祁连山总云量变化及其与气候变暖的关系

利用祁连山区及其周边地区34个测站,1961-2000年历年1～12月平均总云量资料,采用线性回归分析、合成分析、相关分析和功率谱分析等方法,分析了40年来祁连山区总云量与气温变化的关系及其成因.结果表明:云量偏少(多)与气温偏高(低)存在一定的对应关系.春、夏季云量对气候变暖的响应显著,秋、冬季不显著;祁连山云量受西太平洋副热带高压、中纬度纬向环流和太阳活动影响.气候变暖引起西太平洋副热带高压面积增大,向北扩展,中纬度纬向环流增强,促使副热带高空锋区北移,冷暖空气在祁连山区交绥次数减少,造成祁连山区云量减少.     

宁夏近44年水汽时空分布及环流差异特征分析

利用NCEP/NCAR(1961-2004年)月平均再分析资料,对宁夏水汽含量(通量)的年际、年代际演变特征及不同区域和不同季节的分布特征进行分析;同时,结合同期宁夏24个气象站降水实况资料,通过对夏季水汽输送偏多年和偏少年环流差异特征的合成对比诊断分析,结果表明:1961年以来,宁夏水汽含量呈明显减小趋势,2001年后有所增加,中部干旱带水汽含量最小,固原市水汽含量最大;从60年代到70年代中期,不同区域纬向水汽通量总体为增加趋势,之后,均在波动中减少;引黄灌区和固原市60年代到70年代经向水汽通量有所增加,之后显著减小,中部干旱带近40多年经向水汽通量为逐渐减少趋势。同时,水汽输送偏多年,宁夏处于东高西低的环流背景下,河套地区受纬向西风控制,南风偏强,且从太平洋到孟加拉湾上有较大的水汽由南向北输送;水汽输送偏少年,河套地区处于平直气流里,东风气流较强,水汽输送较偏多年显著偏弱。     

气候变暖背景下祁连山区对流云变化特征分析

利用祁连山区及其周边29个地面气象观测站1961-2000年的云状和气温资料,采用线性趋势分析、相关分析、多项式拟合和墨西哥帽小波分析等方法,分析了祁连山区对流云出现频率的分布及其年代际变化特征,并探讨了与气温变化的关系。结果表明:祁连山区对流云出现频率明显高于河西走廊和柴达木盆地;近40年来,祁连山区增温1.3℃,增温率达0.32℃/10a,自20世纪80年代中期之后,气温上升趋势极为明显;祁连山区对流云的出现频率近40年来减少了近10%,与同期祁连山区显著增温相对应,20世纪80年代中期以后对流云的出现频率呈明显的下降趋势;小波分析表明,在30年以上的时间尺度上,祁连山区气温和对流云出现频率基本为反位相变化。在15、10和5年尺度上,气温和对流云出现频率在20世纪80年代以前为反位相结构,而自80年代以后,呈现出同位相变化结构;祁连山区对流出现频率与气温为显著的负相关关系,在平均气温升高1℃的情况下,祁连山及其周围地区对流云出现频率一致为减少,绝大部地方减少2%～5%,祁连山中部减少最多,减少4%～5.7%。     

黄土高原秋季降水年际和年代际气候变化特征

根据黄土高原地区分布较为均匀的39个气象观测站(1961~2000年)及西峰国家基准气候站(1938~2003年)秋季降水序列资料,应用NCEP/NCAR(1968~2003年)500 hPa高度距平场再分析资料,利用区域性各年代距平场和西峰各年代逐年累积秋季降水距平百分率分析得出:黄土高原20世纪60(90)年代秋季降水全区域偏多(偏少),70(80)年代除北部偏多外中南部转为略少(均略少);秋季降水持续阶段性转折变化特征突出,存在5个转折变化年份和6个相对持续阶段,继20世纪90年代持续偏少阶段之后,从2001年开始转入一个相对偏多阶段,有利于冬小麦生产;秋季降水的大气环流背景为:偏少(多)年份,极地冷空气影响势力弱(强),新疆高压脊强(弱),特别是偏多年份新疆低压槽活跃。     

近20年来祁连山区植被变化特征分析

利用1982-2003年8 km分辨率的 NDVI数据集,分析了祁连山区植被覆盖的年、年际、年代变化特征.结果表明:祁连山区植被覆盖总体上自东向西递减,其年变化NDVIm都为单峰型;祁连山区各段植被覆盖的年际NDVIy、年代变化NDVIn趋势有所不同:祁连山西中段植被的NDVIy 变化趋势基本相似,20世纪80年代变化较平稳,90年代变化幅度最大,1995年以后植被明显开始增加,祁连山东段植被的 NDVIy 从1982年开始呈增加趋势,直到1997年以后下降;祁连山西中段1982-1985,1986-1990,1991-1995,1996-2000,2001-2003年5个阶段植被的 NDVIn最大值出现在2001-2003年,最小值出现在1991-1995年,而祁连山东段最大值出现在1996-2000年,最小值出现在1982-1985年;祁连山各段5～9月植物生长期植被的NDVIpy,NDVIpn变化与年的NDVIy,NDVIn变化相似.     

青藏高原总云量的气候变化及其稳定性

利用青藏高原80个测站1961-2000年1～12月总云量资料,分析40 a来青藏高原总云量的气候变化规律及其稳定性.结果表明:青藏高原的总云量从东南向西北减少,云量的稳定性夏季高于冬季,东部高于西部.因此,江河上源区域、藏东高原、川西高原、甘南高原和祁连山区是青藏高原总云量多而稳定的地区;青藏高原南部和西部总云量月变化振幅大,夏季云量最多,高原东部祁连山区和中部江河上源区3～9月云量多而起伏变化小,6月出现峰值;总云量具有显著持续性的空间范围较大,但持续时间短,持续时间为7～8月和5～6月;总云量的年际变化总体呈显著下降趋势, 江河上源区和祁连山区的总云量变化缓慢,20世纪90年代云量有上升的趋势.在季节上表现为冬、春、夏西北上升东南下降,秋季西北下降东南上升的变化趋势.     

张掖市甘州城区及外围地下水位上升原因分析

采用传统的水均衡方法及环境同位素分析、氟里昂测年等技术,结合地震、地面物探、气象水文及地下水流场分析手段,分析了甘州城区及其外围地下水位上升的原因。结果表明:实施"黑河流域节水灌溉综合治理工程"引起水资源利用分配格局的变化不是引起地下水位大面积上升的原因;水位上升区第四系深层承压水与祁连山基岩裂隙水具有相同的水文地球化学特征和环境同位素特征。其结论:张掖盆地中心地带基底存在与祁连山区相连的北西向深大断裂带一直存在少量,且稳定的地下水越流补给量;自2003年10月山丹、民乐发生大地震以后,使得祁连山山前及盆地内基底断裂活动加剧,同时断裂活动错断了第四系松散层内的隔水层,基底断裂带变为导水通道,加快了祁连山区基岩裂隙水沿着这个通道向上越流补给盆地第四系孔隙水的速度,增大了越流补给量,使盆地地下水补给量大于排泄量,造成地下水位大面积上升。     

宁夏春季首场透雨出现日期及环流背景分析

选用1961-2005年宁夏20个主要站降水量,分析春季首场透雨出现日期的气候特征,得出其年际、年代际变化特征不明显,在70年代以前、80年代中期到2000年这两个时间段里有4～5年周期变化,1970-1992年,首场透雨出现日期趋势在1982年前后发生了较大的转折,前期透雨出现偏晚,后期出现偏早.研究春季首场透雨出现日期典型偏早年与偏晚年环流背景,发现宁夏透雨出现早晚对海温有很好的响应,同时偏早年、偏晚年环流特征存在明显差异:偏早年前期海温以暖水位相为主,且3～4月宁夏处在500 hPa高度场正负距平交汇处,冷空气可以源源不断地进入,孟加拉湾洋面上水汽向北输送,给宁夏带来充足的水汽条件;偏晚年前期海温以冷水位相为主,受脊前西北气流控制,不利于宁夏冷空气出现,从贝加尔湖伴随冷空气带来的向南输送的水汽影响宁夏,由于量小,不能带来明显的降水.     

河西绿洲对祁连山区环境影响的数值模拟

利用中尺度模式MM5V3.7,设计了河西绿洲对祁连山区环境影响的控制试验和河西绿洲退化为沙漠稀疏植被的敏感性试验,数值模拟结果表明:河西绿洲的退化对祁连山区环境有较大的影响,绿洲退化之后激发出一个局地热力环流,使得祁连山区的谷风增大,气温升高,湿度减小,这种热力作用可以到达高空550hPa左右;绿洲的退化对局地环境也会产生较大的影响,如局地气温升高,湿度减小,感热通量增大,潜热通量减小。     

山西省近48 a高温和强降水极端事件变化特征

利用山西68个台站逐日最高气温、降水等资料,采用百分位值极端事件定义方法和Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法,研究山西1961-2008年极端高温和极端强降水事件的变化特征。结果表明：1961年以来,山西极端高温日数呈显著增加趋势,趋势为5.9 d/10 a,20世纪90年代中期以前变化趋势不明显,1997年以来增多趋势显著。与此同时,极端强降水事件趋于减少。极端高温事件在2001年发生了突变,2001年以后极端高温事件显著增多。极端高温日数有3~4 a,8~12 a及30 a的周期,极端强降水日数有准3 a,6~10 a及准16 a的周期。极端高温事件的增加与气候变暖有密切联系,Nino_3区海温、欧亚地区的纬向环流及西太平洋副热带高压（下称西太副高）对极端高温事件有很大影响,当Nino_3区海温偏高、纬向环流偏强、副高面积偏大、位置偏西时,容易导致极端高温日数偏多。极端强降水的发生则与东亚季风和Nino_3区海温有密切联系,当季风强盛、Nino_3区海温偏低时,往往引起极端强降水事件增多。     

近10 a来祁连山植被覆盖变化研究

NDVI作为植被生长状况及植被覆盖度的最佳指示因子,被认为是监测地区或全球植被和环境变化的最有效指标。基于2000-2011年250 m分辨率的MODIS NDVI数据并结合气候资料,采用最大值合成法、均值法、斜率分析法、相关分析法,研究祁连山生长季植被覆盖的时空变化及其与气候因子的相关性。结果表明：祁连山植被覆盖总体上自西向东递增,呈现东多西少的分布格局;植被覆盖变化存在明显的空间差异,表现为中西部植被覆盖增加,增加面积为79 149 km2,占祁连山总面积的52.93%;东部植被覆盖减少,减少面积为22 865 km2,占祁连山总面积的11.09%。近10 a来植被覆盖整体上呈增加趋势,生长季各月植被覆盖整体上呈增加趋势,全球气候变暖导致的降水增加是祁连山植被覆盖增加的主要原因。NDVI与气温、降水的相关性较高并存在一定的滞后性,6、7月NDVI分别与前期1月和前期2月的降水显著相关,相关系数分别为0.788和0.684;8、9月NDVI分别与当月、前期1月的气温极显著相关,相关系数分别为0.825和0.829。     

祁连山西段水文水资源及其特征

祁连山西段河流水系包括疏勒河流域和苏干湖流域,有时归并为疏勒河流域。疏勒河靠近欧亚大陆＂旱极＂,降雨稀少,平原地区降雨量仅50 mm,山区降雨量随高度增加,最大可达170 mm左右。虽然雪线较高,因山体高大,西段祁连山冰川发育,雪冰融水在河川径流中占比重最大。随着气候向暖湿转型,降雨有增加趋势,雪冰融化速度加快,河流出...     

祁连山青海云杉林群落结构特征分析

通过区域尺度,以祁连山国家自然保护区东段的哈溪林场、中段的西水林场和西段的祁丰林场3个典型分布区的青海云杉纯林为研究对象,以设立的典型临时样方调查材料为研究基础,对祁连山青海云杉的群落结构特征进行了分析,包括青海云杉林成层结构、胸径结构、树高结构和冠幅结构的静态分布,并对胸径、树高和冠幅三者之间的相互关系进行了曲线拟合。结果表明：① 青海云杉林群落成层现象明显,可划分为乔木层、灌木层、草本层和苔藓层,祁连山东、中、西段青海云杉林乔木层结构参数与林下灌木层、草本层结构参数在一定程度上呈负相关,祁连山中段苔藓较为发达;② 祁连山东段青海云杉胸径结构呈“间歇”型,中段呈“倒J”型,西段呈“单峰”型,同时树高和冠幅结构表明,青海云杉林普遍存在更新不良的问题;③ 对祁连山不同研究区域青海云杉个体及3个调查区域所有个体的胸径、树高与冠幅进行曲线拟合,发现三者之间相关显著,均可用乘幂曲线模型Y=aX^b 进行较好的描述（P＜0.01）。上述结论可为祁连山青海云杉的可持续经营、群落恢复和抚育管理提供科学依据。     

祁连山东段积雪面积变化及其区域气候响应

积雪的动态研究是目前全球变化研究的热点,祁连山位于河西走廊南侧,是甘肃气候变化的敏感区和关键区,其积雪的动态分布对气候变化的影响和响应研究具有重要意义.在气候变暖的大背景下,祁连山积雪面积发生了变化,文中利用EOS/MODIS、NOAA资料以及气象资料,应用线性光谱混合模型提取像元内积雪所占比例,分析祁连山积雪面积时间...     

祁连山北麓春季冻土深度对气温变化的响应

利用1961-2004年祁连山北麓11个站点的春季季节性冻土资料和9个站点的月平均气温资料,分析祁连山北麓冻土深度的空间和时间变化规律,并分析冻土深度对气温变化的响应特征。结果表明:祁连山北麓春季冻土以祁连站为最大值,向高纬度和高经度方向逐渐减小,武威附近为春季冻土最小值,靠近东南方向的乌鞘岭站出现次大值区域,冻土的空间分布特征与海拔高度关系密切;春季多年平均冻土深度为53.5 cm,年际最大值与最小值深度差为73.2 cm,随年际变化总体呈明显的减小趋势,其变化倾向率为11.3 cm/10 a,年代际变化呈阶梯状逐渐减小,20世纪90年代比80年代减小近20 cm;春季冻土深度减小主要受1~2月和春季平均气温升高的影响,特别是2月份气温每升高1℃,冻土深度减小7.05 cm;冻土深度大的地区,对气温变化的响应越敏感;冻土深度小的地区,对气温变化的响应相对较小。     

亚洲中部干旱区绿洲水热匹配与生物、农业技术适应性分析

亚洲中部干旱区"中亚天山北坡-新疆天山北坡-甘肃祁连山北坡"山前平原,在古丝绸之路和现代丝绸之路经济带时期均为社会、经济、文化最繁荣的重要地区。而一个地区某生物的生长发育除与降水、气温有关外,还与当地的水热匹配特征密切相关。中亚天山北坡区段水热不同步-新疆天山北坡区段水热较同步-甘肃祁连山北坡河西走廊区段水热同步的生态环境,深刻地影响着当地的天然动植物种类及其生长发育,使某些生物在研究区内各区段间形成了发生中心区、扩散区及无发生区的规律性分布;不同区段多项绿洲农业技术的差异性也反映出其对当地水热匹配特征的适应性。     

祁连山森林昆虫的多样性及保护利用

祁连山自然保护区已记录的森林昆虫16目175科1 609种,目数占世界昆虫33目的48.5%,占甘肃森林昆虫23目的69.6%;种数约占世界昆虫总种数的0.17%,约占中国昆虫总种数的3.15%,占甘肃森林昆虫种数的31.92%。记录世界范围仅在祁连山区分布昆虫20种,目前国内只在祁连山区有分布的鳞翅目昆虫118种。甘肃省内只在祁连山林区有分布的有366种,占甘肃省森林昆虫总数的7.5%,占祁连山保护区森林昆虫总数的22.7%。保护区分布有珍稀蝴蝶17种,其中凤蝶科2种,绢蝶科10种。分析了祁连山区昆虫生物多样性受威胁的状况和害虫发生原因,提出了昆虫多样性保护策略。     

亚洲中部高山降水稳定同位素空间分布特征

为了揭示中亚高山地区大气降水稳定同位素的时空分布特征,开展不同尺度下干旱区水文循环的研究,分析了亚洲中部天山、昆仑山、祁连山地区18个站点的降水氢氧稳定同位素资料。结果表明:天山、昆仑山和祁连山地区降水稳定同位素季节变化较为明显,表现出夏半年高、冬半年低的变化趋势。3个地区降水稳定同位素的空间分布也呈现出显著的季节差异。除昆仑山外,天山和祁连山大气降水线方程的斜率均低于全球大气降水线,说明这些地区的降水受到较强的蒸发影响。研究区各站点降水稳定同位素均呈显著的温度效应,区域内降水量效应不明显。春、夏季昆仑山地区3站点的降水δ^18O高程效应较明显,降水δ^18O随海拔上升而降低,其余地区没有明显的高程效应。除昆仑山地区西合休外,亚洲高山地区氘盈余(d值)总体表现出冬半年高,夏半年低的变化趋势。