中国风雪流的变化趋势和时空分布规律

利用1971-1996年中国194个站风雪流日数资料,分析中国风雪流发生日数的空间分布特征和时间变化趋势。结果表明,风雪流在全国影响区面积较大,42．8％的站发生过风雪流。主要集中在中国北方的东北、内蒙古、青海、甘肃、宁夏、新疆北部以及陕西、山西、山东、河南和河北的部分地区。风雪流最早出现在11月或12月,最晚终止在2～4月。风雪流发生日数的季节变化,有单峰值和双峰值两种类型。全国风雪流发生日数有减少趋势,但各地变化不同：东北地区、内蒙古、西藏的部分地区和新疆北部地区出现风雪流日数均呈下降趋势;青海、甘肃和宁夏部分地区发生风雪流的日数则呈上升趋势。从季节年变化趋势看,暖季的4～5月和9月风雪流出现日数有增加趋势,而冷季的10～3月风雪流出现日数则有下降趋势,且下降趋势强于上升趋势。     

石羊河流域中部太阳辐射变化的特征分析

利用2007-2010年石羊河流域中部观测的太阳辐射资料,结合下垫面和天气变化状况,应用数理统计,综合分析太阳辐射相关因子变化。结果表明：近年来年平均总辐射、反射辐射、地表长波辐射、大气逆辐射和净辐射总量分别为6 030.9 MJ•m^-2、1 596.1 MJ•m^-2、11 764.7 MJ•m^-2、8 892.8 MJ•m-²和1 563 MJ•m^-2。年内相关辐射变化均呈单峰形,夏季（6-8月）处于高位,冬季（12月和1-2月）相对较低。地表反射率随着下垫面植被的增加逐步减小,冬季最大值为0.329,秋季（9-11月）最小值为0.241。晴好天气下除大气逆辐射近似波动的一条直线外,其余呈单峰形,一般地表长波辐射的峰值在中午前后滞后于总辐射的峰值1～2 h;阴雨雪天气,短波和长波辐射的日变化比较复杂,呈现多个峰值和谷值。春季和夏季阵性降雨后,云间大气透明度好,出现总辐射瞬时值异常增大,超过太阳常数的现象,最大超过159 W•m^-2,云对辐射具有附加效应。云量影响辐射量的变化,大气逆辐射在同一季节,典型晴天值要小于多云和阴雨（雪天）天气,净辐射在日出日落前后均出现正负值之间的跳变,但云可以减少跳变的幅度。     

基于开垦年龄的新疆盐渍化耕地时空特征分析

以新疆2013年绿洲灌区盐渍化土壤数据为基础,结合2000、2005、2010年和2013年4期土地利用数据,定量分析了基于开垦年龄(地龄)和流域分区的2013年新疆盐渍化耕地时空分布特征。结果表明:(1)2013年新疆盐渍化耕地面积为323.45×10~4hm~2,占耕地总面积的37.46%;(2)地龄大于13 a、8~13 a、3~8 a和1~3 a盐渍化耕地分别占同龄耕地的30.26%、45.98%、63.48%和69.05%,表明地龄越小,盐渍化耕地比重越大;(3)随着地龄的减小,耕地盐渍化程度逐渐加重,即轻度盐渍化耕地比重不断下降,中度和重度盐渍化比重不断上升;(4)2000年以来新增耕地来源中,开垦草地的比重不断下降,而未利用土地的开垦比重不断上升,开垦条件渐差;(5)新疆盐渍化耕地分布具有明显的地域性,全疆有9个流域分区耕地中盐渍化比重大于50%,其中7个流域分区的盐渍化耕地面积占新疆盐渍化耕地总面积的66.41%;依据地龄将不同流域分区盐渍化耕地面积的变化归纳为上升型、降低型、先升后降型和先降后升型4种类型。     

西藏地区地面温度的时空分布及其异常类型研究

利用1980-2004年地面温度月平均资料,分析了近25年西藏地区地面温度空间分布的基本气候特征。同时,依据EOF(REOF)经验正交函数展开,讨论了全年及各季节地温异常空间特征和时间演变,并对地温异常类型进行了区域划分。     

基于CI指数的陕西干旱时空变化特征分析

利用1961-2010年陕西省72个气象站逐日气温和降水资料,采用综合气象干旱指数法,统计分析了近50年陕西省气象干旱发生的时空分布特征。结果表明：陕西省年及四季干旱发生频次和干旱日数总体上呈北高（多）南低（少）分布特征。四季中夏旱频率最高,强度最强,春季其次。各等级干旱日数中轻旱日数最多,中、重和特旱日数依次减少。陕北北部长城沿线及关中中东部既是干旱高发区,也是干旱重发区;近50年陕西区域干旱强度和干旱日数均存在较明显的增加趋势,主要表现为春秋两个季节的变化,而夏季和冬季的变化趋势不明显;近50年陕西共发生32起持续性干旱事件,以春夏连旱为主;20世纪90年代中后期至2002年持续性干旱事件发生的频率高,强度强,反映出陕西区域极端干旱事件对全球气候变化有明显的响应。     

基于遥感数据的于田绿洲土壤湿度时空变化及其影响因素分析

以典型干旱区新疆于田县绿洲为研究区,利用相关分析和非线性回归分析方法,研究了不同季节和深度的土壤湿度时空变化的影响因素。研究结果表明,对于研究区表层1m深度土壤,各个土层的土壤湿度存在着显著且强烈的相关关系,不同深度土层的土壤湿度空间变异程度不同,表层土壤湿度的空间变异程度较大。地下水位和土壤蒸散发量是研究区土壤湿度时空变化的主要控制因素,不同季节,地下水位和土壤蒸散发量对不同深度土壤湿度空间变化的影响力和影响深度不同,春季和夏季,都是地下水位大于土壤蒸散发量的影响力,土壤蒸散发量的影响深度在春季达到60-80cm,在夏季达到100cm。海拔高度和土壤温度对土壤湿度的空间变异有微弱的影响。在对土壤湿度时空变化具有显著影响的因素中,除土壤温度外,其它因素对土壤湿度时空变化的影响呈非线性关系。     

基于MCI的新疆近60 a干旱时空特征分析

利用新疆99个气象站点1961-2020年逐日气象数据,根据最新修订的《气象干旱等级》国标,计算各站点1961-2020年逐日气象干旱综合指数序列(MCI).利用相关分析、线性趋势、突变检验、EOF等方法,分析了近60a新疆干旱强度的时空变化特征.结果 表明:(1)新疆MCI监测结果与降水距平百分率、干旱灾情记录具有较...     

基于SPEI的黄河流域多尺度干湿特征分析

基于1960—2020年黄河流域70个气象站点逐日观测资料,利用降水量和潜在蒸散发计算标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI）,研究了1960—2020年黄河流域干湿演变及持续性特征,分析了气象因子对流域干湿变化的影响。结果表明：（1）不同时间尺度上,SPEI反映的干湿等级及频率有一定的差异性,干湿等级以正常和轻度为主;年际变化上,1960—2020年黄河流域夏季呈不显著变湿趋势,流域年、春季、秋季和冬季均呈不显著的变干趋势。空间尺度上,夏季以变湿为主,SPEI呈上升趋势的站点占总站点的比例为64.29%;流域年、春季、秋季和冬季以变干为主,SPEI呈下降趋势的站点占总站点的比例分别为51.43%、62.86%、64.29%和51.43%。（2）从干湿事件的不同时间尺度看,1970—1979年为典型的偏干时段,而1960—1969年为典型的偏湿时段,干湿事件发生频率为：秋季>夏季>春季>冬季。（3）从干湿事件的持续性特征看,持续性干旱事件强度变大,主要发生在秋季和冬季;持续性...     

新疆北部高温日数的时空变化特征及多尺度突变分析

采用最优插值、EOF,Morlet小波与统计t检验相结合以及趋势系数等方法,分析了北疆34个气象站1961-2006年逐日最高气温资料。结果表明:①北疆高温天气的分布主要受垂直地带和纬度地带性控制,出现在盆地和天山北坡。②北疆高温天气高发区年高温日数与高温强度变化趋势不显著,而次发区以及高发区的边缘地区年高温日数或极端最高气温有显著增加,高温天气发生的范围有扩大趋势。③天山北坡年平均高温日数呈不显著的增加趋势,高温天气的发生呈提前趋势。按月份计,6月增加显著;按旬计,5月上、中旬以及6月下旬增加显著。④北疆年平均高温日数具有22年左右、10~11年以及5~6年的周期,且区域年平均高温日数异常多寡年以及年高温日数的突变时间大多发生在太阳黑子数的"峰谷值"附近。⑤按近期小波变化得到的周期估计,北疆2010(±1)-2014(±1)年夏半年高温天气略少。     

基于MOD16的关中地区实际蒸散发时空特征分析

基于新型MOD16遥感数据集,在产品数据精度验证的基础上,利用GIS与RS技术统计分析关中地区2000—2012年间实际蒸散发(ET)时空演变特征及不同土地利用类型蒸散差异。结果表明:(1)MOD16-ET在关中地区数据精度良好,验证相对误差和相关系数分别为10.38%和0.69;(2)关中地区多年ET均值为520.05 mm·a-1,空间分布大致呈西南-东北递减的三级阶梯格局,四季ET空间分布与多年平均情况基本一致。(3)ET空间分布受地表覆盖类型影响显著,各地类蒸散强度排序依次为林地(623.67 mm·a-1)草地(504.51 mm·a-1)园地(460.86 mm·a-1)农田(448.89 mm·a-1)裸地(408.77 mm·a-1);(4)关中地区ET年际变化趋势以0.87 mm·a-1的速率增加,空间分布呈东部减小西部增加的趋势,其中春、夏季变化区域面积比例较大且以增加趋势为主,秋、冬季节绝大部分地区ET年际变化不甚明显。关中地区年内各月ET大致呈先升后降的变化趋势,且蒸散量主要集中于夏季。     

基于WT-PLSP的太阳辐射短期预测

太阳辐射的预测对于光伏发电与并网工作有着重要的意义。太阳辐射数据具有较强的非线性和非平稳性,因此将太阳辐射序列进行小波分解,可以提取更多的信息。文中以羊八井光伏电站的观测数据为实验样本,对不同层小波低频系数进行重构,将重构后的序列和原始数据序列一起作为建模数据。最后采用偏最小二乘投影系数法选取特征,建立太阳辐射短期预测神经网络模型和支持向量机模型。实验结果表明,该算法结合神经网络模型效果最好,能够很好的预测太阳短期辐射,而且比原始数据的建模精度有很大提高。     

基于季节特征的土壤退墒模型建立与率定

利用河南省南阳市2011—2015年12个墒情站的土壤水分监测资料,分析研究了无增墒情况下土壤含水量消退规律,构建出基于不同季节(夏季、春秋季与冬季)的土壤含水量与衰减系数的数学模型,运用规划求解法率定模型参数,并利用2016—2017年资料对模型进行检验。结果表明,不同季节土壤水分衰竭系数模型分别为α=1.023(1-ω~2/4353)~(1/2)(夏季)、α=1.013(1-ω~2/7005)~(1/2)(春秋季)与α=1.008(1-ω~2/9303)~(1/2)(冬季),所建立的数学模型适用于南阳市相应季节壤土与粘壤土小麦、水稻与休闲地土壤旱情预测,但不适用于夏季与春秋季砂土特别是休闲地砂土土壤墒情预测。     

中国1981～2014年太阳总辐射的时空变化

利用1981～2014a逐日总辐射资料和最高气温、最低气温、日照时数资料,确定我国逐日太阳总辐射DSRM-C模型(Daily solar radiation model-C)的时不变参数.利用该模型与气象资料,估算各站逐日总辐射,分析近34a总辐射的空间格局.并利用Mann-Kendall(M-K)方法检验辐射量年和季节的变化趋势.结果表明,我国1981～2014a太阳总辐射量总体下降.华北、东北和西南地区总辐射量显著下降,西北地区辐射量明显增加,华南地区则无明显变化.夏、秋、冬季辐射量呈下降趋势,且以夏季变化幅度最大;春季辐射量略有上升.总辐射量四季变化趋势空间分异明显.东部地区夏季和华北地区春、秋、冬季总辐射量明显下降,将影响夏粮和秋粮的生产.     

Estimation of meteorological drought indices based on AgMERRA precipitation data and station-observed precipitation data

Meteorological drought is a natural hazard that can occur under all climatic regimes. Monitoring the drought is a vital and important part of predicting and analyzing drought impacts. Because no single index can represent all facets of meteorological drought, we took a multi-index approach for drought monitoring in this study. We assessed the ability of eight precipitation-based drought indices(SPI(Standardized Precipitation Index), PNI(Percent of Normal Index), DI(Deciles index), EDI(Effective drought index), CZI(China-Z index), MCZI(Modified CZI), RAI(Rainfall Anomaly Index), and ZSI(Z-score Index)) calculated from the station-observed precipitation data and the Ag MERRA gridded precipitation data to assess historical drought events during the period 1987–2010 for the Kashafrood Basin of Iran. We also presented the Degree of Dryness Index(DDI) for comparing the intensities of different drought categories in each year of the study period(1987–2010). In general, the correlations among drought indices calculated from the Ag MERRA precipitation data were higher than those derived from the station-observed precipitation data. All indices indicated the most severe droughts for the study period occurred in 2001 and 2008. Regardless of data input source, SPI, PNI, and DI were highly inter-correlated(R~2=0.99). Furthermore, the higher correlations(R~2=0.99) were also found between CZI and MCZI, and between ZSI and RAI. All indices were able to track drought intensity, but EDI and RAI showed higher DDI values compared with the other indices. Based on the strong correlation among drought indices derived from the Ag MERRA precipitation data and from the station-observed precipitation data, we suggest that the Ag MERRA precipitation data can be accepted to fill the gaps existed in the station-observed precipitation data in future studies in Iran. In addition, if tested by station-observed precipitation data, the Ag MERRA precipitation data may be used for the data-lacking areas.     

基于NOAA-NDVI的河南省冬小麦遥感估产

以河南省为研究区域,利用1982-2006年冬小麦生长关键期3-5月的NOAA-NDVI数据集,结合河南省18地市冬小麦产量数据,分析了研究区NDVI与冬小麦产量的时间动态变化特征,建立了基于NDVI的冬小麦产量估算模型,并对模型进行了验证与比较。结果表明:自1982-2006年,研究区冬小麦生长关键期的NDVI和小麦产量均表现出显著增长态势;利用3月、4月、5月NDVI分别建立的冬小麦产量线性预测模型相对误差均较小,分别为-7.56%、-6.10%、-2.63%;利用不同月份组合的NDVI累积和分别建立的冬小麦产量预测模型相对误差较小,平均误差为-5.08%;利用多个月份组合的NDVI分别建立的多元线性回归模型,虽然综合考虑了冬小麦生长期,但估测精度却低于基于单月NDVI和NDVI累积所建立的模型精度。通过误差对比分析后发现,利用5月NDVI建立的冬小麦估产模型误差最小。     

基于MODIS NDVI的青海高原植被覆盖时空变化特征分析

以2000-2014年MODIS NDVI数据为基础,综合利用MVC、SG滤波、Mann-Kendall检验等方法,对青海高原植被覆盖时空变化特征及其驱动因子进行了分析和研究。结果表明,受水资源、地形地貌类型等因素影响,研究区植被覆盖程度从东南向西北方向递减,植被生长发育周期区域差异性大,2000m以下的河湟谷地生长期最长,温度、降水量是其季节变化的重要驱动因子。15年间植被覆盖显著下降区域占11.3%,主要分布在柴达木盆地中部和青海高原东北部地区,32.1%的区域植被覆盖显著上升,分布在研究区中东部、青海湖、青南高原中部等地区,降雨量的增加和人类的改造活动是青海高原植被覆盖改善的重要影响因素。     

节能日光温室光照强度的分布及其变化

在充分考虑了温室结构和植株生长影响的基础上,对日光温室光照强度的变化规律进行了研究,得到的主要结论如下:冠层上部辐射强度的南北差异比东西差异大;冠层下部光照条件东西差异明显,南北差异不大。总体上讲,辐射强度上下差异比南北差异明显。     

Cyperus rotundus control using a mechanical digger and solar radiation

Cyperus rotundus (purple nutsedge) is considered one of the most noxious weeds affecting agricultural areas worldwide. With its fast growth rate, it competes with annual crops for water, minerals, light and space. It excretes allelopathic materials that impede crop development. Controlling this weed is difficult and is done mostly by manual weeding, cultivation and herbicides, with limited effectiveness. A method was developed for the control of C. rotundus. A machine penetrates the soil and rearranges it, so that the tubers are lifted to the upper soil layer, where they are left exposed to the hot summer climate, dehydrate and die. The method was tested in seven field experiments on various soil types. Two months after the experimental plots were irrigated, 70–100% weed control was observed. The machine's speed (at 1.2 or 1.8 km h^?1) and the number of treatments (one, or two treatments a month apart) did not influence the level of weed control. The method has a very high potential to replace manual weeding and application of herbicides. Further work will test whether the treatment has a long‐term effect or should be repeated every season.     

新疆碳排放估算及其特征分析

由于二氧化碳有较长的寿命年限及超高排放量,已成为温室效应的标志性气体。依据IPCC（2006）自上而下一阶估算的参考方法,计算得出新疆2003-2011年能源消费产生的二氧化碳量,结果表明：该地区二氧化碳排放量逐年迅速增长,主要表现为固体燃料燃烧产生的二氧化碳的增长,且排放量较高的重点行业主要以化工、电力、钢铁、水泥为代表的高耗能行业。结合新疆能源、经济及环境现状,提出了建立市场准入机制、碳交易机制、优化产业结构及提高能源利用效率等一系列促进新疆低碳经济发展的相关建议。     

新疆几种旱生植物的耐旱性评估

本文以束缚水/自由水比值、保水能力、相对含水量、水势、蒸腾速率和chl a/b为指标,应用主分量分析法,进行耐旱性综合评价。结果表明,其耐旱性由强到弱的顺序为:梭梭——白梭梭——多枝柽柳——头状沙拐枣——红果沙拐枣——箭杆杨。