不同场景中的建议实施路径。结果表明能源微电网更适用于夏热冬暖及温和地区,并且在医院及商业建筑有更好的应用效果。其他场景中,可以考虑结合太阳能蓄热、增加光伏面积及改变储能策略来提升系统性能。

中国不同气候区域MODIS C6.1气溶胶光学厚度产品的验证及对比分析

为了解MODIS气溶胶产品反演算法在中国不同气候类型区域的适用性,利用气溶胶观测网(AERONET)资料对最新发布的Terra(MOD)/Aqua(MYD)中分辨率成像光谱辐射计(MODIS)061版本(C6.1)气溶胶光学厚度(AOD)产品进行验证,对比分析了不同气候类型区域条件下暗目标(DT)算法、深蓝(DB)算法、暗目标与深蓝结合(DTB)算法的精度及误差.结果表明:(1)各地面站点对应气候区域的反演相关性趋势相似,且不同气候区域数据相关性相差较大.(2)针对不同气候类型区域,温带季风气候区MYD04_L2_DTB质量最优,相关系数(r)高达0.91,均方根误差(RMSE)仅为0.17,有61.1%的数据落入期望区间(EE)内.(3)亚热带季风气候区MYD04_L2_DT质量最优,r值达0.89,RMSE为0.16.(4)热带季风气候区域MOD04_L2_DTB质量最优,r值达0.86,有63.4%的数据落入EE区间中.(5)温带大陆和高原高山气候区域精度较低,都存在AOD值被低估的情况且r值均低于0.77.前者MYD04_3k_DT质量最优,落入EE区间的数据占57.6%;后者MYD04_L2_DB最优,有70.5%的数据落入EE区间.总体而言,MYD04产品相较MOD04产品对应地面观测CE-318 AOD数据在中国地区具有更高的适用性.