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Your conditions: Geosciences(1,082)

1. chinaXiv:202103.00001 [pdf]

河西内陆河流域水生态安全评价研究

戴文渊
Subjects: Geosciences >> Hydrology

水安全评价相关研究已有较多成果,但绝大多数采用 P-S-R(压力-状态-响应)及其扩展模 型,且评价指标体系的优化校准几乎从未提及。本文将 W-SENCE(与水有关的社会-经济-自然复 合生态系统)模型引入水生态安全评价领域,从水生态安全的自然属性和社会经济属性方面构建 水生态安全评价指标体系,结合模糊系统分析及改进生态位理论对指标体系分析、优化,以优化后 指标体系对河西内陆河流域 2014—2017 年的水生态安全状况模糊综合评价。结果表明:指标 B3(工业增加值)、B13(河川基流量)、B17(产水系数)、B20(引水量)的改进生态位宽度值相对最大, 对指标体系影响相对最小,建立优化指标体系时剔除。优化后指标体系中,指标 C11(多年平均降 水量)、C16(蓄水量)、C17(地表水源供应量)、C18(地下水资源供应量)、C24(生态环境用水量)、 C29(节水灌溉面积)权重最大,为流域水生态安全主要影响因子,表明加大水利基础设施投入,发 展节水灌溉农业,保护生态环境是提高内陆河流域水生态安全状况的最有效措施。2014—2017 年,黑河流域水生态安全状况持续好转,石羊河和疏勒河流域水生态安全状况均呈持续恶化趋势, 应作为重点治理区域,内陆河流域水生态安全状况“整体改善,局部恶化”趋势仍在持续。结果可 为河西内陆河流域水行政、生态环境管理、生态风险决策提供理论支持。

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2. chinaXiv:202103.00002 [pdf]

克里雅河尾闾绿洲浅层地下水位埋深变化特征研究

唐敏
Subjects: Geosciences >> Hydrology

地下水位埋深的动态变化极大程度上控制着荒漠植被。达理雅博依位于克里雅河尾闾, 是塔克拉玛干沙漠腹地现存面积最大的一处由荒漠河岸林构成的天然绿洲,在这里对地下水位埋 深动态变化的监测有助于研究其对地表植被的影响,从而进一步揭示天然绿洲形成与维系的机 理。由于复杂的地理环境和闭塞的交通,尚未有学者在该绿洲获得连续的地下水位埋深监测数 据。于 2012 年 10 月在尾闾绿洲腹地设立了观测井,获取了 2012—2018 年间地下水位埋深数据,从地下水位埋深的日极值分布特征、日极差分布特征、年内和年际波动特征 4 个方面分析了该井近 6 a 来水位埋深的动态变化过程,并结合胡杨的生长习性探讨了尾闾绿洲地下水位埋深变化对生态 系统的可能影响。对该绿洲地下水位埋深数据观测结果的初步分析表明:(1)测井每日水位埋深 最小值多出现在 16:00、20:00 与 04:00;每日水位埋深最大值多出现在 16:00,分布于 4—10 月,尤 以 9 月为多。(2)地下水位埋深日极差波动范围为 0~0.5 m。大于 0.1 m 的日极差主要分布于 7—8 月,并以 2017 年最为显著。(3)地下水位埋深基本在 1.0~3.0 m 波动,月峰值主要出现在 2—3 月与 8—9 月。(4)地下水位埋深多年平均值为 2.0 m,水位埋深总体呈缓慢上升,约 0.08 m·a-1。(5)各年 水位埋深在 1.0~2.0 m 的总天数呈增加趋势,利于胡杨种子萌发与植株扎根;在 2.0~4.0 m 的总天数 呈减少趋势,青壮胡杨生长可能受限。

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3. chinaXiv:202103.00003 [pdf]

陕北黄土高原红枣种植区水热资源变化及未来趋势预测

张维敏
Subjects: Geosciences >> Geography

为了揭示陕北黄土高原红枣种植区水热资源变化特征,给当地红枣产业适应气候变化提 供科学依据,利用陕北黄土高原红枣种植区 8 个气象站 1971—2019 年的气温、降水资料,及中等(RCP4.5)和高等(RCP8.5)排放气候情景下 2021—2050 年的气候变化预估数据,采用线性倾向估 计、M-K 检验、Morlet 小波分析方法对气温、降水变化特征进行分析。结果显示:近 49 a,红枣种植 区年和生长季平均气温呈显著上升趋势,分别在 1991 年和 1993 年发生突变,存在 44 a 的周期变 化。年和生长季降水量呈不显著增加趋势,存在 31 a 左右的周期变化,未发生突变。2021—2050 年,RCP4.5、RCP8.5 两种情景模式下,年和生长季平均气温呈上升趋势,RCP8.5 排放情景下升温更 显著,年平均气温在 2027 年发生了突变。两种排放情景下,年和生长季平均气温存在 31 a 左右的 周期变化。年和生长季降水量在 RCP4.5 排放情景下呈不显著减少趋势,在 RCP8.5 排放情景下呈 不显著增加趋势;降水量没有发生突变现象。RCP4.5 情景下,年和生长季降水存在 23~31 a 周期变 化;RCP8.5 情景下存在 7 a 的变化周期。陕北红枣种植区应积极适应气候变化,调整种植布局,选 择适宜的红枣品种,促进陕北红枣产业可持续健康发展。

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4. chinaXiv:202103.00004 [pdf]

海冰和海温对西北地区中部 6 月降水异常的协同影响

王素艳
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

利用 1961 年以来美国国家环境预报中心(NCEP)月平均再分析风场、高度场、NOAA 重构 海表温度以及西北地区中部 54 个气象站 6 月逐日降水资料、1979 年以来北极 10 个区域的海冰面积,通过分析 2019 年 6 月西北地区中部降水异常的成因,揭示出对该区域 6 月降水具有显著影响的 关键海区海冰面积及时段、北大西洋三极子(NAT)关键影响时段,结合厄尔尼诺-南方涛动(ENSO) 事件,分析其协同作用及影响机制。结果表明:1990 年以来春季 3—4 月楚科奇海海冰面积异常容 易激发欧亚中高纬度 EU2(欧亚 2 型)遥相关型(即夏季 EU(欧亚)遥相关型),有利于西北地区中部 降水异常,1992 年以来春季 NAT 对 EU2 遥相关型有明显影响,但其影响小于楚科奇海海冰面积的 影响;当楚科奇海海冰面积偏少和 NAT 正位相(海冰面积偏多和 NAT 负位相)协同作用时,西北地 区中部降水偏多(偏少)的概率明显增大;ENSO 事件对西北地区中部 6 月降水无明显直接影响,但 厄尔尼诺事件次年使得副热带高压异常偏强、偏西。2019 年楚科奇海海冰面积异常偏少,春季 NAT 异常偏强,两者协同作用下使得 EU2 遥相关型正异常(“+ - + -”),尤其使得贝加尔湖附近的 阻塞高压异常偏强,鄂霍次克海和乌拉尔山附近低压异常深厚,厄尔尼诺事件使副热带高压异常 偏强、偏西,将西太平洋的水汽输送至北太平洋,与鄂霍次克海附近的深厚低压相接,充足的冷空 气和水汽导致西北地区中部出现异常降水。研究成果可为短期气候预测提供依据,同时,气-冰- 海之间的相互作用需要更进一步研究。

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5. chinaXiv:202103.00005 [pdf]

基于相对湿润度指数的西北地区春季第一场透雨研究

朱飙; 张强
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

目前西北四省区春季第一场透雨标准的确定主要来自业务人员长期的工作经验积累,针 对此,利用陕西、甘肃、青海、宁夏 249 个气象站 1960—2016 年的日资料,通过分析西北地区相对湿 润度指数,结合潜在蒸散特征,确定了春季第一场透雨阈值。与已有研究相比,本方法充分考虑了 研究区各地相对湿润度指数的气候特征与各地的能量及水热平衡,理论依据明确,选用的指标能 充分反映各气象要素对气候干湿状况的综合影响,因此确定的透雨阈值稳定,月差异小。随后按 照这一指标分析西北地区春季第一场透雨特征,结果表明:该地区春季第一场透雨自东南向西北 逐步推进,陕南南部出现最早,主要在 3 月,关中、陕南北部出现在 3、4 月的概率之和>80%;甘肃河 东大部、宁夏大部、青海东部出现在 4、5 月的概率之和>70%;青海西部是出现最晚的区域,基本上 出现在 6 月。从出现日期的年代际变化看,甘肃河东出现时间最稳定,宁夏、陕西出现日期变化最 大,青海西部与甘肃河西较一致,介于二者之间;同时,甘肃河西、陕西关中、陕南春季第一场透雨 出现时间变晚趋势明显,其余地区变化趋势不明显。研究结果可供在透雨监测、预测中使用,也可 供在制定西北地区春季第一场透雨标准时参考,以便于区域气候评估使用。

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6. chinaXiv:202103.00006 [pdf]

气候变化背景下陕西冷暖冬事件的多尺度特征研究

郑小华
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

基于陕西省 1960—2019 年 94 个气象站点冬季逐日气温资料,分陕北、关中和陕南 3 个气候 区,从时间和空间 2 种尺度分析了陕西冷、暖冬事件的变化特征。结果表明:近 60 a 陕西冬季增温 明显并在 1987 年前后发生突变,冬季平均 0 °C 等温线北抬 1~2 个纬度,增温幅度以陕北最强陕南 最弱。从时间尺度上,气候变化导致暖冬指数以 9.5%·(10a)-1 增加、冷冬指数以 9.6%·(10a)-1 减少, 20 次区域性暖冬事件在冬季气温突变后发生 16 次,而 19 次区域性冷冬有 16 次发生在突变之前。 从空间尺度看,陕北和陕南的冷、暖冬发生频次相对较高,但强暖冬区域主要集中在关中,强冷冬 区域分布在陕南和关中。后期应重点关注区域性暖冬事件引发的作物安全越冬、疾病传播以及病 虫害发生等不利影响。

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7. chinaXiv:202103.00007 [pdf]

极点对称模态分解下陕西气候变化特征及影响因素

申雨晨
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

全球变暖背景下,受人类活动和气候系统波动共同影响,气候要素响应具有非线性、非平 稳特征,如何识别气候变化多时间尺度信息,是当前研究的热点话题。基于 1970—2017 年气温和 降水逐日数据,辅以滑动平均、趋势分析和极点对称模态分解(ESMD)等方法,对陕西 3 大地理单元 气候时空特征进行分析,进而探讨不同海区厄尔尼诺指数与气温、降水变化的响应关系。结果表 明:1970—2017 年,陕北气候变化经历“暖干-冷湿-暖湿”的变化过程;关中和陕南气候在 20 世纪 80—90 年代末呈现暖干化,随后增温停滞,降水增多,近期再次呈现暖干化;利用 ESMD 对陕西气 温和降水变化信号进行分解,发现区域气温响应变暖停滞,是受年代波动影响,周期为 9.2~11.5 a 左右;从趋势项分析,除陕北气温平稳波动之外,关中和陕南气温增速并未减缓;在影响因素上,不 同海区海温异常与陕西气温、降水变化相关性存在差异。其中,气温影响主要在中国东部海区,且 与 NINO A 区、黑潮区海温显著正相关;影响降水变化的关键海区在赤道太平洋,即赤道太平洋中 部海温异常偏高时,关中和陕南降水呈现下降,而赤道太平洋东部海温异常偏高,陕北降水减少更 为明显。

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8. chinaXiv:202103.00008 [pdf]

利用树木年轮重建阿勒泰地区 1572—2014 年初夏平均温度

牛军强; 袁玉江
Subjects: Geosciences >> Geography

利用阿勒泰地区 3 个高海拔西伯利亚落叶松(Larix sibirica)采样点的树轮样本,建立树轮宽 度区域标准化年表(DKH)。通过相关普查发现,DKH 年表与阿勒泰地区 7 个气象站当年 6 月平均 温度显著相关,相关系数为 0.705(P<0.00001),表明 6 月平均温度是影响树木年轮径向生长的主要 气候限制因子。用 DKH 年表可较好地重建该地区 1572—2014 年共 443 a 的初夏平均温度,解释方 差达 49.6%,经验证表明温度重建序列是可信的。温度变化特征分析表明:重建初夏温度经历了 10 个偏暖和 9 个偏冷阶段,其中 1605—1622 年和 1682—1723 年分别是最暖和最冷的阶段,1875— 1913 年和 1753—1804 年分别是持续时间最长的偏暖和偏冷阶段。存在 2.37~2.39 a、2.19 a 的显著 周期(P<0.05)和 73.50 a、14.00 a、7.30 a、2.29 a、2.21 a 的较显著周期(P<0.10)。在 1684 年、1719 年 前后均出现了由冷转暖的突变。空间相关分析表明文章重建的温度序列对阿勒泰地区温度具有 较好的空间代表性。本研究重建的初夏温度序列与阿勒泰西部 5—9 月平均温度和阿尔泰山南坡 温度序列相比较,具有较好的一致性。

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9. chinaXiv:202103.00009 [pdf]

2002—2018 年叶尔羌河流域积雪时空变化研究

易颖; 刘时银
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

积雪是冰冻圈中较为活跃的因子,对气候环境变化敏感,其变化影响着全球气候和水文的 变化。积雪覆盖日数(SCD)、降雪开始时间(SCOD)和融雪开始时间(SCMD)是影响地表物质和能 量平衡的主要因素。使用 MODIS 无云积雪产品提取了叶尔羌河流域 2002 年 7 月—2018 年 6 月逐 日积雪覆盖率(SCP),基于像元计算了 SCD、SCOD 和 SCMD,系统地分析了其空间分布与变化特征, 并探讨了其变化的原因及积雪面积的异常变化与 ENSO 的联系。结果表明:(1)研究时段内,流域 的积雪覆盖面积呈微弱减少趋势,与气温呈显著负相关,与降水呈显著正相关;2002—2018 年,SCP 随海拔的升高呈明显的线性增加趋势(R2=0.92、P<0.01));各海拔高度带最大 SCP 出现的月份大致 随海拔的上升往后推迟,最小 SCP 出现月份无显著变化(集中在 8 月),海拔 4000 m 以下,春季的 SCP 小于冬季,海拔 4000 m 以上,春季的 SCP 大于冬季。(2)SCD、SCOD 和 SCMD 有明显的海拔梯 度,在流域内,从东北至西南,呈现出 SCD 增加,SCOD 提前,SCMD 推迟的特征;变化趋势上,流域 91.9%的区域 SCD 表现为减少,65.6%的区域 SCOD 有往后推迟的趋势,77.4%的区域 SCMD 表现出 提前的趋势。(3)2006、2008 年和 2017 年积雪覆盖面积异常偏大,而在 2010 年则异常偏小,其原因 可能是 ENSO 影响了积雪的变化。(4)以喀喇昆仑为主的高海拔地区,包括帕米尔高原东部的部分 地区,其 SCD、SCOD 和 SCMD 分别表现出增加、提前和推迟的趋势,这种变化与其春秋温度的持续 走低以及降水量的增加有关。

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10. chinaXiv:202103.00010 [pdf]

2000—2018 年中亚五国水分利用效率对气候变化的响应

郝海超
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

水分利用效率(Water use efficiency,WUE)是研究陆地碳水循环耦合的一种常用度量指 标。基于 MODIS 的总初级生产力(GPP)和蒸散发(ET)数据,通过 Slope 趋势分析和敏感性分析等 方法,研究了中亚 WUE 的时空变化规律及其对气候因子与干旱的动态响应。结果表明:(1) 2000—2018 年,中亚年均 WUE 随着生境湿润程度的增加而升高(生长期规律与此相反),其中湿地 WUE 最高(1.820±0.10 g C·mm-1·m-2),而灌丛 WUE 最低(1.330±0.18 g C·mm-1·m-2)。(2)中亚 WUE 呈略微下降趋势,每年下降速率为 0.016 g C·mm-1·m-2,年均 WUE 的显著下降区域大于上升区域。 WUE对年降水和年气温的敏感性均表现为正值区大于负值区且均存在阈值效应,降水敏感性阈值 介于 250~300 mm(低值点)和 500~550 mm(高值点),温度阈值介于 3~6 ℃(高值点)和 9~12 ℃(低值点),且εNDV(IWUE 对 NDVI 敏感性系数)与降水变化呈正相关关系,与气温变化呈负相关关系。(3)通过 WUE 与标准化降水指数(SPEI)的相关性比较,发现 WUE 受干旱程度影响由大到小依次为灌 丛、作物、森林、草原和湿地,且不同植被类型下 WUE 随着干旱程度的增加而升高。

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