基于格网的GCM数据修订分析未来海南岛农业水热资源的变化特征

以海南岛为研究区域，选用5个大气环流模式（GCMs）1970−1999年的逐日输出数据和同期地面气象观测数据，使用空间插值降尺度到0.5°×0.5°格网。以格网单元为基础，应用系统误差修订（修正值法或比值法）和多模式集合平均方法（贝叶斯模型平均法BMA或等权重平均法EW），训练与验证GCMs输出值并进行综合修订。在此基础上，分析RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下，未来海南岛近期（2020−2059年）和远期（2060−2099年）农业水热资源，包括年平均气温、1月平均气温、≥10℃积温、≥20℃积温、年降水量、1月降水量和≥20℃界限温度生长期间降水量的变化特征。结果表明：GCMs输出值的系统误差和BMA权重系数在格网间存在较大的空间差异，且GCMs输出值低估逐日最高气温约3.55℃，高估逐日最低气温约1.19℃，逐日降水量仅为观测值的54.35%。基于格网的综合修订，可有效降低GCMs输出值在空间上的不确定性，BMA与EW的修订结果相似，均优于单一GCM模式。通过格网BMA综合修订后，最高气温、最低气温和降水量在验证期的相关系数r分别约提升0.10、0.07和0.06；均方根误差RMSE分别约降低2.38℃、1.01℃和1.01mm；较单一GCM相对观测值的偏差平均约减少3.25℃、1.13℃和25.67mm。未来海南岛农业热量资源在空间上主要表现为从中部向外围逐渐升高，高温主要分布在南部至西部沿海地区，年平均气温的增幅全岛较为接近，1月平均气温、≥10℃积温和≥20℃积温的增幅分别表现为由东向西、由北向南和由中部向外围递减。在时间上，RCP8.5情景下所有农业热量资源均为极显著增加且增温最快，RCP4.5情景为先增加后平缓，RCP2.6情景较为平缓，远期无显著增温。未来海南岛降水资源在空间上转为由东向西逐步递减的格局，南部和北部沿海地区降水变率增加，西部和中部降水变率减少，在时间上无显著变化趋势。随着未来海南岛气候变暖和降水格局的改变，农作物适宜种植面积扩大，会对农业生产带来巨大挑战，应提前布局，做好趋利避害。     

浙江省油菜花期降水量风险评估

对浙江省66个县市(区)1971—2014年油菜花期降水量及油菜产量资料进行统计分析,并基于信息扩散的风险评估模型,对浙江省油菜花期降水量在各级降水量下的超越概率进行计算分析,评估各地油菜花期面临的旱涝风险;同时分析了浙江省油菜花期各级降水量风险值与油菜产量变化之间的关系。结果表明:油菜花期降水量严重过剩的风险高值区主要位于浙西南地区,降水量短缺风险高值区主要位于浙江省沿海岛屿及宁波的部分县市;浙江省油菜花期降水量短缺基本可以通过灌溉得到改善,但油菜减产与花期降水量过多显著相关,油菜花期降水量300 mm是油菜是否减产的阈值。该结果可为油菜种植合理布局及农业保险政策提供科学依据。     

喀喇昆仑山盖孜河水文水资源特性分析

喀喇昆仑山河流自有水文资料记载以来 ,近 10年洪灾发生频率明显高于以往 ,人民的生命财产损失程度也大幅度增加。在分析了盖孜河流域的径流及气候多年变化过程后 ,认为洪灾频发的原因是近年来流域内降水及气温呈上升趋势 ,导致高山冰川退缩 ,河流径流增加 ,洪灾增大、频率增高 ;小区域多年气候变化过程从侧面印证了我国西北地区气候由暖干向暖湿变化。     

云南降水的5个统计指标及其空间分布

利用云南29个气象站1960-2014年的日降水数据,计算集中指数(Concentration Index,CI)、降水集中指数(Precipitation Concentration Index,PCI)、降水集中度(Precipitation Concentration Degree,PCD)、降水集中期(Prec...     

基于不同分析方法研究磷酸根在矿物表面吸附机制的进展

磷素是植物生长必需的营养元素,也是联系生态系统中生物与非生物作用的关键元素。对磷酸根在矿物表面吸附反应机制的深入认识,有助于了解其在陆地和水环境中的形态、迁移、转化和生物有效性。本文主要综述了磷酸根在常见(土壤)矿物表面吸附机制的研究进展。各种分析技术或方法,如OH–释放量分析、Zeta电位分析(电泳迁移率测试)、等温滴定量热法、原子力显微镜、X射线光电子能谱、红外光谱、核磁共振波谱、X射线吸收光谱、表面络合模型、量子化学计算等,均以不同方式揭示磷酸根在不同矿物体系的吸附机制。磷酸根在矿物(尤其是铁、铝氧化物)表面的吸附通常伴随着水基和羟基的交换。一般认为磷酸根在矿物表面主要形成双齿双核、单齿单核内圈络合物,且受pH的影响较大。pH以及磷酸根在矿物表面的吸附密度影响内圈络合物的质子化状态。在低pH、高磷浓度、较高反应温度、较长吸附时间,以及弱晶质矿物吸附等条件下矿物表面吸附的磷可在矿物表面转化形成含磷的表面沉淀,造成矿物溶解转化以及磷生物有效性的进一步降低。最后展望了磷酸盐在矿物-水界面吸附有关的研究热点和方向。     

云水资源的生态和环境功探讨及其应用

为探讨云水资源优化配置的理论依据,文章以二元水循环规律为理论基础,通过对空中水、地表水、土壤水和地下水四水转化的关系和着陆后云水资源存在形式的分析,提出生态和环境功的概念并给出云水资源生态和环境功的计算模型,来描述云水资源的生态环境利用效率。以研究区为例进行应用研究,在雨季末期人工降水20mm时,用此模型计算了研究区三个子区域生态和环境功。应用得到两点主要结论:1)云水资源生态和环境功以地表径流水量生态和环境功为主。2)受水区得到云水资源转化的土壤水和地下水水量受到其初始土壤含水率和初始地下水位限制。应用结果表明云水资源生态和环境功模型函数可以作为云水资源优化配置的理论依据。     

气候变化对台兰河年平均径流量的影响

以台兰河为研究对象,选用台兰水文站1957-2011年平均流量序列,采用SPSS统计软件对其55 a序列进行趋势分析。结果显示：台兰河径流与降水量的年内分配极不均匀,径流主要集中在夏秋两季,降水量集中在春夏两季,径流与降水量集中期主要分布在7月。识别和提取台兰河年平均流量时间序列的趋势函数QS(t),获得了相应的趋势回归模型;台兰河年平均流量序列存在1957-1981年、1981-1999年、1999-2011年3个时段呈递减→递增→递减变化态势;降水、气温变化是影响台兰河不同时段年平均流量变化的主要因素,年平均径流量变化趋势与气温、降水变化趋势一致。     

新疆北部地区春夏季干旱的区域性和持续性特征

基于1961-2007年36站的逐日降水资料,分析新疆北部地区春、夏季干旱的区域性和持续性特征。结果表明：新疆北部春、夏季干旱发生较为频繁,尤其在北疆西北部地区,春旱平均3 a一遇,夏旱为4~5 a一遇。季节间的连旱概率较低,不足10%,主要以月际间的连旱为主,其中2个月的持续干旱次数占干旱总次数的20%左右。进一步的分析表明,春夏之交的5~6月,是2个月连续干旱发生次数相对频繁的时期,北疆西北部地区此类连续干旱事件最多。伊犁河谷、北天山地区和北疆北部春旱较夏旱频繁,春旱以北疆北部发生最多;夏旱3个区域发生频次相似,但北天山地区大旱发生频数较高。3个区域的春、夏季干旱程度均呈减弱趋势,春旱在20世纪90年代中后期、夏旱在80年代中后期处在一个较低的发生期。     

近45年阿克苏地区干湿程度演变分析

采用近45年来阿克苏地区年、季气温、降水序列,并通过对各站干湿指标序列的考察,分析了阿克苏地区年代际、年、季干湿状况的变化.结果表明:阿克苏地区年平均气温的增加快于年降水量的增加,两者均以冬季增加为主,临近沙漠地带夏季气温和秋季降水呈微弱的下降趋势.干湿指标分布自山区经平原向沙漠由湿向干变化,由于各区域间降水差异较大,沙漠边缘地带比山区小近30%.阿克苏地区的干湿变化呈现出山区和浅山地带持续增湿,平原增湿速率逐渐减小,局地转为干旱化的特征.     

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)。