Glacier mass balance in High Mountain Asia inferred from a GRACE release-6 gravity solution for the period 2002–2016

We provide estimates of glacier mass changes in the High Mountain Asia (HMA) area from April2002 to August 2016 by employing a new version of gravity solutions of the Gravity Recovery and ClimateExperiment (GRACE) twin-satellite mission. We find a total mass loss trend of the HMA glaciers at a rateof –22.17 (±1.96) Gt/a. The largest mass loss rates of –7.02 (±0.94) and –6.73 (±0.78) Gt/a are found forthe glaciers in Nyainqentanglha Mountains and Eastern Himalayas, respectively. Although most glaciers inthe HMA area show a mass loss, we find a small glacier mass gain of 1.19 (±0.55) and 0.77 (±0.37) Gt/a inKarakoram Mountains and Western Kunlun Mountains, respectively. There is also a nearly zero massbalance in Pamirs. Our estimates of glacier mass change trends confirm previous results from the analysisof altimetry data of the ICESat (ICE, Cloud and Land Elevation Satellite) and ASTER (AdvancedSpaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer) DEM (Digital Elevation Model) satellites inmost of the selected glacier areas. However, they largely differ to previous GRACE-based studies which weattribute to our different post-processing techniques of the newer GRACE data. In addition, we explicitlyshow regional mass change features for both the interannual glacier mass changes and the 14-a averagedseasonal glacier mass changes. These changes can be explained in parts by total net precipitation (netsnowfall and net rainfall) and net snowfall, but mostly by total net radiation energy when compared to datafrom the ERA5-Land meteorological reanalysis. Moreover, nearly all the non-trend interannual masschanges and most seasonal mass changes can be explained by the total net radiation energy data. The massloss trends could be partly related to a heat effect due to increased net rainfall in Tianshan Mountains, QilianMountains, Nyainqentanglha Mountains and Eastern Himalayas. Our new results for the glacier mass changein this study could help improve the understanding of glacier variation in the HMA area and contribute tothe study of global change. They could also serve the utilization of water resources there and in neighboringareas.     

锡林河流域积雪时空特征及其对径流的影响

寒旱区草原流域地表水资源极为匮乏,融雪径流是寒旱区草原流域重要的水源,冰雪融化对河川径流有着十分显著的影响。利用锡林河流域水文站2000—2013年逐日径流数据、锡林浩特气象站2000—2015年逐日平均气温、降雨、雪深数据及MOD10A2积雪产品数据,分析了锡林河流域积雪面积、雪深年际变化特征,气象因子与积雪面积、雪深之间的相关性,以及径流的影响因素。结果表明:研究区积雪面积、雪深年内变化呈单峰型,冬季积雪面积、雪深均达到最大值,春秋次之,夏季最小。在年际变化上,积雪面积、雪深总体呈现增加趋势,其中冬季的积雪面积呈显著性增加。通过研究区气象因子与积雪的相关性表明,在积雪期,气温、风速和日照时数是影响雪深和积雪面积的主要因素,而在融雪期,气温与降水是影响雪深和积雪面积的主要因素。对径流影响因素的分析可得,气温对径流的影响最大,并且积雪面积、雪深与径流之间也存在很强的相关性,说明积雪的变化也会对径流产生影响。研究积雪动态变化及其对径流的影响对寒旱区草原流域水资源管理、农牧业发展和灾害防御具有重要的现实意义。     

砒砂岩与沙复配土壤的冻融特征

[目的]揭示砒砂岩与沙复配土壤冻融特征及其对风蚀的影响,为毛乌素沙地土地整治可持续性提供理论依据。[方法]利用陕西省榆林市榆阳区气象资料和土壤观测数据,结合含水量变化规律,以砒砂岩与沙复配土壤为研究对象,沙土为对照,探究2种土壤冻结层形成差异、冻融过程及积雪消融特点。[结果]由于含水量的差异,复配土壤与沙冻结层形成特点具有差异,沙地表层通常会形成土壤干层,从表层之下冻结,而复配土壤的冻结层在地表形成;复配土壤的最大冻结深度为116.0cm;大于沙地的最大冻结深度96.0cm,且冻结层融解时间晚于沙地一周;积雪覆盖条件下,沙地表层存在1.0~6.4cm的土壤干层,而复配土壤表层不存在干层,复配土壤积雪盖度和厚度均大于原始沙地,阳坡尤为显著。[结论]土壤冻层和积雪在复配土壤地表形成了2层保护层,减少了休闲期的风蚀作用。     

新疆地区极端降水时空变化特征及对气温变化的响应

全球气候变暖背景下极端事件频发,对地处干旱、半干旱地区的新疆影响尤为明显,导致冻害、旱灾、雪灾、暴雨洪水和融雪洪水风险增大.该研究基于1961—2020年新疆75个观测气象台站资料,使用湿球温度法对降雨事件和降雪事件进行分离,其总体精度达到95％.利用百分位法定义极端降水(雨、雪),研究该区域极端降水量与频次变化的总体...     

南疆西部降雪时空分布特征及其突变分析

利用新疆气象信息中心提供的南疆西部17个气象站1961—2010年的逐日降水资料,采用降水变率、降雪贡献率、线性趋势分析、R/S分析等方法,研究南疆西部近50 a降雪空间分布、年际变化及其持续性。根据南疆西部独特的地理气候特征,将其分成平原西部、东部及山区3大区域,利用Morlet小波变换分析不同区域周期变化,采用Mann-Kendall突变检验研究不同区域突变特征,结合滑动T检验和信噪比检验确定近50 a区域突变年份。结果表明:1南疆西部降雪空间分布不均匀,降雪呈现自西北向东南快速减少格局,降雪对年降水的贡献少,降雪年际波动明显,积雪不稳定。2南疆西部平均年降雪量呈增加趋势,年降雪日数呈减少趋势,平均年降雪量的增大主要与降雪强度有关。3空间上各站倾向率-0.01~0.16 mm·a-1,除巴楚站降雪呈弱的减少趋势外,其他站均为增加趋势;R/S分析显示,除伽师、岳普湖外,大部分测站降雪与过去变化一致,即南疆西部降雪保持持续增加趋势。4近50 a小雪贡献率显著减少,中雪贡献率趋于稳定而大雪贡献率显著增加;与其同步,小雪日数减少而中雪、大雪日数缓慢增加;年平均雪量主要由大雪量增加所致,即冬半年降雪具有极端化趋势,易发雪灾。5不同区域低频周期特征相似,高频特征有差异,50 a时间序列上确定1977年、2000年为平原西部突变年份,1995年为山区突变年份,平原东部突变特征不明显,主要以年际波动为主。     

Deposition around a coal-fired power station during a wintertime precipitation event

The contribution to local wet deposition of emissions from a coal-fired power station at Inkoo on the south coast of Finland has been investigated during a wintertime precipitation event. Making use of intensive radiosonde and weather radar observations of meteorological factors, concentrations of sulphur in deposition due to plume washout were predicted by a short-range deposition model. The model used the scavenging coefficient to parametrize the wet removal of pollutants, and it took into account the wind drift of falling precipitation particles within the plume. The model predictions were then compared with the chemical analysis results from snowfall samples collected within 10 km of the power station during the experiment.The experiment was performed ahead of a deeply-occluded front during a period with strong advection of long-range transported pollutants. No reliable sign of the influence of the power station on the sulphate deposition could be identified. On the other hand, the deviations of acidity from the mean pH-value of 4.1 were concentrated in one sector near the expected area of deposited plume pollutants. If local emissions were responsible for these deviations, the explanation may lie in a slightly incorrectly estimated plume direction or the effects of alkaline fly ash. Nevertheless, definite conclusions cannot be drawn, because only a few collectors happened to be sited in the modelled sector of plume washout and none in its maximum area.     

一次河北强降雪天气过程物理量诊断分析

利用Micaps、物理量场剖面及海岛自动站等同步资料,对2009年11月8～12日发生在河北区域性大暴雪高影响天气过程进行诊断分析。结果表明,大暴雪成因为3个不同时空尺度系统影响所致:8日降雨与强锋区弱切变南压及前期大雾抬升有关;9～10日暴雪是在天气尺度锋区的特定环流背景下,不同层面的温、湿场的"三支"气流辐合区恰好覆盖河北东部;11～12日中-大雪为环流快速调整后新生低槽东移所致;物理量诊断分析表明,9～10日石家庄地区强降雪时段850 hPa以下为下沉气流即升压降雪,渤海至太行山区偏东风和比湿大值区从8日持续到10日;11～12日新一轮低值系统垂直速度大值区中心为-10.0 hPa/h,12 h后倾45°,中心值为-7.0hPa/h,明显系统降雪时比湿中心高度达600 hPa,移到河北东部降雪时高度回落至700 hPa,与850 hPa的高比湿区形成上下叠加的形式,并随着系统快速东移入海,到20:00河套冷空气已进入太行山区西部降雪逐渐停止,低值系统迅速东移至华北东部出现中-大雪天气。华北东部降雪前渤海大于16 m/s偏东风维持时间大于18 h,950 hPa以下渤海中心区域主导风向水汽输送对强降雪落区动态变化具有指示意义;相对不同地区衍生的灾害性天气与持续降雪、持续低温及地形有关。     

青岛地区降雪时空特征及环流成因分析

为了研究青岛地区的降雪特点及形成原因,使用1961—2009年实况观测及NCEP全球再分析格点资料,统计分析了青岛地区降雪的时空特征,并采用合成分析和物理量诊断的方法对青岛大雪进行了环流分型和物理量特征分析。结果表明:青岛地区降雪最早月份11月,最晚月份4月。年平均降雪量10 mm左右,东北和西南多、东南少;年平均降雪日数10天左右,西北多、中部少。月平均降雪量、降雪日数均呈中间高、两头低的月际变化特征,12月、1月、2月多,11月和4月少。小波分析表明,年降雪量和降雪日数均存在19年左右的周期。大雪最早出现在11月下旬,最晚3月中旬。大雪的环流形势分为冷槽东移型、平直环流型和横槽转竖型3种,主要环流形势为冷槽东移型;高空明显的冷空气入侵,地面冷暖空气交汇,低层水汽供应充分,湿度大,低层辐合、高层辐散,引发青岛地区明显的降雪天气。物理量特征分析给出了青岛大雪预报的一个预报着眼点。     

近58年天山降雪/降水量比率变化特征及未来趋势

降雪/降水量比率(S/P)能够反映不同形态降水特征,对气候变化十分敏感。该文基于天山及周边49个气象台站观测数据和IPCC-CMIP5气候情景数据,分析了近58 a来中国天山山区冷季(10-4月)降雪量、降水量和S/P时空变化特征,并预估在RCP4.5排放情景下各指标的未来变化趋势。结果表明:天山山区冷季S/P受地形影响,呈山区大于盆地,北坡大于南坡的分布格局,与海拔显著正相关。1961—2018年天山山区平均冷季降雪量、降水量均显著增加,S/P变化不大,在0.35~0.67之间波动,以-0.016%/10a的速率呈微弱减少趋势;平均气温变化是引起S/P变化的重要因素。在RCP4.5气候情景下,天山山区未来冷季降雪量缓慢减少,降水量显著增加,S/P显著减少。相比基准期(1986—2005年),到2050s冷季降雪量平均减少8.9%,降水量增加10.1%,S/P减少14.7%。该研究对科学认识全球变暖背景下天山地区水文响应以及区域水资源调控具有重要意义。     

极端降雪对北亚热带-暖温带气候过渡带人工林土壤呼吸的影响

[目的]本研究的主要目的是研究极端降雪对北亚热带-暖温带气候过渡带人工林土壤呼吸的影响机制。[方法]以信阳市人工林为研究对象,以2018年1月信阳市的暴雪为契机,设置增加雪被、自然降雪、去除雪被的控制试验,利用LI-8100测定了不同厚度雪被处理下土壤呼吸的变化,并结合土壤温度、土壤湿度、土壤微生物量碳氮含量、土壤可利用性氮含量等变化,研究土壤呼吸与环境因子之间的关系。[结果]在试验前期,增加雪被显著提高了土壤温度,但增加雪被处理下,试验中后期土壤温度值及整个试验阶段的土壤温度平均值均显著低于对照处理。增加雪被厚度可使土壤呼吸速率提高21.57%,而去除雪被对土壤呼吸速率无显著影响。雪被变化对于微生物量碳氮、土壤可利用性氮含量均无显著影响。增雪处理引起的土壤呼吸速率增加主要由试验前期土壤温度的升高导致的。[结论]极端暴雪可能提高气候过渡带人工林的土壤呼吸速率,但这种提高受到降雪量的影响,30 cm左右的降雪并未显著影响土壤呼吸速率,如果积雪深度继续增加,土壤碳排放速率会有所增强。此外,积雪深度在不同的融雪阶段对土壤呼吸的影响幅度不一致,降雪对土壤呼吸的影响主要发生在积雪完全消融之前这一阶段。本结果可为建立气候变化下的生态系统碳循环模型提供部分数据支持。