基于ITPCAS再分析资料中国近地面风速时空变化特征

准确分析中国近地面风速时空变化规律对区域气候变化、蒸散发的估算、雾霾预报等研究具有重要意义。本文利用1979-2015年ITPCAS再分析资料的近地面风速(10 m)与中国110个气象站点的风速资料,分析该数据集在中国区域的适用性,并对2011-2012年风速数据进行修正,分析该区域近地面风速的时空变化特征。结果表明:①ITPCAS再分析数据集风速资料基本满足应用要求,但部分数据需修正。修正后的风速数据模拟精度得到较大提高,具有较好的应用前景,特别是在西北高寒、干旱地区;②1979-2015年中国62.12%的区域风速为下降趋势,全国平均风速每10 a变化速率为-0. 073 m·s^-1,其中东南诸河流域每10 a变化速率最大(-0.202 m·s^-1);③除珠江流域外,其他各流域风速均呈下降趋势。中国各月平均风速呈单峰形,最大值出现在4月,最小值出现在12月;④年平均风速变化主要表现在3-6月下降速率最大,风速变化趋势在各个流域、各月份保持不变。     

老哈河下游背风侧谷坡的风速脉动特征

基于老哈河下游春季起沙风地面4.00m高度范围内实地观测的风速数据,从风速脉动、风速脉动强度两个方面对背风侧谷坡顶和坡脚的风速脉动特征进行分析.结果表明:①坡顶除在0.25 m高度受地表植被和沙粒的跃移运动影响外,风速脉动值和强度都随着距地表高度的增加而逐渐加大,其最大脉动值超过4.00 m·s-1,风速脉动相对值(阵性度)基本稳定;②背风坡脚因谷坡地形突变产生的“二次流”,使风速脉动值和相对值都不稳定,脉动强度随着距地表高度的增加而逐渐加大,其最大脉动值超过3.00 m·s-1;③背风坡顶和坡脚各自高度的风速脉动频率具有一致性,但脉动频率不稳定,无明显周期性.坡顶的风速脉动值和强度都大于背风坡脚,但风速脉动相对值小于背风坡脚.     

宁夏多、少沙尘暴年4月份北半球极涡和高空急流分布特征比较分析

利用NCAR/NCEP在分析资料和宁夏中北部沙尘暴观测资料以及中国气象局下发的月平均极涡指数,采用求相关系数和比较分析方法探讨北半球极涡和高空急流与宁夏中北部沙尘暴天气发生频次的关系,研究宁夏沙尘暴天气多年、少年高空急流和极涡的形态及分布特征,结果表明:春季4月份宁夏中北部沙尘暴天气发生频次与高空200hPa副热带急流强度成显著的正相关关系而与中纬度高空200hPa西风急流强度无明显相关;比较多发年和少发年高空急流的配置,总体上,多发年和少发年高空西风急流位置有明显的差异,多发年高空西风急流中心位置偏南,少发年偏北;4月份宁夏中北部沙尘暴天气发生频数与同期亚洲区极涡面积指数、北半球极涡面积指数、北半球极涡强度指数、北半球极涡中心强度均为弱的正相关关系。比较多发年和少发年4月极涡特征,多发年总体极涡偏强,中心位置偏亚洲区;少发年极涡偏弱,极涡收缩。值得一提的是,4月极涡极强时,宁夏中北部沙尘暴反而偏少。     

中国天山山区风速变化特征

利用天山山区27个气象站1960～2009年日平均风速、日平均气温、日最高和日最低气温等资料,运用一元回归分析法、IDW空间插值法、Mann-Kendall突变检验法和Matlab7.0软件,对天山山区风速的时空变化,突变年份和周期变化进行分析。结果表明:天山山区风速年际变化倾向率为-0.013m.s-1a-1,表明该区的风速呈明显减小趋势,比全国风速的减小更显著;四季的风速减小变化趋势也都比较显著;年风速自60年代逐渐减少,2000年以来减小幅度略有下降。风速突变检验显著,年及夏、秋季检验一致,在1980年发生突变;年风速距平序列在11年左右的振荡最为明显,其次是3年,由于时间序列较短,风速变化还可能存在更长的周期变化。     

格状沙障内风速波动特征初步研究

通过对不同孔隙度格状沙障内风沙流中风速波动特征研究发现:风沙流中各高度层风速波动具有很好的相关性,其波动幅度随孔隙度的增加而减小;瞬时风速在时间序列上波动的均一性随不同高度间距离增加呈递减趋势;瞬时风速的波动性一方面受下垫面性质及外在环境条件的影响,另一方面与其所在高度层沙粒数量和运动状态有关.     

新疆策勒4个典型下垫面近地层风速脉动特征

以塔克拉玛干沙漠南缘策勒沙漠-绿洲过渡带为研究区,对流沙地、半固定沙地、固定沙地和绿洲内部4个下垫面平均风速、风速脉动和风向脉动特征进行分析,探讨风速、风向脉动差异原因。结果表明:1平均风速与阵风风速之间符合线性相关性,相关性随着距离地表高度的增大而增大,各高度平均风速与阵风风速都呈极显著正相关(P0.01);2从流沙前缘沿主风向至绿洲内部,随着植被盖度的增加,平均风速逐渐降低,且离地表越近降低的幅度越大;3随距离地表高度的增大,各测点风速脉动强度呈现先增大后减小的趋势,风速脉动相对值呈减小的趋势。从流沙地、半固定沙地、固定沙地到绿洲内部,风速脉动强度和风速脉动相对值总体上呈现增大的趋势,而在4个下垫面中,绿洲内部不同高度的风速脉动强度在夏季表现为最小,在冬季表现为最大;4风向脉动幅度以流沙地最小,半固定沙地、固定沙地次之,绿洲内部最大,即随植被覆盖度增加而增大。     

渭河流域近52年日照时数和风速时空变化特征

利用渭河流域1959—2010年23个气象站的风速和日照时数观测数据,通过线性拟合、Mann-Kendall突变检验等方法分析了该地区近52 a日照时数和风速的年、季、月的时空变化以及突变特征。结果表明:近52 a来渭河流域大部分地区日照时数表现为减少趋势,平均每10 a减少10.13 h,1973年前后发生突变;空间分布上以关中平原减少最为突出,季节上以夏季和冬季的减少趋势最显著;流域年平均风速也呈明显减少趋势,平均每10 a减少0.05 m/s,1981年左右发生突变,4个季节的风速变化都是以关中平原和黄土高原丘陵沟壑区减少趋势最为显著;风速的年内变化表现为偏双峰型,4月最大,形成年内的第一峰值,最低值出现在每年的10月,第二峰值出现在每年的11月。     

民勤地区沙尘暴近地面风速特征及其与环境因子的关系

作为沙尘暴发生必不可少的动力条件,风是判定沙尘暴强度的主要指标,也是沙尘暴预测预报的依据。虽然人类对风的认识很早、研究很多,但是对沙尘暴过程中的风速特征仍然在不断的探索中。文中研究了民勤荒漠区、绿洲边缘和绿洲内部三种下垫面近地面50m沙尘暴风速特征及其与环境因子的关系。主要研究结果是:1)在三种不同的下垫面条件下,沙尘暴风速在近地面50m范围内风速均随高度遵循幂函数关系递增。2)从荒漠区到绿洲边缘近地表0-50m内风速平均削减4.11%,再从绿洲边缘到达绿洲内部风速平均削减30.45%。风穿越研究断面,随高度增加风速削减率逐渐减小。3)不同季节,沙尘暴平均风速没有明显差异,但地表粗糙度越小沙尘暴平均风速的季节性差异越大,高度越高季节差异越大。4)绿洲内部地表粗糙度为2.121 cm,绿洲边缘为0.082 cm,荒漠区为0.023 cm。5)根据每次沙尘暴过程中30m in平均风速随时间的振荡曲线的轮廓可将沙尘暴归纳为三类,分别为单峰型、双峰型和多峰型。这三种不同类型的沙尘暴在大气环流背景、沙尘暴的发生时间、沙尘暴过程中风速的时空变化等均有明显的不同。在一次沙尘暴过程中,从垂直梯度看,随着高度的增加风速随时间曲线的振幅增大,而振荡频率降低;从水平梯度看,沙尘暴流场从荒漠区经绿洲边缘到达绿洲内部,风速曲线振幅逐渐减小,振荡频率逐渐增加。     

风速及刈割对草原土壤水分与生产力的影响

由于全球气候变化与人类干扰的共同影响,全球范围内出现了不同程度的风速下降的现象.试验在内蒙古半干旱草原利用挡风板模拟风速降低,采用不同程度刈割模拟草原利用强度的变化,实地监测近地表土壤水分吞吐量以及群落再生能力的变化.结果表明:挡风板能够有效地降低风速;风速下降在一定程度有助于抑制土壤水分的蒸发损失,提高刈割处理后植物的再生能力.风速降低对内蒙古半干旱草原生态系统综合表现为正效应.加入刈割处理后,风速降低在一定程度上缓解了刈割对草原生态系统的干旱胁迫,但风速降低未能改变刈割处理的影响.     

酒泉市海外客源市场空间结构分析

酒泉市正在逐步形成以东北亚、港澳台市场为主体的多元化结构海外游客市场。游客数旅游旺季、淡季变化很大 ,客源市场空间分布不平衡。敦煌莫高窟等为酒泉市吸引海外游客主要景点 ,空间吸引力集中 ,且分布范围广泛。以各客源国近 1 0年以来分时段年平均增长率和 2 0 0 1年现状市场占有率数据进行因子混合聚类分析 ,结果表明 :酒泉市海外游客市场可基本划分为 7类。研究认为酒泉市海外市场空间结构为东北亚市场、港澳台市场、洲外市场、洲内其他市场等 4个层次 ,并确定了各层次市场的核心、基本、机会市场客源国。据此 ,提出了酒泉市海外游客市场开发对策     

干旱区生态农业与人地关系协调—以酒泉地区为例

干旱区农业在我国西北地区经济、社会发展中占有重要地位 ,但近几十年来在其发展中遇到越来越严峻的挑战 ,主要表现为干旱缺水、环境污染严重、土地质量下降、人口素质低和人口密度严重超标等 ,导致人地关系极不和谐。本文从实际出发 ,以生态经济理论为指导 ,提出发展生态农业以促进干旱区社会、经济与生态环境协调发展的具体措施。     

流动沙地灌丛内外地面/地下土居节肢动物空间分布及其影响因素

在宁夏盐池沙地选择花棒和油蒿灌丛为研究对象,以灌丛外流动沙地为对照,采用陷阱诱捕法和挖土直接手拣法,分别调查了地面和地下土居节肢动物群落,依据灌丛内外节肢动物数量相对比率(R),分析了灌丛内外节肢动物空间分布规律及其影响因素。结果表明:1 97.7%(42/43动物类群数)的节肢动物类群主要生存于灌丛下。尽管一些地面土居动物如蠼螋科、步甲科在灌丛外亦有分布,但其R值均高于1。地下土居动物除鳖甲属动物主要分布于灌丛外(R值小于1),其余多分布于灌丛下。2除地面土居动物个体数R值小于1之外,节肢动物丰富度和地下土居动物个体数的R值均高于1,且地下土居动物个体数和丰富度的R值均高于8。3无论是地面还是地下土居动物,节肢动物个体数和丰富度的R值均表现为油蒿高于花棒(P0.05)。4流动沙地对地面土居动物个体数分布影响较大,而灌丛下生境对节肢动物丰富度影响较大。油蒿灌丛对土壤节肢动物分布的影响高于花棒,特别是对地下土居动物,呈现出显著灌丛虫岛现象。     

沙地植物幼苗生长对降水和风速变化的响应

为研究沙地植物幼苗生长对降水和风速变化的响应过程,于2016年4月中旬利用40个2m×2m×2m的混凝土样方池,通过人工增雨及遮风网降低风速的方法开展模拟控制实验。结果表明:①风速、降水以及两者的协同作用对萌发物种数无显著影响(P> 0. 05)。风速降低20%和降水增加60%使种子萌发物种数与对照相比分别增加4.9%和1.3%;风速降低20%条件下,自然降水和降水增加60%均可使种子萌发物种数增加7. 2%。②不同降水处理会使植物幼苗密度大幅度降低、高度波动变化;风速降低可以较显著地促进沙地植物幼苗生长高度,特别是优势植物猪毛菜(Salsola collina)、大果虫实(Corispermum macrocarpum)的生长高度(P <0.01)。在自然风速条件下,降水增加30%明显促进猪毛菜幼苗高度生长,降水增加60%则相反;风速降低20%条件下,降水增加60%可以大幅度的促进雾冰黎(Bassia dasyphylla)幼苗的生长高度;风速降低40%与降水增加30%和60%的协同作用使雾冰黎、猪毛菜和大果虫实幼苗的生长高度均明显降低。③不同风速和降水处理对植被的Simpson优势度指数(D)、香浓–威纳多样性指数(H)、Pielou均匀度指数(J)无显著影响(P>0.05)。以上研究结果表明:降水增加30%对种子萌发阶段物种丰富度的抑制作用较大;与降水相比,风速是沙地植物幼苗生长高度的主要影响因素,并且自然降水条件下,风速降低40%可以使沙地植物幼苗生长高度最大限度地增加;沙地植被物种多样性指数对降水及风速的变化不敏感,这说明科尔沁沙地生态系统群落结构相对较为稳定。     

酒泉市夏季降水和气温变化与ENSO事件的相关分析

运用主成分分析法对1951-2000年酒泉市月平均降水和气温资料进行了分析,并用X2检验的方法,对近50 a酒泉市夏季降水和气温变化与ENSO事件的相关性进行了分析.结果表明:(1)酒泉市夏季(6～8月)降水和气温对当地年降水和年气温起到决定性作用.(2)酒泉市夏季总体气候未来几年仍然将处于干旱少雨时段,降水量减少,温度升高.(3)ENSO暖事件对酒泉市夏季降水影响显著,ENSO暖事件年酒泉降水偏少占优,次年容易发生大量降水;但其与气温的相关性不明显.(4)ENSO冷事件对酒泉市夏季气温的影响接近显著水平,ENSO冷事件年酒泉市气温以偏低为主;对降水的影响不明显.     

乌峭岭地区风速数据分析及风能密度计算

本文通过分析认为解决我国能源短缺问题的出路在于大量使用可再生能源—风能或太阳能。多年的气象资料显示我国甘肃省内的乌峭岭地区的风力资源相当丰富。基于对该地区近15年的日平均风速的统计分析,计算了各月的风能密度,说明该地区是未来风场建设的理想地区。另外,基于实测数据计算出了两种风速分布密度函数的特征参数,用两种分布密度函数—Weibull和Rayleigh函数预测了各月的风能密度,并与实测值进行了对比及相关性分析,结果说明Weibull函数比Rayleigh函数更准确。     

酒泉绿洲土地可持续利用评价

从公平性、经济可行性、土地生产力指数、耕地资源保护、生产稳定性指数、协调性6个方面,建立了酒泉绿洲土地可持续利用评价指数体系,运用熵值法确立了权重系数及其综合评价模型,对酒泉绿洲2000-2006年的土地利用状况进行了可持续评价,并由GIS系统生成了可持续等级图.结果表明:酒泉绿洲各县(市)土地利用持续性较小,土地利用或处于弱不可持续或处于强不可持续发展状态,且呈现较大的区域差异.最后,针对存在的问题提出了提高酒泉绿洲土地可持续利用的具体对策.     

基于NDVI的柴达木盆地植被空间分异规律及影响因素

利用1982-2006年的GIMMS/NDVI资料,分析柴达木盆地植被的空间分异规律,并结合盆地的地形、降水、水系、土地利用和植被分布图等资料,通过叠加分析,进一步研究了植被空间分异的影响因素。结果表明:柴达木盆地的植被覆盖总体偏低,由东南向西北呈明显的三层半环状结构;在局部地区由于河流、湖泊和地下水等水文条件的影响,上述半环状结构成非连续状态而形成突出亮斑和线状特征;柴达木盆地植被覆盖的影响因素主要包括降水、地表地下水文条件、海拔高度和人类活动4个方面;降水和海拔有一定的关联性,从总体上决定了盆地植被分布的基本格局;水体和人类活动对植被分布的作用主要体现在局部地区,并且往往打破降水和海拔作用下的植被分布格局。     

黄河上游植被覆盖度空间分布特征及其影响因素

采用2000—2015年MODIS1M NDVI数据计算黄河上游年最大植被覆盖度 (FVC),了解空间分布状况及变化特征;同时,采用了一种基于统计学原理的地理探测器模型,考虑非气候类环境因素、气候类环境因素和人类活动因素,使用相应的代理变量对黄河上游FVC空间分布的影响因素做定量研究。研究表明：① 黄河上游FVC总体上以改善为主,空间分布特征变化不大;② 单因子方面,降水量(q值0.669)是该地区FVC空间分布的主要影响因素,其他因子的影响作用存在区域差异;③ 降水分别和土壤类型、土地利用方式的交互作用(q值0.777、0.775)对研究区FVC空间分布起主导作用,土壤类型和土地利用的影响作用在一定高程、降水条件下才得以体现;④ 总体上,气候类环境因素>非气候类环境因素>人类活动因素,人类活动在与降水等环境因子的共同作用能够更充分地解释FVC空间分布;⑤ 对研究区的生态恢复应重点放在降水的充分利用和土地利用方式改进等方面。