基于OMI数据白银市SO2浓度时空分布特征研究

选取Aure卫星搭载的臭氧监测仪(OMI)Level-2痕量数据,采用遥感图像处理方法和地理信息系统分析技术,解译甘肃省白银市大气边界层SO2浓度,探究2011-2013年大气SO2时空分布特征,估算SO2 的排放总量。结果表明,研究区SO2量值分布极不平衡,呈现离散面状分布格局,中高值区域主要集中在白银区城市建成区域的中南部地区及平川区城市建成区域的中西部地区;浓度在各月份呈现“U”型分布,表现出冬季浓度最高,夏季最低的特点;不存在明显高值范围,但中高柱量值浓度SO2柱量值区的范围明显增加。研究表明,通过OMI痕量数据,建立模型对地面环境的栅格数据评价,为白银市SO2远程监测提供理论依据和方法参考。     

浙江省日照时数时空分布特征

为了了解浙江省日照的时空分布特征,更好地为农业生产服务,笔者根据1971-2009年浙江省65个台站逐月日照资料,利用Morlet连续小波变化、功率谱检验及Mann-Kendall检验,研究了浙江省日照时数的时间变化趋势、周期演变规律和突变转折点;并通过等值线分布和EOF分解等方法,分析了浙江省近39年的日照时数的空间分布特征。结果表明：浙江省日照时数存在不同尺度的周期分量,6~9年的周期振荡较强烈,其中8.7年周期通过了功率谱95%的置信度检验;Mann-Kendall检验表明浙江省日照在全时域表现为一致的减少趋势,并且在70年代中后期存在突变;浙江省日照时数空间分布上呈现自东北向西南减少的趋势,EOF分析得出全省日照距平表现为整体一致的减少趋势。     

石河子大雾时空分布特征

本文统计分析了1961—2013年石河子垦区大雾天气的气候特征,石河子地垦区大雾天高发时段多在08时到13时,16时至20时较少出现大雾。一年中大雾主要出现在10月至次年3月,冬季大雾持续时间最长。大雾由南往北逐渐增多,有明显的区域差别,南部12月出现最多,北部2月最多,具有明显的季节性;石河子市气象站年大雾日数以0.56 d/10 a倾向率减少,乌兰乌苏站、炮台气象站及莫索湾站都呈增加趋势,其气候倾向率分别为0.91 d/10 a、3.37 d/10 a和1.90 d/10 a。     

基于FastICA的浙江省茶叶早春霜冻时空分布特征

为分析浙江省茶叶早春霜冻时空分布特征,根据前人研究成果结合浙江茶叶生产实际,提出了茶叶早春霜冻的气象指标和等级划分。基于该指标和全省64个基本气象站1971—2011年气象数据,采用FastICA负熵最大化算法分析浙江省茶叶早春霜冻时空变化特征。结果表明,浙江省茶叶整体、轻度、中度和重度早春霜冻第一独立成分方差贡献率分别为76.65%、49.78%、48.01%和55.82%,第二独立成分方差贡献率较小。各等级早春霜冻第一独立成分变化趋势基本一致,浙江北部是最易发生茶叶早春霜冻的地区。40年间每年都发生茶叶轻度和中度早春霜冻,且空间分布都为北多南少,2000年以后茶叶各等级早春霜冻均呈增加趋势。茶叶各等级早春霜冻第二独立成分呈正负相间的分布型,轻度早春霜冻正值中心位于浙西北,温州中部为负值;中度早春霜冻正值位于嘉兴、湖州东部、杭州东北部和温州中部,宁波南部和台州北部为负值中心;重度早春霜冻负值位于湖州西部和温州西南部,浙江其他地区为正值。41年间浙江省茶叶轻度早春霜冻呈减少趋势,中度早春霜冻趋势线呈波动变化特征,其中20世纪70年代和80年代后半期呈减少趋势,20世纪80年代前期、90年代和2000年以后呈增加趋势,重度早春霜冻没有明显的变化趋势。研究结果可为茶叶生产提供科学依据。     

短时强降水的高分辨率时空分布特征

为更深入了解短时强降水的气候背景,提高对短时强降水的预报水平及城市的防灾减灾能力,利用安徽79 个气象台站1995—2010 年逐小时降水量数据,基于统计方法对3 个强度等级的短时强降水(≥30 mm/h、≥40 mm/h、≥50 mm/h)的空间、时间分布特征进行分析。结果表明：空间上,安徽省短时强降水主要分布在淮北平原、大别山区和皖南山区。山区的强降雨位于山脉的迎风坡和河谷地带,呈西北—东南带状,与西南急流的方向垂直。相比于山区,淮北平原更易出现极端强降水(≥50 mm/h)。短时强降雨带在6—7 月有1 次明显的北跳,幅度约4 个纬度,与副高的北跳关系密切。时间上,短时强降水月分布呈单峰结构,7 月为最频发的月份。日分布则呈明显的双峰结构,凌晨、午后到傍晚是易发时间段,并且降水强度越强、双峰结构越趋明显。该研究为短时强降水的短时预报及临近预警提供了重要参考。     

西藏冰雹日数的时空分布特征

为了全面、深入地了解西藏冰雹天气分布特征以及变化趋势,为政府和社会有关部门防灾减灾提供科学依据。笔者基于1981-2010年西藏38个台站的冰雹观测资料,分析了冰雹日数的时空变化特征,发现全区冰雹日数呈东南向西北递增分布,年平均冰雹日数在10天以上的区域主要分布在海拔4000 m以上的浪卡子及高原北部区域,冰雹频发区主要集中在那曲地区。对西藏高原冰雹日数进行EOF分析,表明高原冰雹日数存在着“整体一致型”、“南北差异型”2种空间分布型。每天12-21时是西藏冰雹集中时段,尤其是午后至傍晚尤为显著。全年降雹主要集中在6-9月,其中有6成以上发生在夏季,而11月及整个冬季的雹日不足1天。西藏年雹日呈线性减少趋势的站点明显多于呈线性增加的站数,年雹日具有显著的减少趋势,平均每10年减少7.7天。     

山西春季旱情时空分布特征

基于2007—2018年春季TVDI干旱监测结果,利用趋势分析、偏度系数以及结构相似度分析方法,探讨山西省春季旱情时空分布特征及影响因子。结果表明：（1）受到水资源（降水、地表水、地下水）分布差异的影响,2007—2018年山西省春季西南地区TVDI呈减少趋势,春旱发生概率减小,东北地区TVDI增加趋势明显,旱情趋于严重;（2）2007—2018年TVDI偏度系数分布在-1~-1.7,与累积降水量呈负相关。同时作物在不同生育时期对水分胁迫敏感程度存在差异,非水分胁迫敏感期内的集中降水无法有效缓解作物因水分胁迫敏感时期缺水而造成的干旱;（3）在空间上,地形起伏程度越大且土壤类型（通气孔隙度和保水性）差异性越显著,TVDI结构相似度越小,空间差异性越大,反之则越小。     

福建省地表湿润指数的时空分布特征

笔者利用1971-2004年福建省66个气象站各月平均气温、降水量、风速、气压和相对湿度资料,计算出潜在蒸散量和湿润指数,分析其时空分布特征,并对其变化原因进行探讨。结果表明：过去34年间,福建省湿润指数总体上略有增加,其中在1991-2000年期间最高为2.73,而在2001-2004年期间最低为2.22;福建省湿润指数在空间分布上表现为由东南部沿海向西北部地区逐渐湿润的空间变化趋势;福建省湿润指数变化主要受降水量和潜在蒸散量的影响,日照时数和相对湿度通过对潜在蒸散量的影响,进而都与湿润指数显著相关。通过对福建省地表湿润状况的演变规律及其区域特征的研究,为科学预测福建省未来地表湿润状况提供重要的科学依据。     

浙江省茶树冬季冻害时空分布特征

为了分析浙江省茶树冬季冻害时空分布特征。本研究提出了茶树冬季冻害的气象指标和等级划分,基于该指标和全省64个基本气象站1971—2011年气象数据,采用经验正交函数和小波分析方法,研究了浙江省茶树冬季冻害的空间分布和时间演变特征。结果表明,茶树轻度、中度和重度冬季冻害第1模态能总体反映冬季冻害发生的多年平均状况。轻度和重度冬季冻害第1模态空间分布均表现为全省一致为正,轻度和重度高值区均位于浙江省西北部等地;中度冬季冻害第1模态空间分布表现为除温州东部、台州东南部地区外,其余地区都为负值,其特征向量绝对值的最大值位于浙北、浙中地区。研究结果可为茶树生产提供科学依据。     

菏泽市降水变化趋势与时空分布特征

本研究对菏泽市的降水短期气候预测和应对气候变化具有重要意义。同时,也为合理利用气候资源、优化产业布局以及政府指导农业生产提供了科技支撑与理论支持。笔者利用菏泽市8县1区的1971—2010年的地面气象观测资料,运用一元一次线性回归分析法、M-K检验法、降水保证率法,对菏泽市近40年降水的空间分布、降水的年际年代变化趋势、降水的突变分析以及各县区的降水保证率进行分析。结果表明：菏泽市的年平均降水量从东南部县区向西北部县区呈阶梯状减少的趋势,并呈现出明显的上升趋势,上升速率为16.5 mm/10 a。1971—2001年的UB线大于0,降水量增加且趋势明显;2002年以后,UB线小于0,降水量减少。UF曲线和UB曲线在2条信度线之间存在交点,交点对应的年份为2003年,即2003年是菏泽市降水突变的时间点。当降水量保证率相同时,菏泽市各县的年降水量由北向南呈逐渐递增的趋势。     

锡林郭勒地区降水时空分布特征及变化趋势

通过对锡林郭勒地区降水变化特征的探讨,为水资源的开发利用及防洪和流域治理规划提供理论依据。根据锡林郭勒地区15个气象站1960-2009年基本气象观测资料,运用一元线性回归、线性倾向估计、相关分析等数理统计方法,分析了近50年降水时空分布特征及变化趋势。结果表明,降水量整体分布不均匀,局地差异大,大体由东南部向西北部递减。变化趋势呈不明显的减少趋势,变化速率为-3.5 mm/10 a。降水日数有减少的趋势。四季降水量春冬季略有增加趋势,变化速率分别为1.1 mm/10 a、0.1 mm/10 a,夏秋季略有减少趋势,变化速率分别为-4.1 mm/10 a、-0.7 mm/10 a,夏季降水量的减少,会造成该地区旱灾频繁,对牧草及农作物生长和成熟十分不利。     

东北地区夏季降水和气温时空分布特征

为了研究东北地区夏季降水和气温的时空分布特征,基于1951—2012年国家气候中心提供的160站月降水及气温资料,利用经验正交函数分析方法及小波分析方法对东北地区的降水、气温场的时空分布特征进行诊断分析。结果表明：东北地区夏季降水量场主要表现为全区一致型、南北差异型、东西差异型及中部差异型,东北地区气温场主要表现为全区一致型及南北差异型,且均存在明显的震荡变化。东北地区夏季降水及气温存在显著不同的多时间尺度振荡周期,降水量存在29年的主周期,气温存在28年的主周期。     

湖南省太阳能资源时空分布特征及评估

为了给湖南省太阳能资源合理规划和有效利用提供科学依据,本研究基于湖南省3个辐射观测站的太阳总辐射资料和97个站的日照时数资料,按照中国气象局发布的太阳能资源评估方法,分析了湖南省太阳能资源时空分布特征、太阳能丰富程度、稳定程度及可利用状况。结果表明：湖南省年太阳总辐射和年日照时数分布趋势基本一致,呈东多西少的分布趋势,1961年以来湖南省年太阳总辐射总体趋于下降;洞庭湖区和长株潭地区是湖南省太阳能资源最丰富的地区,同时也是太阳能资源可开发利用日数最多、资源最稳定的区域,未来对于太阳能的开发利用应优先考虑。     

湖南省森林火灾人为火源时空分布特征

人为火源是引发森林火灾的主要原因,对火源时空分布特征的认识关系到火源管理工作成效,也是实现林火生态预防的重要基础。以湖南省2001-2008年导致森林火灾的生产性火源和非生产性火源数据为例,应用变异系数、基尼系数和集中度3种方法分析湖南省人为火源的区域差异变动情况、空间分布均衡程度及地域分布。结果表明,生产性火源和非生产性火源的差异变动表现出波动上升趋势,3种方法所反映的火源空间分布特征一致。特别是近3年来,非生产性火源的差异变动幅度大,上升趋势极为明显。表明湖南省森林火灾的生产性火源和非生产性火源的区域差异和空间聚集特征明显;森林火灾的发生受自然调节、人为调控作用影响;近年来,区域非生产性火源导致的森林火灾差距有扩大趋势,空间聚集程度加剧,反映出人类社会活动较大程度上影响了森林火灾的发生;湖南省人为火源引发的森林火灾主要集中在邵阳、长沙和永州等地。     

黑龙江省夏季降雨量及暴雨时空分布特征研究

利用黑龙江省80个气象站夏季(6-8月)逐日降水资料,分析近55年(1961-2015年)黑龙江省夏季降雨量和暴雨的变化特征,为粮食生产提供科学依据。[方法]从夏季降雨量、降雨量变化趋势、暴雨次数、暴雨变化趋势等方面,利用趋势系数等统计方法和GIS空间插值技术,分析黑龙江省夏季降雨量和暴雨的时空分布特征。[结果]结果表明黑龙江省夏季降雨量在中部的小兴安岭和张广才岭西部地区最高,在360mm以上,东部三江平原和西部松嫩平原地区最低,在300-320mm之间。夏季降雨量在松嫩平原和大兴安岭地区呈增加趋势,小兴安岭和三江平原地区呈减少趋势。全省夏季平均降雨量呈减少趋势,平均每10年减少2mm,20世纪70年代平均降雨量最低,80年代最高。小兴安岭西南部和张广才岭西部地区平均暴雨日数最多,其次为三江平原和松嫩平原地区,大兴安岭地区最少。暴雨发生站次呈明显升高趋势,每10年增加2.3站次,20世纪70年代暴雨发生站次最少,2010年以后最多。最大日降雨量基本上从西南向东北部递减,西南部地区绝大部分地区最大日降雨量都在120mm以上,东北部地区都在120mm以下。     

海南岛近千年热带气旋灾害时空分布特征

为了全面了解和认识海南岛历史热带气旋的活动规律,在海南岛984—1948年历史热带气旋灾情数据搜集整理的基础上,通过量化统计分析,并采用热带气旋灾害综合等级公式计算了海南岛历年热带气旋综合灾情D,并按照D的大小进行了分级。结果表明：7—9月为海南热带气旋灾害的高发期;热带气旋灾害多发地带集中在海南岛的北部和东北部,而在海南岛南部次之,西部记录最少;根据热带气旋灾害综合等级值,将海南岛111年有热带气旋灾情记录的年份进行了综合灾度的划分（D≤1.1轻灾;1.1＜D＜1.5,中灾;D≥1.5,重灾）,其中重灾有13年、中灾有52年、轻灾有46年;热带气旋灾害存在多个多发期,如1678—1700年、1848—1864年、1887—1900年,但也不排除该时间段是记录比较详细的阶段。由于历史记录问题,有些时间段内的资料存在很大缺失,使得研究难免存在一定的偏差。但这些已有的历史记录,能被记录下来,从一定的程度上说明当时被记录的热带气旋的灾情已经产生了一定的社会影响,这些宝贵的资料也为人们了解海南岛长时间序列热带气旋灾害时空分布起到一定的借鉴作用。     

河南省水旱灾害时空分布特征及与粮食产量关系

全球气候变暖背景下,气象灾害呈明显上升趋势,极端灾害事件频繁发生,给粮食生产造成严重损失。水旱灾害是对粮食生产产生最直接、最经常性影响的农业灾害类型,与粮食产量关系的研究可以为粮食生产和防灾减灾提供基础的科学依据。以中国中部河南省为例,根据1988-2007年河南省水旱灾害受灾面积、成灾面积、农作物播种面积以及粮食单产等数据,分析了河南省水旱灾害时空分布特征及其与粮食产量的关系。结果表明：河南省的水旱灾害具有明显的年际波动性和地区差异性,1994年旱灾最严重,频发区为三门峡、洛阳两市,2003年水灾最严重,频发区为驻马店市;粮食单产波动系数和水旱灾受灾系数的相关性在不同时段具有较大差异,洛阳、三门峡和郑州受旱灾的影响较大,开封、商丘、驻马店受水灾影响较大。     

空间布局对间作棉花根系时空分布特征的影响

种间相互作用是决定间作复合系统生产力和可持续性的重要生物学基础,揭示种间相互作用是经营和管理间作复合系统的关键,对优化间作技术具有重要理论指导意义。通过大田试验,研究空间布局对枣棉间作复合群体棉花根系时空分布特征的影响,结果表明,苗期增加20～30 cm土层的根系分布有利于为棉花高产打下基础,到了吐絮期,能够控制大多数的根系分布在30～40 cm土层是高产的关键,棉花高产需要根系有一定的垂直分布,间作条件下,棉花根系下扎较深是间作棉花高产的主要原因。     

山东夏季及夏季各月降水的时空分布特征

旱涝是山东的主要气象灾害之一,为了研究山东的旱涝特征特别是夏季的降水规律,笔者统计了山东省26个气象站1961—2010年共50年的夏季降水资料,以降水量距平百分率为主要指标衡量夏季降水的年际变化,并用谱分析的方法对其进行分析,得到了山东夏季及夏季各月降水的总体趋势、周期特征和空间分布特征。在此基础上,对夏季旱涝年进行了划分,并用标准差的空间分布进一步分析了夏季降水的年际变化。结果表明：山东夏季及夏季各月降水都具有2.1~3.3年左右的短周期和10年左右的长周期;从降水趋势来看,7月和夏季都呈减少的趋势,7月减少的趋势最明显,而6月和8月则呈略微增加的趋势;山东夏季和夏季各月降水的空间分布极为不均,具有明显的地域性特征;夏季旱年和涝年分别为7年和5年。通过本研究发现,山东夏季和夏季各月降水的时间和空间分布都极为不均,因此认识其特征是非常有必要和有意义的。     

四川省林火的时空分布特征及其气候背景分析

利用四川省遥感监测林火资料、四川省气象资料和MODIS卫星云量资料,分析了四川省林火发生的时空变化特征及其气候背景。结果表明,2—4 月是四川林火的高发季节,高发区域主要位于川西高原的甘孜州南部、凉山州和攀枝花市境内。对四川气温和降水的分析表明,2—4 月上述区域是四川省气温最高、降水最少的区域。此外,这些区域前冬持续少雨干燥的气候特点也有利于2—4 月林火的频发。从5 月开始,随着雨季的到来,林火显著减少。卫星观测的云量表明,这些区域的高温少雨与该地区云量最少有关。由于川西高原气温的日较差大,与平均气温相比,最高气温的空间分布对林火分布更加有指标意义。