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。     

祁连山区青海云杉林生长季水热通量特征及影响因素解析

研究基于涡度相关技术,揭示祁连山区青海云杉林水热通量动态变化特征及主要影响因素。结果表明：云杉林日尺度上潜热通量、感热通量与净辐射均呈单峰型变化特征,峰值出现在午间前后且分别为215.81、135.21、588.08和557.96W·m^-2,土壤热通量呈多峰型变化规律且峰值出现时滞现象;月变化尺度上净辐射均值>土壤热通量>潜热通量>感热通量,除感热通量外,其余均为下降趋势;能量消耗主要以潜热通量为主,占比约50%;降水是影响潜热通量最主要负向因素,直接作用系数为-0.39。感热通量、净辐射与土壤热通量则同时受相对湿度负向调控,作用系数分别为-0.25、-0.30和-0.30。     

新疆库尔勒市近地面臭氧变化特征及其影响因素

高浓度臭氧对人体健康造成伤害,还会影响植物生长;臭氧也是一种重要的温室气体,影响全球气候变化。利用库尔勒市2010年7月1日至2012年6月30日连续自动地表臭氧浓度观测数据,结合相应气象要素资料,对地表臭氧质量浓度的日、周、月、季节与不同天气条件下日变化特征进行了分析,探讨影响臭氧变化的主要因素。结果表明：① 臭氧浓度日变化具有明显的单峰型日变化规律,夜间变化平缓,白天变化剧烈。② 臭氧浓度变化具有周末效应。最高值出现在星期日,最低值出现在星期三。③ 最高月平均浓度为82.1 μg•m^-3,最低月平均浓度为19.2 μg•m^-3,2011年1-12月变化规律明显,以6月为中心分布非常对称,两边逐渐降低。④ 春、夏季臭氧质量浓度较高,秋季和冬季明显低于春季和夏季,与沿海内地大中型城市变化特征基本一致。⑤ 4个季节中臭氧浓度日变化剧烈的是夏季和春季,秋季其次,变化最小的是冬季。不同天气情况下,日变化最剧烈的是晴天,其次为沙尘天气,阴天和雨天日变化平缓。⑥ 臭氧浓度日变化与PM₁₀质量浓度日变化具有明显的相反变化趋势,但在时间变化上有一定的滞后性,臭氧浓度变化明显早于PM₁₀的变化。⑦ 晴天少云的天气情况下臭氧浓度明显要高于阴雨（雪）天,相对湿度、风速、风向、日照时数同时影响近地面臭氧浓度的变化,臭氧污染的发生是多种因素共同作用的结果。     

利用GRACE重力卫星监测新疆天山山区水储量时空变化

利用经过高斯平滑滤波处理的2003年1月至2010年12月逐月的GRACE卫星时变重力场数据,反演得到新疆天山山区水储量变化,其空间分辨率为1°×1°,结合同时间段该区域31个国家气象台站逐月降水资料,采用趋势分析方法,研究天山山区近8 a来的水储量时空变化特征。结果表明：天山山区水储量变化具有明显的空间差异性,总体表现为东、西部多,中部少的空间分布格局。在时间上,水储量变化与降水具有明显的季节性变化规律,两者变化过程基本一致。天山山区平均水储量变化趋势的年内分布总体上1-12月呈递增变化;1-3月为负增长,最大负增长为21.7 mm•a^-1,出现在2月;4-12月呈正增长,最大月份出现在11月,增长趋势达到29.9 mm•a-¹。水储量变化增加的主要原因是天山山区近几年夏季降水有所增加造成的。2003-2010年天山山区水储量变化总体上呈逐年下降趋势,平均每月下降速度为4.8 mm,8 a间水储量变化减少约13×10⁸ m³,其主要原因是由于气候转暖、冰川消融加速、山前绿洲灌溉及生活用水量增加,导致山区水储量变化减少。     

新疆空中水资源和地表水资源变化特征研究

大气降水是新疆一切水资源的根本来源,空中水资源是大气降水的物质基础,大气降水在当地形成地表水资源。水资源短缺是制约新疆经济社会高质量发展和生态安全保障的最关键自然因素。本文分析新疆空中水资源和地表水资源的变化特征,对新疆水资源系统规划和高效利用具有重要的科学意义。结果显示：1961—2022年新疆年降水资源量为2717.12×108m³,水汽输入量为21115×108m³,水汽净收支量为347.5×108m³,水汽降水效率为12.5%;2001—2021年新疆平均水资源总量为912.3×108m³,其中地表水资源量为864.1×108m³,产水系数为0.32。从变化趋势来看,1961—2022年新疆年降水量明显增加,新疆上空水汽总输入量和总输出量微弱减少,水汽净收支量微弱增加,水汽降水效率明显增加;2001—2021年新疆地表水资源处于丰水阶段,但产水系数有微弱的波动减小趋势。新疆水资源问题依然突出,在不同水资源精细化特征、不同相态水体转化关系等方面研究不足,未来需要加强研究以...     

黄河源玛多县退化草地土壤温湿度变化特征

土壤水热状况变化是退化草地土壤的主要特征,对退化草地生态系统具有重要的影响。研究青藏高原退化草地的土壤温湿度变化规律,可以对高原草地在各季节、各时段的土壤温度和湿度变化进行动态预测,同时,对于退化草地的恢复和改善环境具有指导意义。选择青藏高原玛多地区典型退化草地,利用一年的观测数据,计算土壤温度、土壤湿度及土壤热通量的季节变化和年变化特征,分析土壤温度和湿度及热通量之间的相互关系。结果表明：在季节变化上,土壤温度和湿度在夏季均为最大值,土壤温度在各季节的变化趋势较一致,土壤热通量变化幅度比温度和湿度大,日振幅达到102 W•m^-2;在年变化上,土壤湿度在6月出现最大值,12月出现最小值,极值年较差为12.6％。春季和夏季的土壤热通量均大于0 W•m^-2,冬季均小于0 W•m^-2。青藏高原退化草地土壤温湿度及热通量存在明显的季节变化和年变化特征,就土壤湿度而言,夏季是高原的湿润期,春季和秋季为干旱期。青藏高原地区土壤从11月开始冻结,次年4月开始解冻。土壤热通量在春季和夏季均为正值,说明这一时段热量由大气向土壤传递;冬季则相反,热量由土壤向大气传递。整体而言,土壤温度和湿度及土壤热通量之间的关系呈显著正相关。     

敦煌太阳总辐射多时间尺度变化特征及影响因素

采用集合经验模态分解(EEMD)以及M-K突变检验方法,基于敦煌市1971—2020年太阳总辐射、相对湿度、总云量和沙尘日数等气象资料,分析了敦煌市太阳总辐射演变的多时间尺度特征,探讨了影响敦煌市太阳辐射的关键气象因素。结果表明：(1)1971—2020年敦煌市年太阳总辐射上升趋势显著,线性气候倾向率为49.6 MJ·m^-2·(10a)^-1,多年平均年辐射量为6354.0 MJ·m^-2,属于太阳能资源最丰富区。年辐射在1970年代最少,2010年代最大。敦煌市太阳辐射四季分明,辐射量夏季>春季>秋季>冬季,分别以32.5、13.4、2.9 MJ·m^-2·(10a)^-1和1.1 MJ·m^-2·(10a)^-1的速率增加。近50 a敦煌市太阳总辐射以2.9 a和7.1 a的年际变化和16.7 a的年代际变化占主导地位。(2)月太阳辐射变化呈“单峰型”,从3月开始急剧增加,5月达峰值,6月开始逐渐下降,12月达全年最低值。太...     

天山中段雪岭云杉林区辐射特征分析

利用天山中段雪岭云杉林区全年辐射观测资料,分析了云杉林区辐射平衡各分量的年、季节和日变化特征。结果表明：林区辐射平衡各分量呈现出明显的年变化和日变化特征。6-8月的向下短波辐射高于其他月份,12月份出现最小值。向下、向上长波辐射和净辐射通量的变化趋势与之相同,10月开始逐渐减小,最小值出现在12月,3月开始缓慢增加,至...     

基于GPD模型的黑河出山径流极值变化分析

以黑河出山径流为研究对象, 利用黑河上游1944-2010年67 a的实测月均径流资料, 采用广义Pareto分布模型（GPD模型）, 对黑河未来出山月均径流的变化进行了预测。结果表明：运用超阈值的观测资料建模的GPD模型, 能够达到信息量使用的最大化, 对黑河极值变化的预测精度较高; 黑河出山径流重现期为25 a、50 a、100 a和150 a的月均径流量极大值分别为219.8 m³•s^-1、235.3 m³•s^-1、 249.5m³•s^-1和257.4 m³•s^-1; 重现期为25 a、50 a、100 a和150 a的月均径流量极小值分别为9.0 m³•s^-1、8.8 m³•s^-1、8.6 m³•s^-1和8.5 m³•s^-1;在当前“暖湿”的气候背景下, 黑河出山径流变化不大。     

西宁一次沙尘气溶胶重污染过程及光学特性分析

利用激光雷达、环境监测站污染物浓度数据、气象数据及HYSPLIT后向轨迹模式结果,对2021年3月15日-22日西宁一次强沙尘污染过程进行综合分析。结果表明：此次过程受偏东风影响,污染物主要来源于甘肃境内沙尘传输,随高度降低,偏东气流对西宁的影响逐渐加大。根据污染特征及天气条件将此次过程分为污染前、沙尘输入和混合污染三个阶段。污染前受蒙古气旋影响,我国大部分地区出现沙尘天气,但青海省境内大气扩散条件较好;沙尘输入阶段高压底部偏东风携大量沙尘堆积在高原东侧,并在河湟谷地东风回流作用下输送至西宁及周边区域。PM₁₀平均质量浓度为1337μg/m³,小时浓度最高达2030μg/m³,PM_2.5/PM₁₀比值范围为0.20～0.24。气溶胶粒子主要集中在近地面1km范围内,雷达消光系数大于0.3km^-1,最大退偏振比达到1。混合污染阶段上游污染物浓度降低,PM₁₀平均质量浓度为384μg/m³,退偏振比降至0.3-0.7...     

塔里木河下游荒漠河岸林带辐射平衡特征

利用新疆塔里木河下游河岸林带观测的太阳辐射数据,结合下垫面和天气变化状况,分析该区太阳辐射变化特征,同时评价FAO56辐射估算方法模拟该区域太阳辐射的效果。结果表明：净辐射和辐射四分量的年均日变化,除大气逆辐射在300 W·m-2左右波动外,均呈现出典型的单峰趋势。其中,总辐射平均极大值为629.96 W·m-2,净辐射平均极大值为520.76 W·m-2,净辐射日积分值在一年内呈现单峰对称型趋势,年平均值为7.81 MJ·m-2·d-1,地表长波辐射的峰值在中午前后滞后于总辐射峰值约2 h。较之晴天而言,阴天和风沙天气太阳辐射波动较大,总辐射和净辐射均明显降低。地表反照率的变化与下垫面植被覆盖度密切相关,生长季节为0.18左右,非生长季节为0.20左右,年均值为0.19。FAO56方法模拟日尺度辐射结果表明：总辐射、净短波辐射和净辐射模拟效率分别为0.94、0.87、0.80,而有效辐射模拟效率仅为0.19;各辐射通量均方根误差均在1.67~1.98,平均偏差值均较小。有效辐射量在总辐射中所占比例较小,虽模拟效率较低,但其对净辐射的贡献较小,使得净辐射模拟误差在合理的范围内,故认为FAO56辐射模拟方法经验系数可用于计算该地区日尺度净辐射值。     

塔克拉玛干沙漠腹地净辐射变化特征

利用塔克拉玛干沙漠大气环境监测站(塔中站)直接探测的辐射资料,计算了流动沙漠区近地层净辐射值,并对其变化特征进行分析。结果表明:净辐射的连续日变化对天气现象有不同程度的反映,1月天气现象较少,逐日净辐射上下变动的离散度较小,4月最大。沙漠区净辐射值并不大,要比同一季节中纬度裸地低。净辐射早晚两次改变符号,通过零值的时间约比日出落后40~60 m in,比日落提前60~90 m in。净辐射的极大值一般均出现在12:00时,有些月份出现在10:00时,极大值出现时,天空大多为云覆盖,但太阳未被遮蔽,大气透明度良好;负的极小值一般出现在少云天气的夜间。不同天气条件下净辐射有很大变化,但平均特征与晴天接近,白天晴天净辐射的值最高,而夜间晴天的值最低。     

新疆地面太阳辐射及其CERES/SSF卫星资料适用性研究

采用2017年辐射数据,研究新疆11个地面观测站点的太阳总辐射时空分布特征,发现总辐射辐照度日变化呈单峰分布,日照时数夏季最高,约17 h,春秋季次之,分别为14 h、15 h,冬季最小,仅为12 h;季节平均最大值出现在和田站的春季,为589.61 W·m~(-2),最小约为102.29 W·m~(-2),出现在乌鲁木齐站的冬季。卫星反演辐射空间分布特征显示:春季南疆辐照度明显高于北疆,夏季平均辐照度分布与全年最为相似,冬季次之,秋季南北疆差异不大,季节差异在阿克苏最小。从卫星和地面辐射数据的拟合分析可见,方差分析中南疆F值均较高,最高达6 215.53,即晴空条件下,CERES/SSF(Clouds and the Earth’s Radiant Energy System/Single Satellite Footprine)卫星资料在南疆的反演效果优于北疆及吐—哈盆地。     

河西走廊中段干旱荒漠区土壤水热状况初步分析

通过对位于干旱荒漠区的张掖国家气候观象台土壤温湿度、土壤温度梯度、土壤导热率分析,结果表明:该地区土壤温度年变化、日变化较明显,受辐射变化影响大;土壤湿度年变化、日变化不明显,受降水影响较大.不管冬、春、夏季,土壤温度在晴天日变化较明显,但在雨(雪)天,日变化不明显.土壤湿度在晴天和雨(雪)天日变化均不明显,对降水有一...     

塔中紫外辐射与气象要素的关系

分析2007年塔克拉玛干沙漠腹地紫外辐射特征和影响因子与气象要素的相关性,并依据有关要素拟合出紫外辐射的估算方程。结果表明：紫外辐射年总量达到305.64 MJ/（m2.a）,7月最大,12月最小,全年瞬时强度峰值在6月,为67.11 W/m2。紫外辐射的变化与总辐射变化呈显著正相关,且紫外辐射在总辐射中所占比例夏季大...     

敦煌戈壁地区地气温差变化特征分析

利用敦煌双墩子戈壁试验站2008年12月1日至2009年12月31日的塔站资料,分析了该地区地气温差的概率分布、日变化、日际变化、年变化和典型天气下的变化特征。结果表明：1）地气温差变化幅度较地温和气温小,分布在-1度附近有一个非常明显的峰值,观测期间出现的最小温差为-13.78℃,最大温差为35.59℃,平均温差为4...     

近60 a渭河流域降水特征

基于1952-2011年渭河流域天水、宝鸡、武功、西安4个气象站的逐日、逐月、逐年降水量资料,利用线性回归、5 a滑动平均法、Mann-Kendall法以及小波分析,对渭河流域近60 a降水量变化进行趋势、突变以及周期分析。结果显示：渭河流域降水季节分配不均,主要集中在夏、秋两季,春、秋两季降水量呈现明显减小趋势,夏、冬两季降水量变化趋势不明显;各季节降水量年际变化显著;流域内除夏季以外,其他季节均存在突变点;4个站点均存在年总降水量突变点;渭河流域降水量的震荡周期为28~30 a;降水天数呈现减少趋势;小雨降水强度有增加趋势;除西安站外,其余3个站点1976-1990年的暴雨天数最多,暴雨天数年际变化较大。     

Microclimate and CO2 fluxes on continuous fine days in the Xihu desert wetland,China

The Xihu desert wetland is located in an extremely arid area in Dunhuang,Gansu province of Northwest China.The area is home to an unusual geographic and ecological environment that is considered unique,both in China and the world.Microclimate is not only related to topography,but is also affected by the physical properties of underlying ground surfaces.Microclimate and CO2 flux have different characteristics under different underlying surface conditions.However,until now,few studies have investigated the microclimate characteristics and CO2 flux in this area.The eddy covariance technique(ECT) is a widely used and effective method for studying such factors in different ecosystems.Basing on data from continuous fine days obtained in the Dunhuang Xihu desert wetland between September 2012 and September 2013,this paper discussed and compared the characteristics of daily microclimate variations and CO2 fluxes between the two periods.Results from both years showed that there was a level of turbulent mixing and updraft in the area,and that the turbulent momentum flux was controlled by wind shear under good weather conditions.The horizontal wind velocity,friction wind velocity and vertical wind velocity were commendably consistent with each other.Air temperature in the surface layer followed an initial decreasing trend,followed by an increasing then decreasing trend under similar net radiation conditions.With changes in air temperature,the soil temperature in the surface layer follows a more obvious sinusoidal fluctuation than that in the subsoil.Components of ground surface radiation during the two study periods showed typical diurnal variations.The maximum diurnal absorption of CO2 occurred at around 11:00(Beijing time) in the Xihu desert wetland,and the concentrations of CO2 in both periods gradually decreased with time.This area was therefore considered to act as a carbon sink during the two observation periods.     

新疆天山地区日照时数的气候特征

基于1961-2008年新疆天山地区23站日照时数的逐日资料,使用一元线性方程和M-K检验等统计方法,分析天山地区日照时数的时空变化特征。结果表明：①日照时数的气候分布存在明显的空间差异,呈东多西少,南多北少的分布特征。②区域平均日照时数均呈减少趋势,尤其在冬季和夏季。③四季除春季外日照时数均存在明显的年代际变化特征,...