山西省近50年地表干燥度变化趋势分析

利用山西省39个气象站1960—2010年的气象资料,结合地形特征,将山西省分为6个气候敏感区,采用潜在蒸散量和降水量的比值来计算干燥度指数,在此基础上使用IDW插值法生成山西省干燥度的分布图,并分析了近50 a山西省地表干燥度变化趋势。研究结果显示：（1）山西省多年平均干燥度指数为2．21,属于半干旱区;干燥度空间分布与气候、地形等因素密切相关,南北差异显著。整体上山西省中北部地区较为干旱,干燥度指数为2．36,东部南部则较为湿润,干燥度指数为1．93;由于降水和蒸散都呈下降趋势,因此,近50 a山西省干燥度指数虽有所上升,但变化幅度仅为0．04·10a－1,干旱化趋势并不显著;（2）近50 a来,除山西省北部地区干旱状况有所缓解外,其它地区干旱状况均呈增加趋势;（3）干燥度季节性差异显著,冬春干燥异常,夏秋则较为湿润。总体而言,气候变暖虽未加剧山西省的干燥程度,但暖干化趋势应引起足够的重视。     

1960-2009年巴丹吉林沙漠南北缘气候变化分析

利用巴丹吉林沙漠北缘的额济纳旗、拐子湖和南缘的阿拉善右旗、雅布赖4个气象站,1960-2009年逐月平均气温、降水量和相对湿度资料,运用一元线性回归、趋势系数分析和5年滑动平均方法,分析近50年来沙漠南北缘气候变化趋势.结果发现:近50年来,巴丹吉林沙漠南北缘年平均气温显著升高,升温速率为0.27～0.48℃/10 a...     

近36年天山山区潜在蒸散量变化特征及其与南、北疆的比较

在使用联合国粮农组织(FAO)推荐的Penman-Monteith公式计算出新疆各地1971-2006年潜在蒸散量的基础上,采取线性回归、最大熵谱、Mann-Kendall检测、滑动t检验和Yamamoto检验以及自然正交分解(EOF)等方法,对近36年新疆天山山区和南、北疆潜在蒸散量的变化特征及其气候成因进行对比分析.结果表明:①天山山区年潜在蒸散量的总体变化趋势与南、北疆相似,均为递减趋势,但其线性递减速率和蒸散量的多年平均值较南、北疆小,年际、年代际变化较南、北疆稳定;②天山山区潜在蒸散量的周期性变化与北疆一致,均具有4.5年的显著周期;③天山山区的潜在蒸散量于1991年发生了突变性的减小,天山山区的突变点分别较南、北疆滞后3年和5年;④天山山区和南、北疆年潜在蒸散量的主要空间分布特征均是同向变化,而反向性变化以南疆最大,天山山区居中,北疆最小;⑤新疆各区域气温均有较明显的上升趋势,但由于日照时数和年平均风速减少(小)r,降水量和空气相对湿度增多(大),受其综合影响,天山山区和南、北疆潜在蒸散量总体呈减少趋势.     

黄河流域干燥度时空格局变化研究

根据国家气象局整编的1957～2001年(45 a)黄河流域93个气象站点气象资料,应用1998年FAO最新推荐的Penman-Monteith法计算干燥度中的潜在蒸散项,并在此基础上使用克里格(kriging)插值法生成黄河流域干燥度的分布图.研究结果显示,黄河流域多年平均干燥度空间分布格局受气候、地形地貌等多种因素的影响,具有明显的地域性差异,干燥度总的特点是北大南小,呈现由北向南逐渐递减趋势;从时间尺度上看,自1957年以来,干燥度总体上呈波动增大趋势,干燥度季节变化为冬季>春季>秋季>夏季,全年以7～9月份干燥度最小,11月～翌年3月最大,且不同区域之间存在着明显的差异.     

近30年来甘肃气候变化趋势及其对干湿状况的影响

以1971-2000年甘肃地区33个气象台站的观测数据为基础,应用1998年FAO推荐的Penman-Monteith模型,根据甘肃实际状况进行了辐射项校正,模拟了甘肃地区近30年的潜在蒸散,并且根据Vyshotskii模型计算了干湿指数。通过线性拟合分析了甘肃省近30年来气候变化趋势,采用Mann-Kendall方法进行了趋势检验。利用基于薄盘样条函数的Anusplin模型对地表干湿指数进行了空间栅格化。结果发现:甘肃地区近30年气候变化总体特征是气温呈上升趋势,降水呈减少趋势,潜在蒸散呈增加趋势,北部与南部站点有由干变湿的趋势,而中部的部分站点有由湿变干的趋势,气候变化及地表干湿状况的区域差异比较明显。     

宁夏西海固地区气候变化响应及旱涝灾害趋势

基于1961-2010年宁夏西海固地区10个气象站点50年的气象资料,利用趋势线法、Z指数法、M-K突变检验法等方法,分析了本区近50年来气候变化对全球变暖的响应及其旱涝灾害的趋势。结果表明:1)近50a本区气候经历了冷湿-暖湿-暖干的转变。气温呈波动上升趋势(0.259℃/10a),高于西部平均变暖率(0.2℃/10a);2)近50a来本区降水呈波动下降趋势,下降速率为16.58mm/10a,平均降水量为418mm。降水季节变化特征表现为春、夏、秋三季降水呈下降趋势,秋季降水减少最为明显,冬季降水略有增加。3)旱涝灾害发生频次与气温变化具有一定的同步性。在全球气候变暖的大背景下,由于本区洪灾相对较少,未来旱灾发生频率有可能进一步增加,因此降低气候变化的负面影响,对实现本区可持续发展具有重要意义。     

近50年中国西北地区干湿演变的时空特征及其可能成因探讨

在全球大幅度变暖的背景下,西北地区的气候变化及其响应受到越来越多的关注。为了进一步探讨其气候变化过程与机理在时间与空间上变化的差异性,选取中国西北地区(80°E～115°E,32°N～50°N)1961-2004年140个气象台站逐日降水、日照、风速、水汽压、温度等资料,根据Penman公式计算了潜在蒸散量,并根据其与降水的关系建立了干燥度指数。采用自组织特征映射神经网络的方法,根据上述多种物理量进行西北地区内部的气候区划,寻找不同的区域异常中心。在此基础上,采用正交小波分解的方法,对各异常区域中心的干燥度序列进行分析。最后对北大西洋涛动指数对我国西北地区的区域气候变化的影响进行多时间尺度的相关分析,并从大气环流异常的角度解释其影响机制。     

近50年黄土地区气候与潜在蒸散量变化及其影响因素分析

根据黄土地区1951—2000年14个站点的日气象资料以及FAO56 Penman-Monteith公式,计算各站逐月潜在蒸散量,分析近50 a各站年平均气温、降水量、日照时数、风速和相对湿度等气候要素以及年潜在蒸散量的变化趋势和变化特征,并据此分析ET0变化的气候成因。结果表明:(1)近50 a来黄土地区基本都表现为显著的增温趋势,增温速率为0.039～0.396℃/10a,与全国平均水平0.22℃/10a相当;降雨量、风速、日照时数和相对湿度总体上均呈下降趋势;(2)潜在蒸散量年际间除驻马店和介休显著下降外,其他大部分站点呈显著上升趋势;(3)敏感性分析表明黄土地区潜在蒸散量的主要影响因素是相对湿度,其次是太阳辐射(日照时数)和气温,风速变化的影响最弱。     

1980-2009年西藏西北部潜在蒸散时空分布特征及其影响因素

通过分析西藏西北部潜在蒸散量的时空分布以及影响潜在蒸散的气候因素.结果表明:①西藏西北部潜在蒸散呈现从西北向东南减少的分布特征,最大潜在蒸散出现在夏季,春季次之,冬季最小.近30 a来,除冬季潜在蒸散呈略微增加趋势外,其余均呈减少趋势.气温、相对湿度和降水量呈增加趋势,平均风速和日照时数呈减少趋势;潜在蒸散与气温、风速、日照时数呈正相关,与相对湿度、降水量呈负相关.②影响潜在蒸散的主要气象要素为相对湿度、平均气温和日照时数,风速对冬季潜在蒸散的影响最为显著;近30 a来,风速减小、日照时数减少、相对湿度增加是导致潜在蒸散量减少的主要气象影响因子.西藏西北部地区潜在蒸散的变化存在“蒸发悖论”现象,即在气温升高[0.55℃·(10a)-1]的背景下,潜在蒸散呈下降趋势[10.02 mm ·(10a)-1].     

晋陕峡谷区气候变化与旱涝灾害响应研究

依据晋陕峡谷区15个气象站点1961-2012年的气温和降水资料,应用趋势分析法、Mann-kendall检验、Z指数法等对该地气候变化和旱涝趋势进行分析.结果表明:1)近52a来,晋陕峡谷区气候暖干化趋势明显,年平均气温呈波动上升趋向(0.278℃/10a),气温空间分布差异明显.2)降水呈现波动递减趋势(12.54mm/10a),降水空间分布呈纬向变化规律.3)气温突变后,涝灾比重迅速下降,“正常”年份和旱灾的比重均有所增加.     

近50a西北干旱区气候变化趋势及对荒漠化的影响

西北干旱区干旱少雨,生态环境脆弱,土地荒漠化严重。本文根据近1951-2000年的逐月平均气温和月降水量资料研究了我国西北干旱区气候变化趋势,并结合近年来西北干旱区地表径流量变化,分析其对准噶尔盆地、塔里木盆地、河西走廊和柴达木盆地土地荒漠化影响。研究结果表明:(1)近50a西北干旱区气温都升高,变暖最显著的是北疆和柴达木盆地。降水量有增加趋势,其中南疆降水量增加趋势最大。北疆蒸发量有减少趋势外,其他区蒸发量都在增加,尤其南疆蒸发量增加趋势最大。(2)近50a来由于气候变暖,使蒸发量增大,塔克拉马干沙漠、河西走廊沙漠区和柴达木沙漠区的干旱危害加剧,这必然导致沙漠化的易发和其进程的加速。北疆气温升高,降水量增加,而蒸发量减少,有利于古尔班通古特沙漠区沙漠化进程的减缓。(3)气候变化和地表径流量变化有利于准噶尔盆地和塔里木盆地的土地荒漠化逆转,而使河西走廊和柴达木盆地的土地荒漠化发展迅速。     

近50年塔里木盆地南缘孤立绿洲气候变化分析

本文选取民丰县气温、降水两个气象要素的相关资料,分析了近50a和近10a来该地区气温与降水量之间的关系,并对其气候变化进行一定的分析。结果表明:从20世纪50年代至90年代,气温呈上升趋势,而夏秋两季降水量随温度上升而上升。这对合理利用本地气候资源具有实际意义,并且能够为研究干旱区气候变化提供一定的帮助。     

近40a西北干旱区极端气候变化趋势研究

本文选取了西北干旱区21个代表站点1961-2000年逐日气温和逐日降水量资料。用百分位阈值法分析极端年最低温度、年最高温度和极端降水量变化特征及其各分区极端气候变化趋势。研究结果表明:(1)西北干旱区近40a年最低温度的天数有减少的趋势,而年最高温度的天数略有增加趋势。(2)西北干旱区年最低温度有增加趋势,年最高温度略有减少趋势。从分区看,北疆和南疆的年最低温度有升高趋势,年最高温度有下降趋势;河西走廊、柴达木盆地年最低温度和最高温度有升高趋势。(3)近40a西北干旱区极端降水的天数增加了2天。     

Long-term variations in runoff of the Syr Darya River Basin under climate change and human activities

In this study,we analyzed the hydrological and meteorological data from the Syr Darya River Basin during the period of 1930–2015 to investigate variations in river runoff and the impacts of climate change and human activities on river runoff.The Syr Darya River,which is supplied by snow and glacier meltwater upstream,is an important freshwater source for Central Asia,as nearly half of the population is concentrated in this area.River runoff in this arid region is sensitive to climate change and human activities.Therefore,estimation of the climatic and hydrological changes and the quantification of the impacts of climate change and human activities on river runoff are of great concern and important for regional water resources management.The long-term trends of hydrological time series from the selected 11 hydrological stations in the Syr Darya River Basin were examined by non-parametric methods,including the Pettitt change point test and Mann-Kendall trend tests.It was found that 8 out of 11 hydrological stations showed significant downward trends in river runof f.Change of river runoff variations occurred in the year around 1960.Moreover,during the study period(1930–2015),annual mean temperature,annual precipitation,and annual potential evapotranspiration in the river basin increased substantially.We employed hydrological sensitivity method to evaluate the impacts of climate change and human activities on river runoff based on precipitation and potential evapotranspiration.It was estimated that human activities accounted for over 82.6%–98.7%of the reduction in river runoff,mainly owing to water withdrawal for irrigation purpose.The observed variations in river runoff can subsequently lead to adverse ecological consequences from an ecological and regional water resources management perspective.     

Oasis cold island effect and its influence on air temperature: a case study of Tarim Basin,Northwest China

Oasis effect can improve the regional climate and habitability of an arid region. In this study, we explored the cold island effects of oases distributed along the edge of Tarim Basin by analyzing the oasis cold island effect(OCIE) intensity, spatial-temporal variation of OCIE, factors influencing the OCIE and impacts of OCIE on air temperature using geographical statistics and GIS methods based on the MODIS land surface temperature, land use/cover change(LUCC) and observed air temperature data. Results showed that all the oases in the Tarim Basin exhibited cold island effects, with the OCIE intensity highest in summer(-9.08°C), followed by autumn(-4.24°C) and spring(-3.85°C). The total area of oasis cold island(OCI) and the comprehensive OCIE index showed the same seasonal change trend as the OCIE intensity. However, the changing trends in areas of OCI with strong, medium and weak OCIEs were inconsistent across different seasons. Farmland and water areas were found to be the key contributors that affected the OCIE, and the area and aggregation metrics of these two land use/cover types directly contributed to the OCIE. By contrast, natural vegetation, such as forest and grassland, almost had no contribution to the OCIE. Simulation of observed air temperature data showed that if farmland is replaced by forest or grassland in the oasis, the mean, maximum and minimum air temperatures will increase significantly. This heating effect will be higher in summer(reaching 1.14°C to 2.08°C) and lower in spring and autumn. Moreover, the heating effect of farmland being replaced by forest will be higher than that of farmland being replaced by grassland. These results can provide a basis for understanding the cold island effect of oases in arid regions.     

新疆塔里木盆地的现代气候状况

塔里木盆地是我国最大的半封闭型内陆盆地。其气候特征为典型的暖温带大陆性极端干旱气候。本区独特的地理位置决定了海洋气流不易到达，即使来自太平洋与印度洋的最强盛的海洋气团抵达本区已成强弩之末，从而决定了本区降水稀少，变率大；气温变化剧烈；大风沙尘暴活动频繁。研究它的现代气候状况，以及未来变化规律，对当地工农业生产，具有重要意义。对区内３０年来的观测资料进行三年滑动平均结果表明，塔里木盆地主要气候要素在空间分布上的特征是：温度高、降水少；温度低、降水多；大风多、沙尘暴少；大风少、沙尘暴多。但由于各地所处地貌单元存在差异，所以气候要素在空间分布上略有不同。依据资料并经距平等方法分析，认为极端干旱的塔里木盆地的现代气候变化状况，总的为干冷、暖湿相交替的波动式发展趋势，而不是直线式的干旱发展趋势，就是到本世纪末、下世纪初，区内温度、降水的自然变化趋势也不会出现大的波动，即便降水有所增加，也不会超过极端干旱的指标。随着本区油气井的大规模开发引起的地表植被不断破坏，以及ＣＯ＿２温室增温效应导致的全球气温增加，使全区气候可能更为干旱，大风、沙尘暴日出现的频次将增多。     

中国20世纪干旱化趋势分析

采用东安格利亚大学气候研究中心的时间序列2.0气象数据集,利用Holdridge可能蒸散率干燥度计算方法,分析20世纪我国干燥度的动态变化。用GIS软件对其结果进行插值计算,并做出干燥度分布的数字化地图。分析结果表明：20世纪我国的湿润气候区面积减少严重,半湿润气候区面积有较大增加,干旱气候区面积增加也较显著,干旱化趋势明显。温度升高和降水量的减少导致了地表水分收支减小,不利于陆地表面的水分累积,是产生和加剧干旱的一个重要因素。     

Temporal and spatial variations of net primary productivity and its response to groundwater of a typical oasis in the Tarim Basin,China

Net primary productivity (NPP) of the vegetation in an oasis can reflect the productivity capacity of a plant community under natural environmental conditions. Owing to the extreme arid climate conditions and scarce precipitation in the arid oasis regions, groundwater plays a key role in restricting the development of the vegetation. The Qira Oasis is located on the southern margin of the Taklimakan Desert (Tarim Basin, China) that is one of the most vulnerable regions regarding vegetation growth and water scarcity in the world. Based on remote sensing images of the Qira Oasis and daily meteorological data measured by the ground stations during the period 2006-2019, this study analyzed the temporal and spatial patterns of NPP in the oasis as well as its relation with the variation of groundwater depth using a modified Carnegie Ames Stanford Approach (CASA) model. At the spatial scale, NPP of the vegetation decreased from the interior of the Qira Oasis to the margin; at the temporal scale, NPP of the vegetation in the oasis fluctuated significantly (ranging from 29.80 to 50.07 g C/(m²•month)) but generally showed an increasing trend, with the average increase rate of 0.07 g C/(m²•month). The regions with decreasing NPP occupied 64% of the total area of the oasis. During the study period, NPP of both farmland and grassland showed an increasing trend, while that of forest showed a decreasing trend. The depth of groundwater was deep in the south of the oasis and shallow in the north, showing a gradual increasing trend from south to north. Groundwater, as one of the key factors in the surface change and evolution of the arid oasis, determines the succession direction of the vegetation in the Qira Oasis. With the increase of groundwater depth, grassland coverage and vegetation NPP decreased. During the period 2008-2015, with the recovery of groundwater level, NPP values of all types of vegetation with different coverages increased. This study will provide a scientific basis for the rational utilization and sustainable management of groundwater resources in the oasis.     

近40a中国北方降水量与蒸发量变化

利用我国北方1951-1990年年降水量、年蒸发量、年平均风速和太阳辐射等资料,计算了干燥度指数,并据其将我国划分为干旱区(D<0.20),半干旱区(0.20～0.50),湿润区(D>0.50)。近40a我国半干旱区降水量和蒸发量发生了巨大变化,区域差异显著,年代际特征明显。东北区和华北区降水量具有减少趋势,西北东部和西南区有增加趋势。至于蒸发量的变化,东北区具有增加趋势,华北区、西北东部和西南区有减少趋势。近40a我国干旱半干旱区降水量与蒸发量均在减小,但降水量的减小速度大于蒸发量,气候在变干。我国气候的干湿变化主要取决于降水量的变化。     

近50a西北干旱区气温分区及其变化趋势研究

近年来,在全球变暖的背景下,生态脆弱的西北干旱区的气候变化受到人们重视。本文选取了西北干旱区21个代表站点1951-2000年逐月平均气温数据,分析气温季节变化特征和分区及其各分区各季节气候变化趋势。研究结果表明,近50a来西北干旱区气候变暖显著,其中冬季增暖幅度最大。按西北干旱区的年平均气温分为四个区。它们各季节气温变化趋势都有所不同,其增加幅度和数目最多的是柴达木盆地,随后是新疆北部和东部,新疆南部、河西走廊地区,新疆西部。