北京地区PM2.5浓度与气象要素的相关分析

利用美国驻中国大使馆2009年以来的PM_(2.5)浓度监测数据、MODIS光学厚度数据和NCEP边界层气象要素数据,对近年来北京地区PM_(2.5)和边界层内气象要素进行分析。结果表明:2009—2011年夏、秋季以及2012年夏、冬季北京地区PM_(2.5)污染情况较为严重,2013和2014年污染情况稍有转好;北风为有利于PM_(2.5)扩散的气象条件,且随着北风增强,扩散效果更好;南风为有利于PM_(2.5)堆积的气象条件,且随着南风增大,堆积效果略微增加;边界层高度越高,越有利于PM_(2.5)的扩散;相对湿度越大,越有利于PM_(2.5)的堆积;降水对PM_(2.5)有明显的驱散作用。21世纪以来,北京地区的平均边界层高度有明显的降低趋势,从2500 m降低到1500 m以下,其他气象要素没有明显的年际变化。

基于小时温度数据的北京市热岛时空变化与土地利用分析

利用2016年北京市自动观测站的逐时气象要素数据,排除复杂天气影响,筛选出微风、晴朗的10月23日全天为研究时段。采用ANUSPLIN空间化插值软件和百分位法定义城市热岛,探究北京市热岛24小时移动路径与空间分布格局特征,分析热岛逐小时变化与土地覆被的关系,得到如下结果。1)北京市秋季晴天热岛强度存在日变化规律,其中18:00—23:00时段的热岛强度增长速率最大为0.48ºC/h。2)日内不同时刻热岛分布存在差异,水平分布形态有以下3种范式:单中心式热岛、多中心式热岛和辐射状热岛。3)不同时刻热岛分布区内6种土地利用类型的面积占比不同,白天热岛分布区无代表性土地利用类型,不同时刻热岛区6种土地利用类型的百分比结构差异大;夜晚热岛分布区土地利用类型以建设用地为主,不同时刻热岛区6种土地利用类型的百分比结构差异小。4)热岛日内变化与土地利用的关系:00:00—03:00,热岛逐时移动面积小,且移动区6种土地利用类型的占比无明显变化;03:00—07:00,热岛向林地占比增多、建设用地占比减小的区域移动;07:00—09:00,热岛向林地占比减小、耕地与建设用地占比增大的区域移动;09:00—15:00,热岛整体向东移动,建设用地占比减小、耕地占比增大;15:00—19:00,热岛移回建设用地占比增大的区域;19:00—22:00,热岛移动区内6种土地利用类型的占比无明显变化;22:00—23:00,热岛向耕地占比增大、建设用地占比减小的区域移动。

浙江良渚遗址群环境演变与人类活动的关系

良渚遗址群是距杭州市西北18 km的良渚镇和瓶窑镇毗邻地带间许多遗址的总称,代表了良渚文化发展的最高成就,是良渚文化的中心。根据在2007年发现的良渚古城墙外侧开挖的良渚北剖面、良渚西剖面沉积样品的粒度分析、孢粉分析数据,以及综合区域内多个剖面地层对比,恢复了该地区全新世环境的演变过程。研究表明,全新世良渚遗址群内环境演变可以分为4个阶段：（1）7 ka BP以前的平原区多为静水沉积环境,水域范围较大,水位较高,且水深逐渐增加,不太适合人类活动;（2）7~5.1 ka BP区域水位有所下降,水域面积缩小,部分较高的地区露出水面,较少接受沉积,一些低洼地区接受了沼泽相或河流泛滥相沉积,一些人类活动遗址开始出现;（3）5.1~4.3 ka BP水位较低,文化快速发展,平原上多见良渚文化遗迹,一些遗址堆积了较厚的良渚文化层;（4）4.3 ka BP以后水位再次升高,良渚文化衰落,多数良渚文化层之上都覆盖一套黄色或黄褐色泛滥相沉积。该地区全新世时期的水位波动与人类文化兴衰演化历史相关的现象表明,良渚遗址区域内地貌特征及水文环境的变化是影响良渚文化兴衰演化的重要原因之一。

澧阳平原岩板垱剖面地球化学特征与风化强度研究

通过对岩板垱剖面氧化物含量分析及年代测定,揭示其常量地球化学特征,探讨澧阳平原晚更新世晚期至全新世中期的化学风化过程和环境变化。结果表明,岩板垱剖面沉积物出现不同程度Na、Ca元素亏损及TFe和Mn元素富集,其化学风化作用程度明显高于黄土高原黄土,稍高于镇江下蜀黄土,处于中等的风化阶段。多个风化指标的垂向变化表明岩板垱剖面化学风化强度表现为风化较强、风化较弱、风化加强和风化较强4个阶段的变化。化学风化强度指示澧阳平原27~6.0 ka B.P.间,气候环境经历了相对暖湿-凉湿-气候回暖-温暖湿润的演变过程。

基于TRMM数据的京津冀暴雨风险评估

对卫星降水数据TRMM 3B42-V7在京津冀地区的适用性进行了分析,利用2008-2012年的TRMM,并以致灾危险性因子、孕灾环境因子、承灾因子为评估体系,选取连续两日暴雨天数、暴雨日数、暴雨量均值、5 a的4月至9月降水季年值、坡度及综合GDP等6项指标,采用快速聚类方法对京津冀暴雨风险进行了评估。结果表明:(1)高分辨率的TRMM卫星数据能较好地反映京津冀地区的真实降雨特征,对暴雨事件的判断及降水量值误差控制良好。(2)聚类分析将整个研究区域分为4个子类:第1,2类暴雨风险较低,第3,4类暴雨风险较高;京津冀中部东北-西南方向及其东南向延伸的大部分地区为暴雨风险高的区域,应注重防范由暴雨引发的山地灾害及城市内涝等灾害。

气候变化情景下中国东部地区未来气候舒适度变化预测

选取中国东部691个数据记录较完整的站点,统计各站点1971-2010年间每年每季的热日、冷日和舒适日天数,利用温湿指数(THI),评价中国东部季风区近40年的舒适度变化,并结合未来情景下气象数据的比较和分析,展望21世纪末中国东部地区的舒适度变化趋势。结果表明,1971-2010年间,中国东部季风区在一定程度上变暖,东北和华南的气候敏感度高于其他地区,沿海的气候敏感度高于内陆,东北地区对气候变化的响应程度较高。

气候变化对中国北方季风区生态系统总初级生产量的影响评价

利用中国北方季风区121个地表气象观测站2000—2013年逐日气温和降水资料及MODIS遥感8天平均总初级生产量数据(MOD17A2),分别建立了14年内8天累积平均、最低、最高气温和降雨量与累积总初级生产量的线性气候相关模型。基于模型所得区间的阈值和参数,计算区域模式RSM本底时期10年(1996—2005年)及未来10年(2041—2050年)两种排放情景RCP4.5和RCP8.5下,森林、草地和农田生态系统总初级生产量累积开始日期、累积时期、累积结束日期及累积速率变化,分析平均、最高、最低气温和降水量变化对总初级生产量累积的影响,并综合评价气候变化对生态系统总初级生产量累积的影响。结果表明:平均气温和最低气温对总初级生产量的模拟精度高于最高气温和降雨量;总初级生产量累积开始和结束日期对4类气候因子的变化均较敏感,而累积时期和累积速率仅对平均气温和最高气温的变化较敏感;未来气候变化将延长累积时期,增加累积速率,并提高总初级生产量。

山东北部地区聚落遗址时空分布与环境演变的关系

利用GIS软件对山东北部地区聚落遗址时空分布特征进行分析，并结合双王城剖面沉积环境分析和前人研究成果探讨了聚落时空分布与环境演变之间的关系。结果表明：距今8000—5000年间，在气候温暖湿润和海面相对较高的环境背景下，人类活动主要集中在海拔相对较高（20—200m），地形较为平坦（坡度〈2°）的洪积台地和冲积平原上；西部平原地区由于地势低洼，容易积水而发生水患，因而很少有遗址分布。距今5000年之后，气候暖湿程度降低，海平面持续下降，人类活动范围明显向海扩展；西部低洼地区在气候变干和海面降低的双重影响下，自然环境得到改善，也开始被古人广泛开发利用。这一时期区域文化繁荣发展，逐渐形成社会结构复杂、城邦林立的初期文明。然而距今4000年左右，由于气候变化和洪患灾害加剧，史前文化开始明显衰落。商周时期气候环境趋于稳定，文化发展再次兴盛。北部滨海平原地区随着生产技术的进步，人类适应区域资源环境条件，在早期农业人群难以定居的滩涂地上形成以盐业生产为主要经济活动的聚落群。