近50年中国天山日照时数变化及其影响因素

采用气候倾向率方法,对天山24个站1960-2009年逐月日照时数进行统计分析,并在ArcGIS环境下通过IDW插值法分析日照时数变化的空间分异。结果表明:近50年天山山区年日照时数表现为极显著的减少趋势,气候倾向率为-32.9 h/10 a,其中春季略有增加,冬季减少最为明显,夏、秋季均为缓慢的减少趋势。20世纪60年代天山年日照时数为正距平,仅春季日照偏少;70年代均为正距平,以秋季最为明显;80年代春、冬季日照充足,夏、秋季日照偏少,年日照时数为负距平;20世纪90年代和21世纪初年日照时数均为负距平,尤其以90年代的冬季最为明显;2000-2009年秋、冬季日照偏少,春、夏季日照偏多,日照时数有所增加。20世纪60年代年日照时数出现了异常偏多年份,90年代发生了异常偏少年份。年日照时数的变化与降水量和云量的多少有关。     

黑河流域近2000年的旱涝与降水量序列重建

黑河流域有大量近2000年来旱涝史料记载资料,通过提取和处理旱涝记载信息,建立近2000年来的旱涝等级序列。利用统计分析得到黑河流域近2000年来旱涝阶段。近40年旱涝灾害与降水量具有较高的负相关性,相关系数为-0.892,建立旱涝等级与降水量距平百分率关系,依据黑河流域近2000年的旱涝序列重建2000年来降水量序列。得到结论:从1～5世纪降水量不断增加,5～15世纪降水量不断减少,15～20世纪降水量不断增加。     

黑河流域生态环境变化及其影响因素分析

对黑河流域水土资源开发利用现状、生态环境恶化状况及其成因进行了深入地分析 ,并着重研究了流域水文条件与水资源对生态环境的制约与影响 .结果表明 ,土地沙漠化和盐碱化是该流域最为严重的生态环境问题 ,植被的退化贯穿于其中 ,其结果不仅直接威胁下游天然绿洲的存亡 ,而且制约中下游人工灌溉绿洲的稳定与发展 .此外 ,水体污染在局部地带也是十分严重的环境问题 .所有这些问题都是以水资源为核心要素的生态问题 ,是由于水资源总量不足而且分配不均衡所导致的负面效应。由于事关民族稳定和发展及国防建设等重大问题 ,流域的生态环境保护尤其是下游绿洲的维护显得更为重要和迫切。据此 ,提出了若干改善黑河流域生态环境的建议与对策。     

东北地区近46年气候变化特征分析

利用东北三省70个基本气象站1961-2006年逐日平均气温,最高气温,最低气温,降水量,日照时数资料,分析了东北地区近46年的气候变化特征。结果表明：全区近46年平均气温线性增温速率为0.36℃/10 a,其中冬季增温最显著,其次为春季,秋季,夏季,地域特征表现为黑龙江省气温升高幅度最大,其次为吉林省,辽宁省。以19...     

黑河流域近期气候变化对水资源的影响分析

利用典型气象站近50a的气温、降水资料,分析了黑河流域的气候变化特征。在近50a当中,黑河流域的气候发生了显著的变化:主要表现在气温的升高和降雨量的增加。升温率远远大于同期北半球的平均升温率,尤其是近几年来增温幅度之大是几十年来所罕见的;降水量的增加虽然没有气温增加那么明显,但总的趋势是增加的。在此基础上,进一步分析了黑河流域气候变化对区域水文水资源的影响,并根据气候变化的特点对气候要素与径流量变化进行了相关性分析,得出降水与径流的相关系数为0.393,气温与径流的相关系数为0.146,所以降水和气温与径流都呈现出正相关关系。最后得出结论:在过去50a里径流的总体趋势在波动中缓慢增大,未来10a径流仍将继续缓慢增大。     

近2000年黑河流域旱涝变化研究

文中利用黑河流域近2000年来丰富史料和档案资料,将旱涝信息提取和处理后,建立黑河流域近2000年旱涝等级序列,并进行统计分析得到黑河流域2000年旱涝阶段。结果表明:(1)以世纪时间尺度旱涝气候变化是波动的,多数世纪干旱发生的次数多于洪涝。干旱有逐渐增加趋势。(2)划分7个偏旱期和6个偏涝期,偏旱期依次是1~170年、251~425年、481~640年、951~1340年、1391~1650年、1691~1890年、1921~2000年,偏涝期依次是171~250年、426~480年、641~950年、1341~1390年、1650~1690年、1891~1920年。     

西北干旱区近50年气候变化对出山径流的影响分析——以黑河流域为例

对黑河上游山区1956—2004a祁连站气温与降水数据、莺落峡水文站出山径流进行各季年均值变化分析、基于MathCAD对气温和降水分别与出山径流的关系进行相关分析,发现近50a黑河流域气温与降水的变化没有显著的相关性,降水变化与径流的变化表现出正相关,而气温与径流则没有相关性。近50a降水各季变化没有一致性,却出现一定的规律,即春季持平,夏秋下降,而冬季增加。相对于降水而言,气温变化则表现出各季之间的一致性趋势,即近10a表现出明显的增温趋势,而且增温幅度相似,都在2℃左右。另外对气温与降水对出山径流的影响做了量化,降水与径流的相关系数为0.557,而气温与径流的相关系数只有0.045左右;根据影响径流的气候因子所占权重,集成气候(无量纲)变化曲线,显示出与径流变化的一致性,即气候变化对径流变化有明显的影响;依据本文分析和总结,预计今后10—20a气温、降水都将有升高或增加趋势,届时出山径流将相应增加。     

近53 a黑河流域水文气象要素时空演变特征

基于黑河流域及周边17个气象站点和2个水文站点近50 a的观测资料,采用Pettitt、Mann-Kendall(MK)、Yamamoto和累积距平曲线等多种方法,探讨黑河流域水文气象要素时空演变规律。结果表明:黑河流域各气象要素的空间分布随地势变化明显,平均气温、最低气温、最高气温、日照时数和平均风速由南至北呈逐渐增加趋势,降水和平均相对湿度则呈逐渐减少趋势;黑河流域降水、平均气温、最高气温、最低气温和莺落峡径流量呈显著上升趋势,平均风速和日照时数呈显著下降趋势,正义峡径流量下降趋势并不显著,平均相对湿度则没有检测到明显的变化趋势;平均气温、最高气温和最低气温的突变点集中在20世纪90年代,降水和莺落峡径流量交互验证,确定二者的突变点均为2004年。结合多种变点检测方法共同分析,可有效提高结果的可信度和确定性。     

黑河流域水资源开发对生态的影响

黑河全长800公里,流域面积16万平方公里,是河西走廊三大水系之一。近20年来大量开垦,引起中下游水域面积减少,沙漠化发展。     

近50a来黑河流域气候变暖对农业生产的影响

利用1960～2009年间黑河流域及其周围15个气象站点的逐月气温观测数据,运用多年趋势线法、Mann-Kendall法、小波分析等方法,对黑河流域气候变化进行了研究。结果表明:近50年来黑河流域气温总体呈增加趋势(β值为0.027℃/a),线性增长率为0.28℃/10a,相当于50年中气温升高了1.4℃,其中20世纪70～80年代气温上升缓慢,至20世纪90年代以后气温显著上升;空间分布上,年均气温变化呈现出由西向东逐渐增温的趋势,其中流域中上游东部和下游地区气温升温幅度较大,以中游民乐和下游额济纳旗最为显著;流域年均气温变化存在着10～15年左右的主振荡周期和6年左右的次振荡周期,其中以13年左右的振荡周期最强;流域年平均气温在1987年发生突变,之后进入偏暖期;同时进一步分析了气候变暖对农业生产的影响,为合理利用本地气候资源提供参考依据,使流域农业得到持续稳定的发展。     

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。     

WRF模式物理过程参数化方案对黑河流域降水模拟的影响

以黑河流域一次降水过程为研究个例,利用中尺度数值预报模式WRF 3.1进行物理过程参数化方案选择的分组敏感性试验,分别讨论了WRF模式中的微物理、积云对流、陆面过程和边界层参数化方案对黑河流域降水模拟的敏感性,并利用该流域内12个气象站的日降水资料进行了验证。研究表明：没有确定的某个物理过程参数化方案在所有试验方案中的模拟效果一致好,不同的参数化方案配合使用模拟效果更佳。对比分析模拟结果发现,要有效地模拟出降水中心位置和降水量、降水区分布形态和范围,应同时选用MYJ边界层参数化方案与Noah陆面过程参数化方案;微物理参数化方案中选择Ferrier方案时,对降水的模拟效果要好于选用WSM3、WSM5、Lin方案;积云对流参数化方案对降水模拟的敏感性明显弱于其他物理过程参数化方案。     

Trends and abrupt changes in surface vapor content over Tarim Basin during the last 50 years

The surface vapor content has a close correlation with the generation of precipitation. Based on the atmospheric circulation data and surface vapor content data from 37 weather stations across the Tarim Basin during 1961 2010, the paper analyzed the vapor variation trend, period, abrupt changes and their causes. The results show that the increase trend of surface vapor content over the Tarim Basin mostly conforms with the average trend coefficient of 0.48. There were 3 centers displaying a trend of high vapor increase and 3 centers displaying a low vapor increase. These centers were distributed in strips and blocks across the basin from northeast to southwest. Notable inter-decadal variations in annual and seasonal vapor contents occurred in the Tarim Basin during the 50 years of the study period, with more vapor after the mid-1980s and less vapor in the 1960s and the 1970s. The significant increase in vapor content in the 50 year period occurred mostly in the 1980s and the 1990s. The increasing trend across the four seasons was strongest in summer, reaching 0.43, and weakest in spring. Great variations existed between the spring trend and the annual, summer, autumn and winter trends. During the 50-year study period, there are distinguishable periods of 4-6 years and 8-10 years in which the annual and seasonal vapor contents varied alternately between low and high concentrations. The annual vapor content and that of the four individual seasons all changed abruptly in about the mid-1980s (α<0.05). The west wind circulation, Tibetan Plateau circulation and the annual mean temperatures of the Tarim Basin are the main factors that influenced the surface vapor content over the study area, of which the Tibetan Plateau circulation may be the most important one.     

黑河流域草原蝗虫分布特征及其与生境的关系

草原蝗虫生态分布特征及其与环境因子的关系研究,是揭示蝗虫地理发生规律的理论基础。以黑河中上游天然草地为例,采用野外调查和定量分析方法,研究了不同草地蝗虫组成、生态种组分布特征。结果表明:黑河中上游天然草地的地形、气候条件和土壤、植被组成具有明显异质性;连续4年野外采集蝗虫38种,隶属于3科11属,32个多布种蝗虫在相关性系数为0.05处聚为8个生态种组,蝗虫具有极为广泛的生态适应性,同时草原区的生境决定着蝗虫的地理分布格局,研究区域蝗虫主要分布在海拔2000～3000m的祁连山地。温度因子是蝗虫种属组成的促进因子,其它因子为抑制因子;温度与降水量是蝗虫密度的促进因子;极端最低温与蝗虫种属组成存在极显著关系(r=0.706、0.761,p<0.01),与蝗虫密度存在显著关系(r=0.665,p<0.05)。     

近50年来渭河流域降水变化特征分析

通过对渭河流域21个气象站1951~2005年降水观测资料统计分析,并运用累积距平曲线和信噪比法对渭河流域降水时空分布及变化进行了分析。结果表明:(1)渭河流域降水随海拔高度降低由西向东呈上升趋势,每下降100 m平均增幅约为15.1 mm;(2)自20世纪60年代以来,渭河流域年均降水呈下降趋势,10年平均减幅约为2 mm;(3)经降水变化的突变分析得出近50年渭河流域降水不存在突变年,1982、2003年为渭河流域大的降水转折年。     

Impact of land use change on water resource allocation in the middle reaches of the Heihe River Basin in northwestern China

In recent decades, China has been experiencing rapid economic development, population growth and urbanization. These processes have stressed the shortages of water resources in China, especially in the arid re- gions of northwestern China. In order to sustain the expanding cropland, people increased groundwater exploitation in these regions. The purpose of this study was to quantitatively analyze the changes in land use and water re- sources, and their relationship in the middle reaches of the Heihe River Basin, a typical inland river basin in northwest China. The data of land use change were interpreted using aerial photographs(1965) and Landsat TM images(1986 and 2007). The data of irrigation water volume in the irrigation districts were spatialized in the middle reaches of the Heihe River Basin. The spatial variation of the groundwater depth was interpolated using the geo- statistical method. The results showed that the cultivated cropland area along oasis fringe increased by 15.38% and 43.60% during the periods 1965–1986 and 1986–2007, respectively. Surface water amount for irrigation had almost doubled from 1956 to 2010. The decrease of grassland area mainly occurred at the alluvial fan in front of the Qilian Mountains, with 36.47% during 1965–1986 and 38.56% during 1986–2007, respectively. The groundwater depth in front of the mountain constantly increased from 1986 to 2007. We found that the overuse of surface water and overexploitation of groundwater had direct consequences on the natural environments. We suggests that the efficiency of surface water resources use among different irrigation districts needs to be improved, which will sig- nificantly ease the conflicts between increasing water demand for irrigation and a shortage of water resources in the middle reaches of the Heihe River Basin.     

玛纳斯河肯斯瓦特以上流域近55年降水量变化特性分析

根据玛纳斯河肯斯瓦特水文站1956～2010年逐月观测的降水资料,运用线性回归,5年滑动平均,累计距平,Mann-Kendall以及EMD的分析方法,分析了玛纳斯河流域降水量的年内、年际、年代际变化特征。结果表明:近55年来,玛纳斯河流域降水量年内分配不均匀,主要集中在4～8月份,占年降水量的70.19%;年际变化大,总趋势以4.42mm/10a的变化率增加,但该趋势在0.05水平上不显著,降水变化具有明显的阶段性;年降水量变化存在准6～8年、准10～14年、准23～26年、准52年的波动周期。     

黑河流域产业间虚拟水转移及其关联分析

以干旱区黑河流域甘临高地区（甘州区、临泽县和高台县）为研究区,采用环境投入产出方法,结合前向和后向联系,分析研究区产业部门间的虚拟水转移及关联效应。结果表明：2012年甘临高地区蓝水直接消耗为5.96×108m3。第一产业蓝水直接消耗中有57%转移给第二产业和第三产业,而第二产业和第三产业向外转移的比例分别为19.5%和3%。绿水直接消耗为1.29×108m3,其中有57%用于部门间的虚拟水转移。第一产业是虚拟水转出最大的部门,而＂其他制造业＂、＂食品制造及烟草加工业＂、＂交通运输、仓储和邮政业＂以及＂住宿和餐饮业＂是对第一产业虚拟水转出拉动效应最大的部门。在水资源约束的情况下,建议对未来甘临高工业、服务业发展所带动的农产品耗水量增加进行控制,并提出遵循＂延伸生产者责任原则＂;利用虚拟水贸易,增加原材料农产品的蓝、绿虚拟水进口;发展对第一产业虚拟水拉动效应较小的产业等措施。