中国北方沙尘暴的气候特征及其对春季青藏高原地面感热异常的响应

选用中国185个常规气象观测站,建站～2000年历年沙尘暴日数资料,分析了近50年来中国北方沙尘暴的气候特征及其对青藏高原地面感热异常的响应。结果表明虽然单个沙尘暴过程属于一次中尺度天气过程,但年沙尘暴日数具有较好的空间一致性,在空间上有五个自然尘源区,即河西走廊、南疆盆地南缘、阿拉善高原、鄂尔多斯高原和浑善达克沙地等沙尘暴高发区。比较近50年来中国沙尘暴日数的年代际变化,总体趋势在减少,20世纪90年代是近5个年代中最少的。但20世纪末至21世纪初,中国沙尘暴日数有明显的回升趋势。进一步研究表明,中国沙尘暴与春季青藏高原地面感热关系密切,当春季青藏高原地面感热呈EOF1模态时,当年中国北方沙尘暴日数明显较常年偏多。     

基于生态平衡视角的陕西碳通量时空演变分析

采用MOD13A1和MCD12Q1遥感数据、气温和降水数据以及一次能源消费、水泥生产量、生物质能源消费等统计数据,基于生态平衡视角,运用CASA模型、碳排放测算模型,分别估算2000-2010年陕西省及各市地表植被NPP和人类活动碳排量,并进行差量分析,进而探讨其碳通量和碳平衡演变过程。结果表明：陕西省地表植被每年NPP总量在5.00×107~8.00×107 t,波动中呈现升高趋势,NPP总量空间分布为：陕南>关中>陕北;陕西省人类活动碳排放从2.61×107 t增加到了7.76×107 t,碳排放空间分布为：关中>陕北>陕南;2000-2010年西安和渭南一直处于碳赤字状况,宝鸡、延安、汉中、安康和商洛碳盈余,承载着陕西省大部分碳吸收功能,在维持省域碳盈余中起关键作用,铜川、咸阳和榆林则由碳盈余逐渐变为碳赤字。最后提出陕西省应逐步着手建立碳排放权交易市场等建议。     

近50年黄土高原气候变化特征分析

利用黄土高原地区55个气象台站1951-2000年50年的气温和降水逐日资料,分析了黄土高原地区气温和降水的地理分布特征和气候变化特征;把黄土高原地区分成4个小区,利用小波分析的方法研究了各个小区气温和降水的多时间尺度特征。结果表明:黄土高原多年平均年降水量的地理分布总趋势是南多北少,东多西少,由东南向西北递减,近50年来的降水是逐渐减少的;气温的地理分布特点也是南高北低,东高西低,由东南向西北递减,近50年来的气温是在逐渐上升的;各区降水主要存在准3a周期、8-12a和准22a周期,年平均气温的准3年周期在少数时段通过了显著性检验。     

基于县域单元的中国人粮关系及其变化研究

以基于县域尺度的1980年、1990年、2000年的统计资料为基础,采用人口粮食匹配曲线、基尼系数等指标,分析计算中国县域尺度的人口粮食关系,揭示中国县域人-粮关系及其演变规律,旨在为统筹解决国家粮食安全问题提供科学依据。研究结果表明：1）1980-2000年我国人口粮食匹配不均衡程度越来越高,一方面说明我国粮食生产集...     

农牧交错区土地利用变化研究——以内蒙古伊金霍洛旗为例

利用1984,1991年和2000年3个年度的土地利用现状图以及景观区划图,通过定量指标体系,分析了伊金霍洛旗1984-2000年间土地利用格局的时空变化以及区域差异.结果表明:草地是当地主要的土地利用类型,占总土地面积的59.03%～69.33%.从土地利用类型变化幅度、年变化速率和动态度3个指标来看:1984-1991年土地利用变化以建设用地(增幅为162.75%,下同)和乔木林地(114.70%)的快速增加,流动沙地(-37.11%)和草地(-8.30%)的减少为特点.1991-2000年,以林地(乔木林地和灌木林地增幅分别为-61.43%和-88.47%)大幅减少,流动沙地(102.28%)和草地(17.45%)大幅增加为特点.从空间稳定性看,草地(未变化比例为66.71%～77.05%,下同)和水体(50%左右)最稳定,耕地(基本在30%左右)次之,其他类型稳定性较差.草地和水体的空间位移较小,而建设用地、乔木林地、灌木林地及流动沙地的空间位移较显著.     

近二十年内蒙古地区空中水资源的分布及变化趋势

根据内蒙古自治区12个探空站1980-2000年的每日两个时次的探空资料,计算了每个探空站的可降水量,分析了内蒙古地区可降水量的时空分布和多年的变化趋势。另外利用这12个站的实际降水资料分别计算了它们每个月的降水效率、年平均降水效率。结果表明:可降水量从1-7月逐渐增加,7月后逐渐减少,且从东到西依次减少。1980-2000年12个站的可降水量均呈现出增加的趋势。降水效率在7、8月份最大。年平均降水效率最少的是额济纳,最大的是索伦。内蒙古地区的降水效率较低,即使是降水效率最大的索伦站7月份的降水效率也只有21.02%,因此,可以说内蒙古地区的空中水资源的开发潜力是较大的。     

基于STIRPAT和Path的宁夏碳排影响因素分析

宁夏作为典型能源输出区,2010年人均碳排居中国首位,面临严峻碳减排压力。计算1985-2013年碳排总量,引入中国其它地区城市化率和宁夏电热产业区位商等对STIRPAT模型扩展,用偏最小二乘法(PLS)和Path分析法估计各驱动力直接和间接影响系数。研究结果:宁夏1985-2013年碳排量由1017.48万t增长到18314.95万t,年均增长10.48%,人均碳排量由2.45t/人增长到28.00t/人,年均增长8.76%;中国其它地区人口城市化通过人均GDP和电力、燃气及水的生产和供应业对宁夏碳排产生显著间接影响;宁夏碳排对总人口、单位GDP能耗、人均GDP、中国其它地区人口城市化率、宁夏人口城市化率和宁夏电力、燃气及水的生产和供应业区位商弹性系数分别为1.12%、-0.17%、0.25%、0.64%、0.80%和0.76%。     

我国北方春季沙尘暴的异常及其对冬季青藏高原地面感热的响应

本文选用中国178个常规气象观测站建站～2000年历年春季沙尘暴日数资料,分析了近50年来中国北方春季沙尘暴的气候特征。在此基础上进一步揭示了我国北方沙尘暴的形成、发展以及造成的危害。结果表明我国北方春季沙尘暴存在东西反位相差异,近50年来,春季沙尘暴日数总体趋势在减少,但20世纪末又有明显的回升趋势。这不仅与影响我国北方的冷空气路径有关,还与青藏高原冬季地面感热的异常密切相关。     

1987年-2018年我国小麦主要病虫害发生危害及演变分析

本文总结分析了1987年-2018年我国小麦病虫害发生危害及其演变情况?蚜虫?麦蜘蛛?吸浆虫?地下害虫和赤霉病?条锈病?纹枯病?白粉病是当前我国小麦上的主要病虫害?2011年-2018年这8种病虫害的发生面积为4 416.45万~6 051.42万hm2, 占小麦全部病虫发生面积的74.89%~86.07%?通过防治, 每年挽回小麦产量损失307万~2 136万t, 占全国小麦总产的3.60%~18.44%, 平均年挽回损失1 134.94万t, 占全国小麦总产的10.56%, 其中1987年-1990年?1991年-2000年?2001年-2010年和2011年-2018年经防治后平均挽回损失分别为598.13万?1 056.42万?1 272.8万和1 612.35万t; 防治后每年仍造成小麦产量损失220万~640万t, 占全国小麦总产的1.97%~6.52%; 平均年实际损失346.95万t, 占全国小麦总产的3.23%, 其中1987年-1990年?1991年-2000年?2001年-2010年和2011年-2018年分别实际损失378.11万?337.31万?355.50万和316.90万t?2000年以来, 受气候变化?耕作制度变迁和品种更替等因素影响, 我国小麦主要病虫害发生演变呈现小麦赤霉病重发频率提高?发生区域呈北抬西扩趋势, 蚜虫上升为黄淮海麦区最重要的害虫, 小麦纹枯病?白粉病?麦蜘蛛和地下害虫等小麦常发性病虫害发生相对平稳, 小麦条锈病?吸浆虫等病虫害发生趋降, 新发病虫害在局部麦区扩散危害等特点, 并针对性地提出构建小麦病虫害自动化监测预警体系?研究小麦病虫害长期灾变规律?集成和完善小麦病虫害综合防控技术等建议措施?     

油菜菌核病灰色灾变长期预测模型研究

本文应用灰色系统理论对病害的长期预测方法进行了研究。作者根据湖北省云梦县1980～1989年油菜菌核病的历史统计数据,建立了灰色系统 GM(1:1)灾变长期预测模型,并给出了油菜菌核病长期预测的时间函数模型:(?)~(1)_(t)=109.064679e~(0.1060258(t-1))-98.064679。经检验,模型的精度高;回测1980～1989年的结果,拟合率高;预测1990年和1991年为大发生年(灾年),1992年为常年。本文采用的灰色系统理论建立的灰色灾变预测模型,是基于一阶单变量微分方程建立的,该模型不依赖于气象因素及其预报数据,也不涉     

Wind tunnel experiments on dust emissions from different landform types

The measurement and assessment of dust emissions from different landforms are important to understand the atmospheric loading of PM10(particulate matter ≤10 μm aerodynamic diameter) and to assess natural sources of dust; however, the methodology and technique for determining the dust still present significant research challenges. In the past, specialized field observation and field wind tunnel studies have been used to understand the dust emission. A series of wind tunnel tests were carried out to identify natural sources of dust and measure the magnitudes of dust emissions from different landforms. The method used in this study allowed the measurement of the PM10 emission rate using a laboratory based environmental boundary layer wind tunnel. Results indicated that PM10 emissions demonstrated strong temporal variation and were primarily driven by aerodynamic entrainment. Sand dunes, playa, and alluvial fans had the largest dust emission rates(0.8–5.4 mg/(m~2·s)) while sandy gravel, Gobi desert and abandoned lands had the lowest emission rates(0.003–0.126 mg/(m~2·s)). Dust emissions were heavily dependent on the surface conditions, especially the availability of loose surface dust. High dust emissions were a result of the availability of dustparticle materials for entrainment while low dust emissions were a result of surface crusts and gravel cover. Soil surface property(surface crusts and gravel cover) plays an important role in controlling the availability of dust-sized particles for entrainment. The dust emission rate depended not only on the surface conditions but also on the friction velocity. The emission rate of PM10 varies as a power function of the friction velocity. Although dynamic abrasion processes have a strong influence on the amount of dust entrainment, aerodynamic entrainment may provide an important mechanism for dust emissions. Large volumes of dust entrained by aerodynamic entrainment cannot only occur at low shear velocity without saltation, but may dominate the entrainment process in many arid and semi-arid environments. So it may also be responsible for large magnitude dust storms. Playa and alluvial fan landforms, prior to developing a surface crust, may be the main sources of dust storms in Qinghai Province.     

近50年中国气温变化的区域差异及其与全球气候变化的联系

采用1961-1990年逐年年平均气温资料,运用旋转经验正交函数(REOF),将中国大陆划分为8个气温变化区。之后依据1951-2000年逐月气温和年平均气温资料,采用线性回归和滑动平均等方法分析各个区域的气温变化趋势和特征。最后分析了六个遥相关指数与每个区域年平均气温、冬季气温、夏季气温标准化序列的相关关系,指出中国气温变化与全球气候变化的相关性。研究发现:1951—2000中,我国大陆35oN以北地区年平均气温变暖显著于35oN以南。23-35oN、90-112.5oE即青海南部、西藏东部、四川和云南的西部变冷。所有区域90年代为最暖期,且都存在显著变暖趋势。35oN以北地区冬季的变暖速率显著大于夏季和年平均气温的升温速率。我国的气温变化与全球气候变化有一定程度的相关关系,而且不同季节,响应全球大气变化的区域也不同。     

Separating emitted dust from the total suspension in airflow based on the characteristics of PM10 vertical concentration profiles on a Gobi surface in northwestern China

During aeolian processes, the two most critical factors related to dust emissions are soil particle and aggregate saltation, which greatly affect the vertical profiles of near-surface dust concentrations. In this study, we measured PM10 concentrations at four different heights (0.10, 0.50, 1.00 and 2.00 m) with and without continuous and simultaneous aeolian saltation processes on a Gobi surface in northwestern China from 31 March to 10 April, 2017. We found that the vertical concentration profiles of suspended PM10 matched the log-law model well when there was no aeolian saltation. For the erosion process with saltation, we divided the vertical concentration profiles of PM10 into the saltation-affected layer and the airflow-transport layer according to two different dust sources (i.e., locally emitted PM10 and upwind transported PM10). The transition height between the saltation-affected layer and the airflow-transport layer was not fixed and varied with saltation intensity. From this new perspective, we calculated the airflow-transport layer and the dust emission rate at different times during a wind erosion event occurred on 5 April 2017. We found that dust emissions during wind erosion are primarily controlled by saltation intensity, contributing little to PM10 concentrations above the ground surface compared to PM10 concentrations transported from upwind directions. As erosion progresses, the surface supply of erodible grains is the most crucial factor for saltation intensity. When there was a sufficient amount of erodible grains, there was a significant correlation among the friction velocity, saltation intensity and dust emission rate. However, when supply is limited by factors such as surface renewal or an increase in soil moisture, the friction velocity will not necessarily correlate with the other two factors. Therefore, for the Gobi surface, compared to limiting dust emissions from upwind directions, restricting the transport of suspended dust in its path is by far a more efficient and realistic option for small areas that are often exposed to dust storms. This study provides some theoretical basis for correctly estimating PM10 concentrations in the Gobi areas.     

渭河流域60年来气温变化特征与区域差异

对渭河流域及其周边45个气象站点近60年的气温特征值,做空间插值、线性回归分析、气温突变分析和趋势分析。结果表明:1)1951～2009年间渭河流域年平均气温、年平均最低气温均呈显著上升趋势,年平均气温和年平均最低气温的的增温速率分别为0.252℃/10a和0.261℃/10a,年平均气温大于9℃区域所占流域总面积比,60年间上升34.78%;年平均最低气温大于3℃区域所占流域总面积比,60年间上升17.2%;2)年平均最高气温除1980s下降外,其余年代呈现上升趋势,增温速率为0.255℃/10a,其大于16℃区域所占流域总面积比,首先从1950s的46.27%下降至1980s的37.15%,而后又上升至2000年后的81.63%;3)年均温、年平均最低温和年平均最高温变化的转折点在1990年前后;4)气温日较差从1950s至1970s呈下降趋势,进入1980s后略有上升,其中气温日较差大于11℃区域所占流域总面积比,首先从1950s的55.96%下降至1980s的41.58%,而后又上升至2000年后的61.07%。     

对1958-2000年山西沙尘天气的分析

本文分析了山西省1958—2000年16个气象监测站记录的沙尘天气资料,分析表明:山西沙尘天气主要发生在西北地区,沙尘暴、扬沙和浮尘发生频率的最大值分别为:5.3天/年、27.6天/年和23.8天/年。近43年山西省沙尘天气呈减少趋势,1966年是山西沙尘天气最多的一年,16个站累计有94天沙尘暴天气、448天扬沙天气、626天浮尘天气。春季为沙尘天气的频发期,沙尘暴占到77.6%,扬沙占到61.5%,浮尘占到59.5%;4月是沙尘天气发生最多的月份,沙尘暴占到44%,扬沙占到26.6%,浮尘占到25.4%。对沙尘暴的分析还发现,在1958-2000只有五寨记录到4次特强沙尘暴,强沙尘暴也呈减少的趋势,1966年最多,1989-2000年没有强沙尘暴出现的记录。沙尘暴大多发生在13点至20点之间,占沙尘暴发生总次数的69.1%。     

过去50年西安气候演变趋势的研究

本文利用1951-2000年西安市气候观测数据,分析了过去50年来西安市气温、降水、相对湿度、日照百分率、晴空指数以及直接散射辐射比等参数的多年和季节变化趋势。分析结果表明:在过去50年中,西安市年平均和各季节平均气温均呈现出明显上升趋势;降水量尤其是年平均值和冬季平均值下降明显;相对湿度、日照百分率和晴空指数年平均值和季节平均值也都表现出明显下降趋势;直接散射辐射比的增加间接证明了西安市云量在过去31年里呈减少的趋势。过去50年西安市的气候演变趋势表明,人类活动的加剧已经对西安市局地气候变化产生了重要的影响。     

甘肃省碳排放变化的因素分解及实证分析

研究我国能源消费碳排放变化特征以及主要影响因素的作用机理,有助于提高节能减排政策制定的科学性和可操作性。基于扩展的Kaya恒等式,建立因素分解模型,应用LMDI分解方法,综合分析经济产出规模、人口规模、产业结构、能源强度和能源结构等因素变化对甘肃省1995-2009年各部门终端能源碳排放变化的影响。结果表明：经济规模持续扩大是甘肃省碳排放快速增长的决定性因素。在各产业部门中,工业的快速发展是碳排放增长的主要拉动者,其次是交通邮电和仓储运输业、农业。人口规模扩大和产业结构调整是碳排放增长的次要拉动者。抑制碳排放增长的主要因素是能源强度下降和能源结构变化。最后,针对实证结果提出了相应的节能减排政策建议。     

近50年陕北地区的气候变化

通过累积距平法、Mann-Kendall法和Morlet小波分析等方法,对陕北地区近50年来的气候变化多尺度和跃变(突变)现象进行了分析.结果表明:近50年来,陕北地区年平均气温有上升趋势,变化倾向率为0.296℃/10 a,年平均气温在1994-1995年发生了由低温到高温的突变;陕北地区年降水量呈下降趋势,变化倾向...