西北地区秋季干旱指数的变化特征

利用甘肃、宁夏、青海、新疆4省(区)的137个气象站30年的降水、蒸发资料,确定适合西北地区的干旱指数计算方法,分析中国西北地区秋季降水、蒸发、干旱指数的空间分布、时间演变等特征.结果表明:西北地区秋季平均自然降水从东南到西北依次减少,在甘肃西部、青海西北部、新疆南部有一条东西向的少雨带,是干旱最严重的地方.新疆南部、甘肃西部、青海西部重旱频率最高,平均2年一遇;新疆北部、甘肃南部、青海南部、中旱频率为30%左右,平均3年一遇,轻旱频率30%左右,平均3年一遇.表明西北地区的干旱有明显的地域特征,即新疆中南部、甘肃西部、青海西部为干旱区,新疆北部、甘肃中东部、青海东部和南部为半干旱区.     

塔克拉玛干沙漠西部和南部沙尘暴的形成及危害

沙尘暴是发生在干旱半干旱地区的一种气象灾害 ,我国的西北地区是我国沙尘暴多发区 ,新疆又以塔里木盆地西部和南部频次最多 ,灾害造成的损失最大。盆地南缘的和田地区沙尘暴天气主要发生在 3 -6月 ,西缘沙尘暴天气主要发生在 4-6月 ,多年发生频次一般为每年1 0 -3 0次 ,多则达到每年 3 5次。塔里木盆地沙尘暴发生的频率如此之高 ,主要该地区有沙尘暴形成的气象条件 ,下垫面条件和环流条件。在新疆沙尘暴的危害是巨大的 ,如何减少其危害 ,改善塔里木盆地地区的生存环境 ,是我们关注的主要问题之一     

西北地区农业干旱脆弱性评估及时空分布特征

西北地区是重要农牧交错区,生态环境脆弱,农业生产对气候变化极为敏感,研究其农业干旱脆弱性时空分布特征是有效应对干旱气候的关键。基于IPCC评估框架,考虑蒸散对土壤含水量的影响,将多时间尺度干旱指数纳入指标体系,研究西北地区农业干旱脆弱性及其时空分布特征。结果表明:2010—2020年该地区农业干旱脆弱性呈现下降态势,其中2010—2015年下降幅度最大,但区域均衡性减弱,出现“两极”现象;2015—2020年脆弱重心逐渐向南部地区转移,形成“辐射”效应。该地区农业干旱脆弱性冷热点区域变化显著,2010年热点区域集中在新疆西南部,冷点区域分布在新疆北部和宁夏;2020年热点区域转移至甘肃和青海南部,且呈现向外辐射现象,冷点区域主要集中在新疆北部地区。     

近50a新疆沙尘暴冷热点的时空分布特征

利用1961-2010年新疆88个气象站的观测资料,运用空间自相关和热点分析方法,分析了近50a新疆沙尘暴冷热点的时空分布特征。结果显示:新疆沙尘暴具有明显的地区差异,空间分布具有较强的正空间自相关性,属于显著的空间集聚分布;冷热点空间演化格局逐渐稳定,呈现出不断缩小并集聚分布的趋势,冷点向新疆北部的博州和伊犁河谷集聚,热点位于塔克拉玛干沙漠边缘的和田及其周边地区,沙尘暴的防灾减灾工作需重点关注热点的时空变化。     

西北地区东部夏季降水日数的变化趋势及其气候特征

以西北地区东部(95°E～112°E,32°N～41°N)104个测站1960～2000历年夏季(6～8月)降水日数资料为基础,通过EOF和REOF等分析方法,研究夏季降水日数时空分布的异常特征。结果表明西北地区东部夏季多年平均降水日数的地区分布特点是西部多、东部少,沿祁连山山脉存在一个降水日数较多中心区域,并且降水量和降水日数均呈增多趋势。降水日数的空间异常主要表现为一致性异常和南北相反异常两种类型。根据REOF方法可将西北区东部分为5个不同降水日数气候区,即甘肃中东部及河套区、渭水流域区、河西走廊区、青海高原北部区、青海南部区和四川北部区。20世纪80年代以来,西北地区东部大部分地区降水日数呈现减少的趋势。冬季(或夏季)青藏高原地面加热场强度偏强,甘肃河西及祁连山地区、宁夏南部等地夏季降水偏多(或少),青海东南部-甘肃南部-渭水流域夏季降水日数偏少(或偏多)。     

2002年3月20日沙尘暴天气的影响系统、起沙和输送的数值模拟

近年来,东亚地区严重沙尘暴的频发趋势,使沙尘暴成为当今社会广泛关注的重大生态和环境问题。本文利用一个以较高精度的地理信息数据为基础、具有清晰风蚀物理学概念的沙尘暴数值模式集成系统,对2002年3月19～22日主要沙尘暴事件的气象背景条件、起沙源、起沙率以及沙尘输送进行了模拟和较为细致的数值分析,并将结果与常规气象观测和卫星资料进行了对比。结果表明该模式对气象背景、沙尘源和沙尘输送的空间分布和时间演变有较好的模拟能力;起沙区域主要是蒙古国的巴彦洪戈尔省南部、南戈壁、东戈壁省,我国内蒙古阿拉善盟地区、锡林郭勒盟地区、甘肃北部和青海北部;起尘量最大的中心在内蒙古阿拉善盟地区的巴丹吉林沙漠和腾格里沙漠,平均达15mgm-2s-1;沙尘输送主要发生在对流层低层,在垂直运动较强的地方可以向上输送到500hPa。     

基于MaxEnt模型和ArcGIS的白喉乌头在中国潜在分布区预测

基于环境因子和白喉乌头(Aconitum leucostomum)在中国地理分布记录,结合最大熵(Max Ent)模型与Arc GIS,预测了白喉乌头在我国的潜在分布区,并采用接受者操作特征曲线(ROC)分析法对预测结果进行了验证。训练数据(training data)和验证数据(testing data)的AUC都为0.996,表明预测结果较好。结果表明,最冷月的低温、最冷季平均温度、最干季平均温度、昼夜温差与年温差比值是影响白喉乌头分布的主要环境因子。根据适生值的大小,高危区和适生区主要分布在新疆西北地区、甘肃东南部、宁夏大部、陕西中部北部、山西东部北部、河北北部、内蒙古西南部东南部地区。     

新疆沙尘暴活动与气候条件的关系

本文根据新疆不同地区气象观测资料,研究了该区沙尘暴活动特点及其与气候变化的关系。资料表明,近30年来新疆沙尘暴发生的频数呈减小趋势,这主要是气候变化影响的结果。新疆沙尘暴的高发月份为4、5月份,南疆沙尘暴明显多于北疆,这主要是南疆与北疆气候差异造成的。气候要素中的降水量变化与沙尘暴的发生有着极其密切的关系,二者呈明显的负相关;气温的高低也与沙尘暴的发生呈负相关。新疆地区气候的暖湿变化对沙尘暴的发生起着明显的抑制作用。华北和黄土高原沙尘暴主要发生在3-4月,这表明新疆5月份的沙尘暴没有到达这两个地区。研究新疆地区沙尘暴发生的条件对源区沙尘暴防治有重要的意义。     

我国北方沙尘暴活动对全球变暖的响应

北方沙尘暴与全球变暖的关系已成为研究的热点。文中利用1961～2006年中国北方沙尘暴多发区,包括西北地区的（内蒙古自治区,新疆自治区,宁夏自治区,青海,甘肃）和华北地区（河北）的71个站点,近46年的年均温统计资料,以及6个省区沙尘暴年平均天数,采用相关分析,线性分析,5年滑动平均,滑动t检验法等方法,分析了近46年...     

西北地区春季沙尘暴地面加热场基本特征

利用 NCEP/NCAR1 958-2 0 0 0年月平均全球再分析网格点资料 ,对西北地区春季典型沙尘暴年和典型非沙尘暴年的感热通量场、潜热通量场的差异进行了对比分析 ,找出了感热和潜热通量场与沙尘暴发生的关系。结果表明 ,春季典型沙尘暴年中沙尘暴发生区上游和西北区东侧是影响沙尘暴发生的关键区。西北地区春季典型沙尘暴年上游区为热汇区 ,沙尘暴发生区主要为热源区。     

新疆绿洲区沙尘暴变化特征及气象因子影响分析

新疆绿洲农业区是世界上受风沙危害最严重的地区之一。文中采用Mann-Kendall非参数趋势检验法、跃变检测等方法,对新疆绿洲农业区54a来沙尘暴演变趋势及气象因子对其影响进行了分析。结果表明:(1)近54a来,研究区沙尘暴发生次数均呈负趋势变化,其中,库车、和田、阿克苏、喀什以及莎车等地沙尘暴发生次数减少趋势尤为显著,而且沙尘暴发生次数越多的地区,其减少趋势越明显;(2)除巴音布鲁克之外,大部分研究区均在80年代前后出现显著跃变,即80年代之后沙尘暴发生次数均少于80年代之前;(3)研究区沙尘暴的年持续时间均呈逐年下降趋势,而且沙尘暴发生次数越多、总持续时间越长的地区,沙尘暴的年持续时间减少趋势越显著;(4)降水距平百分率、日降水量≥0.1mm日数与沙尘暴发生次数均呈反相关关系,且后者相关性要稍高;除巴音布鲁克外,其余地区的年平均风速、年最大风速与沙尘暴发生次数均为正相关,除和田外,年平均风速与沙尘暴发生次数的相关性比年最大风速要高些;除石河子外,其余地区年平均相对湿度均与沙尘暴发生次数呈反相关。     

西北地区东部群发性强沙尘暴风险分析

在沙尘暴发生规律的研究中存在着复杂性和不确定性,现实中,我们很难用状态方程对其进行精确的描述。利用风险分析方法,对沙尘暴的发生规律进行不确定性意义下的量化分析,可以得到有用的知识。本文建立了基于直方图统计方法的强沙尘暴风险估计模型,是区别于传统沙尘暴研究方法的一种探索。利用1954-2001年的沙尘暴记录,对中国西北地区东部群发性强沙尘暴年内发生风险进行了计算。结果表明,该地区群发性强沙尘暴每年出现的风险值为0.8541,而年内出现次数大于8次的可能性几乎为0,群发性强沙尘暴在该地区每年平均出现2次,研究结果对研究地区强沙尘暴的认识和防治具有指导意义。     

近40年来阿拉善地区的沙尘暴天气

本文根据内蒙古阿拉善地区1961～2000年40年的沙尘暴、扬沙资料,分析其气候学特征,着重分析其地理特征、季节特征以及年际、年代际变化特征。结果显示,近40年来阿拉善地区沙尘暴出现日数在减少。但是进入20世纪90年代,阿拉善北部地区沙尘暴出现日数却呈波动增加趋势。沙尘暴出现日数的变化是特定气候变化的反映,下垫面条件的持续恶化是该地区沙尘暴天气持续增加的重要原因。     

潜在外来入侵甜菜孢囊线虫在中国的适生性风险分析

本文应用MAXENT与GARP两种生态位模型对甜菜孢囊线虫在中国的适生性进行了风险分析和预测。结果表明甜菜孢囊线虫可在中国17个省市生存,适生范围为26°N～48°N,77.6°E～136°E。甜菜孢囊线虫入侵的高风险区:内蒙古南部、新疆西部、河北中南部、山西东北部、宁夏、甘肃北部;中风险区:北京、天津、陕西、山西大部、内蒙古西部和东南部、吉林西部、新疆北部;低风险区:河南、陕西南部、山东、内蒙古中东部、新疆中部、辽宁、吉林大部、黑龙江南部、江苏、安徽、湖北、湖南、江西、浙江北部;而青海、新疆南部、西藏、四川、重庆、云南、贵州、广西、广东、福建、海南、内蒙古少数地区和黑龙江部分地区属于基本不发生区。我国内蒙古、新疆、辽宁等省市甜菜种植区均适合甜菜孢囊线虫发生,对上述地区的进出口岸应加强甜菜孢囊线虫的检疫工作。     

中国北方冬季极端温度的变化及其与AO相关分析

依据1951-2005年中国北方地区297站冬季(12月～次年2月)的逐日最高温度和最低温度,分析计算出1951-2004年该区域内4种冬季极端温度指数(暖日、冷日、暖夜和冷夜)及其分布,并研究了其与同期北极涛动(AO)的关系。结果表明:在中国北方东部地区,冬季暖日天数的分布从南向北增加;在北方西部地区青藏高原和新疆北部较小,南疆较高。冬季冷日天数的分布总体上在北方东部从南向北递减;在西北地区比较复杂,在青藏高原较高,在南疆比较小。冬季暖夜天数的分布复杂,形成几个高值中心,分别在华北地区的河北、西北地区的新疆中部以及东北中部,其它地区较小,如青藏高原和北疆。冬季冷夜天数的分布,高值分布在辽宁北部、内蒙古的中东部、新疆北部和青海东南部;低值分布在华北地区的河北和西北地区的新疆南部。在气候变暖背景下中国北方地区冬季暖日天数和暖夜天数显著增加,而冬季冷日天数和冷夜天数显著减少。冬季暖日天数和暖夜天数在天数高值区发生的概率增加了,而冬季冷日天数和冷夜天数在天数高值区发生的概率减少了。在中国北方大部分地区,当冬季AO指数偏强时,冬季暖日天数和暖夜天数偏多,冬季冷日天数和冷夜天数偏少;反之,冬季AO指数偏弱时,冬季暖日天数和暖夜天数偏少,冬季冷日天数和冷夜天数偏多。其中显著相关的地区表明了冬季AO对这些地区的极端温度指标有显著的影响,反映出在显著相关的地区两者联系更为紧密。     

基于熵权集对分析的西北地区耕地生态安全水平差异比较

耕地生态安全是关系到粮食安全和人类生存发展的重要问题。构建基于PSR模型的耕地生态安全评价指标体系,运用熵权集对分析方法和障碍度模型对西北地区耕地生态安全水平与障碍因子进行差异比较分析。结果表明:(1)2002—2016年西北地区耕地生态安全总体水平不断提高,但安全等级在地区内部差异明显,2002—2008年,新疆、甘肃、宁夏维持"临界安全"等级不变,青海、陕西联系数主值分别为0.2334、0.2019,安全等级上升为"较安全"。2008—2016年,新疆联系数主值由0.0499提升为0.2692,安全等级上升为"较安全";甘肃、宁夏维持"临界安全"等级;青海、陕西维持"较安全"等级;(2)西北地区压力和响应障碍度均值由2002年的52.434、26.270下降为2016年的38.479、17.353,状态障碍度均值则由21.296上升为44.168。要素层2002年和2016年障碍度均值分别为45.457、32.732、21.811,影响西北耕地生态安全水平障碍因子排序依次为压力、状态、响应。2002年西北地区耕地生态安全水平与压力、状态、响应障碍度的相关系数分别为-0.226、0.120、0.055;2016年分别为-0.830、0.851、-0.661。新疆、青海和陕西出现的耕地生态安全等级提升与状态障碍度大幅度增加有关;(3)新疆和青海耕地生态安全值上升源于人均水资源量的增加;陕西耕地生态安全值上升得益于耕地生产率的提高和耕地环境的改善,但城市建成区的扩张和水资源的短缺制约了生态安全等级提升;甘肃、宁夏耕地生态安全维持等级不变,主要受制于耕地数量的减少和耕地质量的下降等因素。针对西北各地区耕地生态安全提出升级建议。     

潜在外来入侵甜菜孢囊线虫在中国的适生阵风险分析

本文应用MAXENT与GARP两种生态位模型对甜菜孢囊线虫在中国的适生性进行了风险分析和预测。结果表明甜菜孢囊线虫可在中国17个省市生存,适生范围为26°N～48°N,77．6°E～136°E。甜菜孢囊线虫入侵的高风险区：内蒙古南部、新疆西部、河北中南部、山西东北部、宁夏、甘肃北部;中风险区：北京、天津、陕西、山西大部、内蒙古西部和东南部、吉林西部、新疆北部;低风险区：河南、陕西南部、山东、内蒙古中东部、新疆中部、辽宁、吉林大部、黑龙江南部、江苏、安徽、湖北、湖南、江西、浙江北部;而青海、新疆南部、西藏、四川、重庆、云南、贵州、广西、广东、福建、海南、内蒙古少数地区和黑龙江部分地区属于基本不发生区。我国内蒙古、新疆、辽宁等省市甜菜种植区均适合甜菜孢囊线虫发生,对上述地区的进出口岸应加强甜菜孢囊线虫的检疫工作。     

苹果蠹蛾在中国的适生性分析

苹果蠹蛾是严重危害全球水果生产的一种重要害虫。本研究根据中国760个气象站点的气象数据和苹果蠹蛾生物学数据,综合运用CLMEX模型和ArcGIS分析相结合的方法,对苹果蠹蛾在中国的适生性进行分析。分析结果表明:苹果蠹蛾在我国的适生区域较为广泛。中高度适生区主要包括黑龙江、内蒙古、山西、宁夏、甘肃,吉林、北京、陕西、新疆、西藏的大部分地区,辽宁西部、河北西部和北部、青海北部、云南北部、四川西部、贵州西部及山东沿海地区。     

西北五省（区）耕地质量等别差异性比较

为了明确西北地区耕地等别分布特征及在全国耕地等别中的整体水平,以西北5省（区）农用地分等国家级汇总成果为基础,分析了西北地区耕地等别数量特点、耕地等别空间分异特征和耕地质量的影响因素。结果表明：西北地区中、低等地分布广泛,面积比例高达93．04％,耕地平均等别比全国平均等别9．8等低2．1个等别;西北地区各自然质量等地和利用等地分布的总体趋势基本一致,高等地主要分布在陕西（60．82％和86．48％）,中等地主要分布在新疆（50．99％和50．54％）,低等地主要分布在甘肃和陕西（53．4％、31．76％和46．87％、26．31％）,青海和宁夏耕地面积较小,且以中低等地为主;各经济等地分布略有不同,即高等地主要分布在新疆（85．12％）,中等地主要分布在新疆和陕西（60．86％和26．98％）,低等地主要分布在甘肃和陕西（48．95％和30．74％）,青海省以低等地为主,宁夏以中低等地面积比例较大;西北地区耕地质量主要受到地貌结构、土壤条件和农田基本建设3类因素的影响,且各类影响因素在西北各省域内的分布差别主要决定于各省（区）主导因素的差异,从而进一步控制西北地区耕地质量的空间分布规律。     

近51年新疆S干旱指数变化特征分析

利用新疆地区52个气象站1960-2010年月降水量和无雨日数资料,定义了S干旱指数,采用EOF、REOF、Morlet小波分析、Mann-Kendall分析、分布函数等方法,分析了近51年来新疆干旱指数的时空分布特征。结果表明:EOF分解得出,新疆干旱指数存在三种主要的空间分布,即全区一致变化型、南北反向变化型和东西反向变化型;根据REOF前四个旋转荷载向量场高载荷区分布,将新疆干旱指数分成四个区,即新疆北部地区、新疆南部地区、天山中西部地区和天山东部地区;新疆北部地区、天山中西部地区和天山东部地区干旱指数有增大的总趋势,新疆南部地区干旱指数有减小的总趋势。