黄土高原陆地表层最大可能蒸散量的变化特征

基于黄土高原1961—2008年月平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度、降水量、风速和日照百分率等气候要素资料,应用修订的Penman-Monteith（P-M）模型计算了最大可能蒸散量,分析其时空分布、异常分布特征和次区域时间演变特征。结果表明：1961—2008年间,黄土高原最大可能蒸散量多年平均在400~800 mm之间,大部分区域650~750 mm之间。一致性异常分布是黄土高原最大可能蒸散量的最主要空间模态。黄土高原最大可能蒸散量的异常空间分布可分为以下3个关键区：高原西北部区、高原东北部区和高原东南部区。高原西北部区域最大可能蒸散量呈显著增加趋势,且发生了突变现象;高原东北部区域最大可能蒸散量呈显著下降的趋势,也发生了突变;而高原东南部区域下降趋势不显著,未发生突变。黄土高原最大可能蒸散量的3个空间分区中,3 a的周期振荡表现得比较显著。

黄淮海平原冬小麦最大可能蒸散的估算

作物最大可能蒸散考虑了作物及当地地表状况,为当地地表实际覆盖情况下实际蒸散的理论上限值,能客观分析作物对水分的需求程度和农业干旱状况。基于遥感(叶面积指数和地表反照率)数据和逐日气象数据,利用Penman-Monteith公式,计算黄淮海平原小麦种植区27个气象站冬小麦生育期2000-2015年逐日蒸散,提取得到冬小麦生育期逐日最大可能蒸散数据集,并分析其时空变化特征及成因。结果表明:与联合国粮农组织(FAO)单作物系数法计算的最大可能蒸散E_k对比,区域平均最大可能蒸散E_c的时间变化趋势与E_k—致,空间分布上E_c符合客观实际。黄淮海平原冬小麦全生育期、越冬期和返青一拔节期E_c均呈北低南高的分布特征,日平均值分别为1.99 mm,0.44 mm和2.75 mm;其余3个生育期(越冬前、抽穗期、乳熟一成熟期)在空间分布上差异不大,日平均值分别为1.23 mm,4.71 mm和3.74 mm。冬小麦不同生育期(含全生育期)E_c的空间分布主要受叶面积指数分布特征的影响,二者呈显著正相关关系。

黄土高原陆地表层作物生长季最大可能蒸散量的变化特征

基于黄土高原1961～2008年气候资料,应用修订的Penman-Monteith(P-M)模型计算作物生长季最大可能蒸散量,分析其时空分布、异常分布特征和次区域时间演变特征。结果表明:一致性异常分布是黄土高原作物生长季最大可能蒸散量的最主要空间模态。高原西北部区域作物生长季最大可能蒸散量呈显著增加趋势,且发生突变现象;高原东北部区域和高原东南部区域作物生长季最大可能蒸散量呈显著下降的趋势,也发生突变;黄土高原作物生长季最大可能蒸散量的3个空间分区中,3～4 a的周期振荡表现得比较显著。

青藏高原近30年气候变化趋势

以1971～2000年青藏高原77个气象台站的观测数据(最低、最高气温,日照时数,相对湿度,风速和降水量)为基础,应用1998年FAO推荐的Penman-Monteith模型,并根据我国实际状况对其辐射项进行修正,模拟了青藏高原1971～2000年的最大可能蒸散,并由Vyshotskii模型转换为干燥度,力求说明近30年青藏高原的气候变化趋势,以及干湿状况的空间分布.应用线性回归法计算变化趋势,并用Mann-Kendall方法进行趋势检验.结果表明:青藏高原近30年气候变化的总体特征是气温呈上升趋势,降水呈增加趋势,最大可能蒸散呈降低趋势,大多数地区的干湿状况有由干向湿发展的趋势.气候因子与地表干湿状况间并不是线性关系,存在很大的不确定性.

气候变化对青藏高原水环境影响初探

利用Penman-Monteith公式和干燥度指数公式,计算并分析了青藏高原65个气象站1972-2011年间记录的气候变化趋势,同时在总结国内外有关气候变化对青藏高原水环境各要素影响研究的基础上,通过简单线性相关统计方法,分析了研究区域气候变化与水环境变化的相关性。结果表明:(1)青藏高原整体升温显著,降水显著增加,最大可能蒸散(ET O)显著降低,暖湿化趋势显著;高原北部和西部降水显著增加、ET O显著降低、干燥度指数显著下降,东部和南部ET O显著降低、干燥度指数显著下降;(2)受升温影响,青藏高原的冰川消融,尤以东部地区变化显著;湖泊因其补给条件不同而分别呈现出扩张、萎缩和基本稳定3种状态,总体上,高原西部的湖泊以扩张为主,东部的湖泊基本稳定,而萎缩的湖泊分布较为分散。水环境的改变对于高原区水循环过程及生态系统都将产生重要影响。

1960～2009年民勤地区气候变化特征分析

利用民勤气象站1960～2009年逐日平均气温、平均最高气温、平均最低气温、平均风速、平均相对湿度、日照时数和降水量的观测数据,结合P-M模型所提供的最大可能蒸散量计算方法,运用一元线性回归分析了民勤地区气温、降水、最大可能蒸散量及湿润度的变化特征。结果表明,近50年来,民勤地区年平均气温以0.397℃/10 a的速率呈极显著上升趋势,和同时期西北干旱区年平均气温升温速率相当;各季节平均气温亦极显著上升,且以冬季上升幅度最为突出;年降水量以2.508 mm/10 a的速率呈不显著增加趋势,各季节降水量变化趋势亦不明显,但均略有增加;年最大可能蒸散量以-7.233 mm/10 a呈不显著减小趋势,各季节最大可能蒸散量均呈减小趋势,但均不显著;年湿润度以0.005/10 a的速率略增大趋势,各季节湿润度亦均呈增大趋势,但均不显著。

近30年我国干湿状况变化的区域差异

以全国616个气象站点1971-2000年的气象数据为基础,应用修正的FAO-Penman-Monteith最大可能蒸散模型,计算近30年的最大可能蒸散和干湿指数；分析降水量、最大可能蒸散和干湿指数的变化趋势及年代际距平变化,研究我国近30年来干湿状况变化的区域差异．结果表明,各要素的变化趋势存在较大的区域差异,年代际变化明显．近30年来全国大部分地区年降水量呈增加趋势；最大可能蒸散和干湿指数呈减少趋势．说明我国大部分地区近30年来湿润程度有所增加,在新疆北部和藏东川西滇北地区变化趋势显著．我国地理环境复杂,全国的平均状态掩盖了区域间的差异,在研究气候变化及其影响时应分区域描述．分析区域的干湿状况必须综合考虑水分的收支．