一次暴雨过程云中液态水微物理属性垂直分布

采用美国宇航局NASA的CloudSat卫星加载的云廓线雷达反演资料2B CWC RVOD和2B CLDCLASS,以2008年4月28日发生在新疆北部沿天山一带的暴雨过程为例,分析云中液态水粒子有效半径、粒子数浓度、液态水含量等微物理属性的垂直分布特征。结果表明：此次暴雨过程中,云层分布在1～12 km高度, 但云中液态水分布在6 km以下。云中液态水粒子半径的高值区出现在云层的中部,而峰值出现在约3 km高度处,云体边缘是低值区,且有效半径小于5 μm 的粒子在所有高度均有分布,占所有粒子的71.19%,在3～4 km高度层分布比例最大。大于20 μm的粒子仅占1.27%,且集中分布于云中液态水中部2～5 km;液态水含量随云层高度的增加而有所降低,液态水含量大于500 mg·m-3仅占0.08%,且分布在2~3 km;云中液态水粒子数浓度在垂直高度上存在明显的分层现象,云层越低,云中液态水粒子数浓度越高,粒子数浓度小于20个·cm-3,占25.26%,且随高度的增加而增加,而浓度大于60个·cm-3的粒子占12.28%,主要分布在2~5 km,且云层中部偏下处分布较多。     

近40年玛曲草地暖干化趋势及影响因子分析

通过利用Holdridge可能蒸散率(PER),对玛曲草地1971～2010年的干湿变化特征进行了分析,近40年玛曲草地PER呈明显的上升趋势,上升趋势达0.03/10a,20世纪90年代后,玛曲草地PER持续偏高,并在1993年出现了增大突变,降水量以7.4mm/10a的趋势减少,温度以0.46℃/10a的趋势上升,生物温度以0.25℃/10a的趋势上升,降水量与生物温度呈现出明显反向变化,玛曲草地有从极湿润区向湿润区过渡的趋势,出现了明显的暖干化趋势。主成分分析表明玛曲草地暖干化的主要原因是气温升高,同时日照时数增加、降水量减少、相对湿度下降和风速减小加剧了暖干化的趋势。受气候暖干化和人为因素的影响,玛曲草地出现了明显的退化和沙化,沼泽湿地的面积也呈明显的减少趋势,导致玛曲草地牧草产量下降,涵养水源能力急剧下降和生物多样性锐减。     

青海湖区域云、降水特征及降水效率的研究

根据1995-2004年5～9月青海湖区域刚察、共和、天峻、海晏4站地面观测资料,对该地区主要降水云状和降水特征进行统计分析.结果表明:混合云的降水频率最高,其次是积云,层云较低;降水特征有明显的差异,降水强度、降水次数南部明显小于北部,大降水东北部多于西南部;刚察、天峻混合性降水出现频率最高,共和阵性降水最高,海晏连续性降水最高,各站降水最高频数多出现在8月;降水概率各站之间有明显差异,降水最大值多出现在7月,其次为6,8两月,低云量进入统计后,部分站出现双峰型变化特征.对积云和层状云产生的降水效率估算结果表明,高层云降水效率较高,积雨云降水效率较低,混合云降水效率在两者之间.     

单个掩星事件湿度场资料同化实验

将一个掩星事件反演的湿度场数据同化入WRFDA系统。同化后,在850 hPa和500 hPa高度上掩星事件点附近的西北侧和200 hPa上的东南侧温度增高,850 hPa和500 hPa高度上掩星事件点的东南侧和200 hPa上的西北侧温度降低。水汽混合比在各层的正增长均位于掩星事件点的西北侧,负增长位于东南侧。温度和水汽混合比的正、负增长区以掩星事件点为中心呈准对称分布。气压在各个模式层上减小,平均偏差极值为0.5 hPa,位于近地面附近,减幅随着高度的增加而单调递减。温度和水汽混合比的正负增长在300 hPa上下均有,但温度的变幅极值区主要集中在300 hPa附近,极值达2 K以上。水汽混合比的调整主要出现在30 km以下的高空,其最大值2.2×10^-3kg•kg^-1在近地面(47.5°N, 72.5°E)附近,随着距离的增加而递减。此次单个掩星事件湿度场的同化不仅改善了沿天山一带的降水量预报效果,并且有效降低了青藏高原北坡的虚假降水量,缩小了虚假降水落区范围。     

敦煌莫高窟第465窟温湿度时空分布特征

通过对莫高窟北区第465窟温湿度进行连续监测,研究其时空分布特征。结果表明:第465窟温度大致呈正弦半波曲线变化,8月温度最高,1月温度最低,相对湿度受降雨影响明显,最高相对湿度出现在降雨量最大的8月。洞窟内温湿度空间分布受围护结构热惯性影响,表现出衰减性和延迟性,夏季由窟门向内温度逐渐降低,相对湿度逐渐升高,冬季相反。主室温湿度在空间分布上较前室更为均匀,垂直方向温湿度分布与高度相关性较大,距地面1.8m以上空间温湿度分布极为均匀。热压以及湿度差驱动的洞窟内外热湿交换造成了温湿度波动,夏季窟内中上部温湿度日波动较大,冬季前室地面温湿度日波动较大。     

大气能见度及影响因子特征分析

为研究大气能见度下降与气象要素和环境空气污染物的关系,利用2014年邢台市逐时气象观测资料和同期环境空气监测数据,对气温、露点温度、气压、相对湿度、平均风速、SO_2、NO_2、CO、O_3、PM_(10)、PM_(2.5)和粒子直径介于2.5-10μm的环境空气污染物与大气能见度进行了分析。结果表明:相对湿度和PM_(2.5)质量浓度与大气能见度有很好的负相关,随相对湿度的升高,大气能见度下降和PM_(2.5)质量浓度上升趋势明显。利用PM_(2.5)数据得到了不同相对湿度下的非线性大气能见度拟合方程,在相对湿度≤19%时,PM_(2.5)质量浓度与大气能见度呈对数关系明显;相对湿度介于20-29%时呈指数关系明显;相对湿度≥30%时呈乘幂关系明显。经验证,建立的拟合公式具有较好的实际应用价值。     

温度对稻虱缨小蜂生态适应性的持续影响

本文研究了不同温度（22、25、28、31和34℃）对稻飞虱卵期优势寄生蜂稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae的生态适应性的持续影响。结果表明,28℃和31℃对稻虱缨小蜂的幼期发育、羽化率、成虫寿命和性比的持续影响不明显。22、25和34℃下幼期发育历期随世代增加而延长,羽化率随世代增加而降低。成虫寿命在22℃下随世代增加而延长,34℃下随世代增加而缩短。22℃和25℃下稻虱缨小蜂幼期发育历期有显著的累积效应,34℃下对羽化率的影响有显著的累积效应。     

气候变化对渭河流域自然植被净初级生产力的影响研究(Ⅱ)——渭河流域自然植被净初级生产力的研究

利用渭河流域及其周边地区52个气象站1959～2010年的逐日气象资料,采用周广胜-张新时模型、Penman-Monteith模型、气候倾向率、相关分析和Spline插值等方法,分析了近52年湿润指数的时空变化特征及其对NPP(自然植被净第一性生产力)的影响,并对未来不同的气候变化情景下NPP对气候变化的可能响应进行预估。结果表明:NPP高值区位于秦岭山区、关中部分地区、子午岭、六盘山和华山地区,总体呈下降趋势(P>0.1),仅个别站点微弱上升;NPP与降水、相对湿度和湿润指数成正相关(P<0.001),与潜在蒸散量、日照时数和气温负相关,温度对于NPP累积起到的作用有限,降水是主要制约因素;不同的气候情景对NPP的模拟表明,温度和降水同时上升的情况下NPP增幅15%以上,仅温度升高而降水不变NPP增加10%左右,温度上升而降水下降导致NPP不升反降,仅个别地区出现小幅上升。     

内蒙古空中云水资源特征及与降水关系

利用19年的国际卫星云气候计划ISCCP D2资料,分类型对内蒙古地区空中云水资源的时空分布、变化趋势及其与降水的关系进行了分析,并分析了可能影响云量和降水变化的原因。结果表明:内蒙古地区云量总和平均为65.21%,卷云最多,平均达到18.77%。液态层积云、层云、高层云等云量呈现出自西向东依次增多的空间分布特征,同降水量的空间分布特征相一致。降水与液态的云量呈正相关,与冰相的云量呈负相关关系。全球表面增温以及西太平洋副热带高压的变化可能是云量和降水变化的原因。     

陇中旱地春小麦产量对降水与温度变化的响应模拟

为了探索降水与温度变化对旱地春小麦产量的影响,本研究以定西市安定区1971—2012年共42年的逐日气象数据为基础,运用APSIM(agricultural production system simulation)模型对不同降水(逐日降水±20%、±15%、±10%、±5%、±0%)与温度(逐日温度±2℃、±1.5℃、±1℃、±0.5℃、±0℃)变化下的旱地春小麦产量进行了模拟,并采用二次多项式回归、单因素边际效应和通径分析研究了温度和降水变化对春小麦产量的影响机制。结果表明:在试验设计范围内,春小麦产量(Y)与降水(X_1)和温度(X_2)变化编码值的回归方程为Y=1452.24+2693.88X_1-287.25X_2-200.38X_2~2-344.47X_1X_2(R~2=0.999,P0.01)。当温度不变时,降水与春小麦产量呈正线性关系,由模拟结果可知,降水每增加5%,春小麦产量最大增幅为21.38%,平均增幅为14.31%;当降水不变时,温度与春小麦产量呈开口向下的二次函数递减关系。根据模拟结果,温度每升高0.5℃,春小麦产量最大降幅为4.92%,平均降幅为3.24%;通径分析显示,温度和降水之间存在负互作效应,但降水增加对春小麦产量的增产效应远大于温度升高所造成的减产效应。     

近50年东北地区的气候变化事实检测分析

采用国家基准气候站和基本气象站的地面资料,系统地分析了中国东北地区1956年以来近地表主要气候要素演化的时间和空间特征。结果表明:东北近50 a来年平均气温变暖幅度约为1.5℃,增温速率接近0.3℃/(10 a),比北半球和全国同期平均增温速率明显偏高。气温增暖主要发生在最近的20余年。1956年以来东北平均降水量呈略减少趋势,降水变化的空间特征明显而相对稳定,黑龙江的漠河、内蒙古的海拉尔、赤峰的个别地区呈略增加以外,其他大部地区呈减少趋势,尤其黑龙江东部、吉林西部以及辽宁东南部地区降水减少明显。在降水量减少的同时,降水日数也同时减少。分析还发现,近50 a来东北平均的日照时数、平均风速、蒸发量、相对湿度等气候要素均呈显著下降趋势。各不同的气候要素都存在着年际和年代际变化振荡周期,对这些气候要素进行了突变检测,发现年平均气温在1988年发生了明显突变,气温突变首先是以最低气温突变开始的,说明气候变暖是以最低气温变暖开始的。降水量在1961年发生突变,降水量由多减少;降水日数在1994年发生了由多转少的突变;日照时数突变发生在1978年,之后日照时数呈变少趋势。     

高温高湿对黄瓜黑星病菌孢子萌发及侵染的影响

 采取温湿度相结合的方法来研究高温处理对黄瓜黑星病菌(Cladosporium cucumerinum Ell.and Arth.)侵染的影响,比较研究了35~50℃ 4个温度梯度、50%~90% 5个湿度梯度组合处理对病菌的致死作用。同一相对湿度下,随着温度的上升病菌的致死率增加,病菌致病力降低;在同一温度下随着湿度的不断升高,受处理的孢子萌发率和致病能力都逐渐下降。在RH 80%以上、温度40℃以上时,对孢子的致死率随着处理时间的延长而增高,此高温高湿处理病菌超过2 h,病菌孢子不萌发,也基本没有接种发病率。通过高温控制苗期黄瓜黑星病的研究,初步确定高温高湿防治苗期黄瓜黑星病的最佳温度区间为40℃ 2 h或45℃ 1h (RH 80%)。     

1957—2015年叶尔羌河流域气候变化特征及其径流响应

根据流域内气象、水文站点的长期观测数据,利用线性趋势、相关系数、累积距平、Mann-kendall(M-K)突变检验等方法分析不同区域的干、湿季气候变化特征,并假定不同的气候情景组合,分析径流对气候变化的响应程度。结果表明:(1)1957-2015年4个单元气温和降水量呈增加趋势;除上游外,相对湿度、平均风速和大风日数呈减小趋势,流域径流量呈增加趋势。(2)气温在1996年发生突变;降水量未出现明显突变点;相对湿度在2005年左右发生突变;除下游外,平均风速在1983年发生突变;径流量于1993年发生突变,突变后径流量增加了9.08×10^8m^3。(3)相关性分析显示,流域径流量与湿季平均气温、平均最低(最高)气温呈极显著正相关,与湿季平均风速、大风日数和相对湿度呈负相关,除上游径流与干季降水量呈正相关外,其他区域与降水量呈负相关。(4)敏感性分析表明,当降水量不变,气温升高1℃,径流量增加9.06%;当气温不变,降水量增加10%,径流量减小1.67%,这主要与径流组成有关。流域77.4%的径流量来自雪冰融水补给,当降水量增加时,气温降低,减少了冰川积雪的融化,因而流域径流与气温呈正相关,与降水量呈负相关,且对气温变化更敏感。     

季节性冻土区土体冻融过程及其对水热因子的响应

利用内蒙古赛罕乌拉森林生态系统国家野外观测研究站试验地的森林小气候观测塔,根据2015—2016年冻融期野外观测的气温、降水量、土壤温度和水分数据,对该区季节性冻土的冻融过程和特点进行分析,研究土壤冻结和解冻过程中各土壤层的垂直温度和水分的变化,以及对气温和降水量的响应。结果表明:①季节性冻土的土壤温度随着土层深度增加,土壤冻结和融化滞后天数也会增加,同时与气温的相关性也逐渐减小;②季节性冻土解冻的速度要快于冻结的速度;③在进入解冻期前,3月中旬到5月中旬,各层土壤温度始终保持在-1～1℃之间,不随气温波动;④降水量并不大的解冻期,土壤未冻水含量会迅速增加,说明冻融过程确实能够保存土壤水分,这将有利于植被应对春季干旱。     

近50年黄土地区气候与潜在蒸散量变化及其影响因素分析

根据黄土地区1951—2000年14个站点的日气象资料以及FAO56 Penman-Monteith公式,计算各站逐月潜在蒸散量,分析近50 a各站年平均气温、降水量、日照时数、风速和相对湿度等气候要素以及年潜在蒸散量的变化趋势和变化特征,并据此分析ET0变化的气候成因。结果表明:(1)近50 a来黄土地区基本都表现为显著的增温趋势,增温速率为0.039～0.396℃/10a,与全国平均水平0.22℃/10a相当;降雨量、风速、日照时数和相对湿度总体上均呈下降趋势;(2)潜在蒸散量年际间除驻马店和介休显著下降外,其他大部分站点呈显著上升趋势;(3)敏感性分析表明黄土地区潜在蒸散量的主要影响因素是相对湿度,其次是太阳辐射(日照时数)和气温,风速变化的影响最弱。     

内蒙古地区与全球云水资源分布情况研究

利用ISCCP-D2云资料、内蒙古116个气象站地面降水资料、NCEP同化资料,分析研究了全球云水时空分布特征及内蒙古地区云水时空分布特征、降水分布特征,研究表明:20年年均变化来看,可降水量在波动过程中有增多的趋势;降水量从1984年到1998年有增多的趋势,1998年到2001年有明显的减少趋势;从24年实际降水量空间变化趋势来看,内蒙古东部地区有明显的减少趋势,中西部地区有增多趋势,尤其中部地区乌兰察布市、呼和浩特市、包头市等地区有明显的增多趋势。     

1960-2009年巴丹吉林沙漠南北缘气候变化分析

利用巴丹吉林沙漠北缘的额济纳旗、拐子湖和南缘的阿拉善右旗、雅布赖4个气象站,1960-2009年逐月平均气温、降水量和相对湿度资料,运用一元线性回归、趋势系数分析和5年滑动平均方法,分析近50年来沙漠南北缘气候变化趋势.结果发现:近50年来,巴丹吉林沙漠南北缘年平均气温显著升高,升温速率为0.27～0.48℃/10 a...     

河西走廊东部地面温度的变化特征及影响因子分析

利用河西走廊东部4个气象站近50 a地面0 cm温度及年气温、蒸发、降水、相对湿度和风速等观测资料,运用线性趋势系数法系统分析了河西走廊东部近50 a地面温度的空间分布、时间变化趋势及极值变化等特征,采用多元线性回归中的标准化回归系数分析了影响地面温度的气象因子。结果表明：受天气系统、地形地貌以及海拔高度等影响,河西走廊东部地面温度低海拔平原区大于高海拔山区。各地年、年代地面温度呈很显著上升趋势,年地面温度的时间序列存在着6～9 a的准周期变化;月地面温度变化比较一致;各地各季节地面温度也呈上升趋势,春、夏季上升率大于秋、冬季;各地年极端最高和最低地面温度也均呈上升趋势,极端最低地面温度的上升率大于极端最高地面温度的上升率,因此冬季增温对年地面温度升高贡献大于夏季。河西走廊东部地面温度的主要影响因子是最低气温和平均气温,其次是降水、平均风速和相对湿度,最高气温的影响较弱,蒸发的影响最弱。地面温度与平均、最高、最低气温呈正相关,与降水、相对湿度以及平均风速呈负相关,与蒸发无相关性。影响各地地面温度的主要因子有所不同。     

沙地凝结水及在水分平衡中作用的研究

凝结水是一种特殊的降水,它的分布受自然地带的影响,产生凝结水的多少随天气状况而不同,晴天比阴天多,它与风速、气温、地温成反比,与降水、相对湿度成正比。凝结水是水分总收入的一部分,在水分平衡中起着一定的补充作用。对植物的生长起着重要的作用,它可减弱植物叶面的蒸腾和夜间的呼吸作用,因而减少植物体内的水分消耗。     

温湿度调控对番茄灰霉病菌产生的细胞壁降解酶的影响

 番茄灰霉病菌在致病过程中能够产生4种细胞壁降解酶,以PMG酶活性最高,其次是β-葡萄糖苷酶和PG酶,Cx最少。灰霉病菌在不同温度下侵染番茄叶片时产生的致病酶活性不同,4种酶在20℃时表现了最高的活性,15℃次之,当温度达到25℃时,各种酶的活性都急剧下降,随着温度的再升高,酶活更低。随着湿度的增高,病菌产生的细胞壁降解酶的活性也增加,当相对湿度达到90%以上时,4种酶的活性也达到最高。温湿度对番茄灰霉病菌产生细胞壁降解酶的影响趋势,与其对发病的影响趋势是一致的。