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基于分析模型的青海湖近40年湖冰演变特征研究
1
作者
唐鸿
赵仪欣
+2 位作者
牛瑞佳
文莉娟
王梦晓
《高原气象》
CSCD
北大核心
2024年第5期1152-1162,共11页
青藏高原湖泊分布广泛,且多为季节性冻结湖泊。在全球变暖的背景下,青藏高原湖冰厚度及其物候发生着显著变化,深刻影响着区域气候演变。然而目前对于高寒区湖冰厚度及其物候在气候学尺度上的演变特征认识还不甚清楚。因此,本文利用青海...
青藏高原湖泊分布广泛,且多为季节性冻结湖泊。在全球变暖的背景下,青藏高原湖冰厚度及其物候发生着显著变化,深刻影响着区域气候演变。然而目前对于高寒区湖冰厚度及其物候在气候学尺度上的演变特征认识还不甚清楚。因此,本文利用青海湖下社水文站野外湖冰观测数据、MODIS湖冰覆盖率数据集、刚察气象站观测数据与CMFD数据,结合湖冰准稳态分析模型,研究了近40年(1979-2017年)青海湖湖冰厚度及其物候的演变特征。结果表明:模拟的多年冰厚平均值为0.31 m,与下社水文站实测值接近;模型对湖冰融化结束时间的刻画较准确,误差仅为0.07天,开始结冰时间和结冰期长度的误差分别为5.60天和5.67天。1979-2017年模拟的最大冰厚减小趋势与观测结果较为一致,即每年冰厚减少0.003 m。模拟的1979-2017年青海湖开始结冰时间延后(0.23 d·a^(-1)),融化结束时间提前(0.32 d·a^(-1)),结冰期长度缩短(1.02 d·a^(-1)),其中20世纪80年代结冰期缩短尤为明显(2.2 d·a^(-1))。1979-2017年青海湖结冰期内(12月至次年4月)向下长波辐射和气温(二者均呈现上升趋势)与平均冰厚以及最大冰厚之间存在显著的负相关关系,向下短波辐射(呈现下降趋势)与最大冰厚以及平均冰厚之间存在显著的正相关关系。去趋势敏感性试验表明:向下长波辐射、气温、向下短波辐射、比湿是青海湖1979-2017年内平均冰厚和最大冰厚变率的主要驱动因子,对平均冰厚变率分别贡献了42.08%,40.93%,-36.99%和17.45%,对最大冰厚变率分别贡献了44.48%,44.68%,-34.77%和19.92%。所有气象驱动因子对二者贡献了83.40%和87.01%,可以看出青海湖最大冰厚变率相较平均冰厚变率更容易受到气象条件的影响。本文研究结果对冰冻圈湖冰的长期演变趋势提供了认识,为其他青藏高原湖泊冷季研究提供了参考依据。
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关键词
青海湖
准稳态湖冰模型
湖冰厚度
湖冰物候
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职称材料
青海湖水位演变及其影响因子分析
被引量:
2
2
作者
王梦晓
文莉娟
《高原气象》
CSCD
北大核心
2024年第3期561-569,共9页
青海湖不仅是我国最大的湖泊,也是国家生态安全战略格局的重要组成部分。在全球变暖的背景下,青海湖水位急剧变化,其对周边的交通设施、居民安全和畜牧业发展等影响较大,因此需要对气候变化下的青海湖水位演变特征及其水量平衡进行研究...
青海湖不仅是我国最大的湖泊,也是国家生态安全战略格局的重要组成部分。在全球变暖的背景下,青海湖水位急剧变化,其对周边的交通设施、居民安全和畜牧业发展等影响较大,因此需要对气候变化下的青海湖水位演变特征及其水量平衡进行研究。本文基于布哈河口水文站、下社水文站的水文数据,刚察气象站、CMFD气象数据以及水量平衡方程,首先分析了青海湖1956-2020年的年际水位演变特征和年内水位变化特征,以及水量平衡分量——入湖径流(R_(s))、湖面降水(P)和湖面蒸发(E)对水位变化的影响;其次揭示了相同月份计算的水位值变化与R_(s)、P和E的变化是同步的;最后进一步通过岭回归方法定量计算了R_(s)、P和E对基于12月份计算的青海湖水位变化的贡献率。研究结果表明:青海湖年均水位在1956-2004年以0.8 m·(10a)^(-1)的速率下降,其中在1979-2004年间下降的主要原因是E大于(P+R_(s));2004-2020年以1.9 m·(10a)^(-1)的速率上升,其中在2004-2018年间上升的主要原因是P和R_(s)的增加;青海湖水位有明显的年内变化,5月水位开始上涨,9月达到最高,其与R_(s)、P和E的月变化一致;当年的P、R_(s)、E变化对9-12月相同月份年均水位变化的影响大于去年,当年的P、R_(s)、E对12月年均水位变化的贡献率分别为10%、70%和20%。
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关键词
青海湖
水位演变
径流
降水
蒸发
回归分析
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职称材料
从气候学角度理解“21.7”河南特大暴雨的形成机理
被引量:
3
3
作者
张智煜
黄安宁
+4 位作者
黄丹青
赵大军
张艳
顾春雷
陈爽
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2024年第5期681-700,共20页
2021年7月19—22日,河南省遭遇历史罕见特大暴雨,破纪录降水引发了严重的洪涝灾害。目前,“21.7”河南特大暴雨的研究大多针对降水个例,引发极端降水的气候学机制仍不明确。本文基于谱聚类方法,利用中国气象局多年历史站点降水资料和NCE...
2021年7月19—22日,河南省遭遇历史罕见特大暴雨,破纪录降水引发了严重的洪涝灾害。目前,“21.7”河南特大暴雨的研究大多针对降水个例,引发极端降水的气候学机制仍不明确。本文基于谱聚类方法,利用中国气象局多年历史站点降水资料和NCEP/NCAR再分析数据研究了1960—2021年华北地区夏季区域性极端降水事件的主控环流天气型,系统揭示了“21.7”河南特大暴雨的发生过程。结果表明,“21.7”河南特大暴雨发生在罕见天气型下,即西太平洋上空增强的远距离台风配合异常偏西北的西太平洋副热带高压与异常偏东北的南亚高压。该天气型虽然仅贡献了华北地区夏季区域性极端降水事件的5.97%,却易导致更强的极端降水事件。台风和副高之间的盛行东南风将水汽从西太平洋输送到河南,对流层高低层强烈的风切变引发的垂直上升运动导致了“21.7”河南暴雨的发生。河南及周边地区对流层低层更加强烈的上升运动与非绝热加热之间的正反馈效应使得“21.7”河南暴雨相对同一天气型下的其他特大暴雨事件的极端性更强。本研究为理解和准确预测类似“21.7”河南暴雨的破纪录区域性极端降水提供了全新的气候学视角。
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关键词
“21.7”河南特大暴雨
区域性极端降水事件
天气分型
谱聚类
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职称材料
玛曲高寒草甸生态系统碳水通量与水分利用效率特征研究
4
作者
高叶荣
李锁锁
+2 位作者
王少影
潘永洁
曾鼎文
《高原气象》
2025年第4期892-907,共16页
研究青藏高原高寒草甸生态系统碳水通量及水分利用效率(WUE)特征对准确评估气候变化背景下高寒草地生态系统的碳收支、水循环及碳水耦合具有重要意义。本文利用2012-2017年青藏高原东部中国科学院西北生态环境资源研究院若尔盖高原湿地...
研究青藏高原高寒草甸生态系统碳水通量及水分利用效率(WUE)特征对准确评估气候变化背景下高寒草地生态系统的碳收支、水循环及碳水耦合具有重要意义。本文利用2012-2017年青藏高原东部中国科学院西北生态环境资源研究院若尔盖高原湿地生态系统研究站玛曲观测点高寒草甸下垫面的涡动相关系统的观测资料,分析了生长季碳水通量、WUE的变化特征,并结合多元逐步回归和结构方程模型两种统计方法,得到了生长季碳水通量和WUE变化的主要驱动因子。结果表明:(1)玛曲高寒草甸生态系统6年的年平均净生态系统碳交换(NEE)、生态系统呼吸(Re)和总初级生产力(GPP)分别为-109.7、798.6和908.3 gC·m^(-2)·a^(-1),整体呈碳汇;蒸散(ET)6年年平均值为446.5 kg·m^(-2)·a^(-1);WUE 6年平均值为2.0 gC·kg^(-1)。(2)生长季NEE和GPP日变化呈现明显的单峰型,在一日14:00(北京时,下同)左右达到峰值,Re全天变化较为平缓,夜晚略低于白天;ET日变化呈单峰型,月平均值和月累积值在7月达到最大;WUE日变化呈不对称的“U”型曲线,最小值出现在13:00-14:00,WUE日值和日变化幅度在7、8月较大。(3)在生长季,多元逐步回归和结构方程模型均证实了温度在控制碳通量中的主导作用,以及辐射在控制ET中的主导作用,温度和太阳辐射是生长季WUE的主要影响因素。
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关键词
青藏高原
高寒草甸
涡动相关
碳水通量
水分利用效率
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职称材料
题名
基于分析模型的青海湖近40年湖冰演变特征研究
1
作者
唐鸿
赵仪欣
牛瑞佳
文莉娟
王梦晓
机构
中国科学院
西北生态环境资源
研究
院冰冻圈
科学
与冻土工程重点实验室
中国科学院青海湖综合观测研究站
中国科学院
大学
四川电力设计咨询有限责任公司
出处
《高原气象》
CSCD
北大核心
2024年第5期1152-1162,共11页
基金
国家自然科学基金项目(42275044)
中国科学院“西部之光”项目(E129030101)
甘肃省自然科学基金项目(22JR5RA073)。
文摘
青藏高原湖泊分布广泛,且多为季节性冻结湖泊。在全球变暖的背景下,青藏高原湖冰厚度及其物候发生着显著变化,深刻影响着区域气候演变。然而目前对于高寒区湖冰厚度及其物候在气候学尺度上的演变特征认识还不甚清楚。因此,本文利用青海湖下社水文站野外湖冰观测数据、MODIS湖冰覆盖率数据集、刚察气象站观测数据与CMFD数据,结合湖冰准稳态分析模型,研究了近40年(1979-2017年)青海湖湖冰厚度及其物候的演变特征。结果表明:模拟的多年冰厚平均值为0.31 m,与下社水文站实测值接近;模型对湖冰融化结束时间的刻画较准确,误差仅为0.07天,开始结冰时间和结冰期长度的误差分别为5.60天和5.67天。1979-2017年模拟的最大冰厚减小趋势与观测结果较为一致,即每年冰厚减少0.003 m。模拟的1979-2017年青海湖开始结冰时间延后(0.23 d·a^(-1)),融化结束时间提前(0.32 d·a^(-1)),结冰期长度缩短(1.02 d·a^(-1)),其中20世纪80年代结冰期缩短尤为明显(2.2 d·a^(-1))。1979-2017年青海湖结冰期内(12月至次年4月)向下长波辐射和气温(二者均呈现上升趋势)与平均冰厚以及最大冰厚之间存在显著的负相关关系,向下短波辐射(呈现下降趋势)与最大冰厚以及平均冰厚之间存在显著的正相关关系。去趋势敏感性试验表明:向下长波辐射、气温、向下短波辐射、比湿是青海湖1979-2017年内平均冰厚和最大冰厚变率的主要驱动因子,对平均冰厚变率分别贡献了42.08%,40.93%,-36.99%和17.45%,对最大冰厚变率分别贡献了44.48%,44.68%,-34.77%和19.92%。所有气象驱动因子对二者贡献了83.40%和87.01%,可以看出青海湖最大冰厚变率相较平均冰厚变率更容易受到气象条件的影响。本文研究结果对冰冻圈湖冰的长期演变趋势提供了认识,为其他青藏高原湖泊冷季研究提供了参考依据。
关键词
青海湖
准稳态湖冰模型
湖冰厚度
湖冰物候
Keywords
Qinghai Lake
quasi-steady model
lake ice thickness
ice phenology
分类号
P461.5 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
青海湖水位演变及其影响因子分析
被引量:
2
2
作者
王梦晓
文莉娟
机构
中国科学院
西北生态环境资源
研究
院冰冻圈
科学
与冻土工程重点实验室
中国科学院青海湖综合观测研究站
出处
《高原气象》
CSCD
北大核心
2024年第3期561-569,共9页
基金
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目(P2021G047)。
文摘
青海湖不仅是我国最大的湖泊,也是国家生态安全战略格局的重要组成部分。在全球变暖的背景下,青海湖水位急剧变化,其对周边的交通设施、居民安全和畜牧业发展等影响较大,因此需要对气候变化下的青海湖水位演变特征及其水量平衡进行研究。本文基于布哈河口水文站、下社水文站的水文数据,刚察气象站、CMFD气象数据以及水量平衡方程,首先分析了青海湖1956-2020年的年际水位演变特征和年内水位变化特征,以及水量平衡分量——入湖径流(R_(s))、湖面降水(P)和湖面蒸发(E)对水位变化的影响;其次揭示了相同月份计算的水位值变化与R_(s)、P和E的变化是同步的;最后进一步通过岭回归方法定量计算了R_(s)、P和E对基于12月份计算的青海湖水位变化的贡献率。研究结果表明:青海湖年均水位在1956-2004年以0.8 m·(10a)^(-1)的速率下降,其中在1979-2004年间下降的主要原因是E大于(P+R_(s));2004-2020年以1.9 m·(10a)^(-1)的速率上升,其中在2004-2018年间上升的主要原因是P和R_(s)的增加;青海湖水位有明显的年内变化,5月水位开始上涨,9月达到最高,其与R_(s)、P和E的月变化一致;当年的P、R_(s)、E变化对9-12月相同月份年均水位变化的影响大于去年,当年的P、R_(s)、E对12月年均水位变化的贡献率分别为10%、70%和20%。
关键词
青海湖
水位演变
径流
降水
蒸发
回归分析
Keywords
Qinghai Lake
water level evolution
runoff
precipitation
evaporation
regression analysis
分类号
P461.5 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
从气候学角度理解“21.7”河南特大暴雨的形成机理
被引量:
3
3
作者
张智煜
黄安宁
黄丹青
赵大军
张艳
顾春雷
陈爽
机构
南京大学大气
科学
学院
中国科学院青海湖综合观测研究站
中国
气象
科学
研究
院灾害天气国家重点实验室
国家卫星气象中心
出处
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2024年第5期681-700,共20页
基金
国家自然科学基金项目(U2342207,42075020)
灾害性天气国家重点实验室开放资助项目(2021LASW-A12)
+1 种基金
南京大学关键地球物质循环前沿科学中心研究基金中央高校基本科研业务费(020914380103,020914380104)
江苏省气候变化协同创新中心资助项目。
文摘
2021年7月19—22日,河南省遭遇历史罕见特大暴雨,破纪录降水引发了严重的洪涝灾害。目前,“21.7”河南特大暴雨的研究大多针对降水个例,引发极端降水的气候学机制仍不明确。本文基于谱聚类方法,利用中国气象局多年历史站点降水资料和NCEP/NCAR再分析数据研究了1960—2021年华北地区夏季区域性极端降水事件的主控环流天气型,系统揭示了“21.7”河南特大暴雨的发生过程。结果表明,“21.7”河南特大暴雨发生在罕见天气型下,即西太平洋上空增强的远距离台风配合异常偏西北的西太平洋副热带高压与异常偏东北的南亚高压。该天气型虽然仅贡献了华北地区夏季区域性极端降水事件的5.97%,却易导致更强的极端降水事件。台风和副高之间的盛行东南风将水汽从西太平洋输送到河南,对流层高低层强烈的风切变引发的垂直上升运动导致了“21.7”河南暴雨的发生。河南及周边地区对流层低层更加强烈的上升运动与非绝热加热之间的正反馈效应使得“21.7”河南暴雨相对同一天气型下的其他特大暴雨事件的极端性更强。本研究为理解和准确预测类似“21.7”河南暴雨的破纪录区域性极端降水提供了全新的气候学视角。
关键词
“21.7”河南特大暴雨
区域性极端降水事件
天气分型
谱聚类
Keywords
“21.7”extraordinary extreme precipitation event in Henan
regional extreme precipitation event
synoptic pattern
spectral clustering
分类号
P458.121.1 [天文地球—大气科学及气象学]
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职称材料
题名
玛曲高寒草甸生态系统碳水通量与水分利用效率特征研究
4
作者
高叶荣
李锁锁
王少影
潘永洁
曾鼎文
机构
中国科学院
西北生态环境资源
研究
院冰冻圈
科学
与冻土工程全国重点实验室
出处
《高原气象》
2025年第4期892-907,共16页
基金
国家自然科学基金项目(42075090,42275096)。
文摘
研究青藏高原高寒草甸生态系统碳水通量及水分利用效率(WUE)特征对准确评估气候变化背景下高寒草地生态系统的碳收支、水循环及碳水耦合具有重要意义。本文利用2012-2017年青藏高原东部中国科学院西北生态环境资源研究院若尔盖高原湿地生态系统研究站玛曲观测点高寒草甸下垫面的涡动相关系统的观测资料,分析了生长季碳水通量、WUE的变化特征,并结合多元逐步回归和结构方程模型两种统计方法,得到了生长季碳水通量和WUE变化的主要驱动因子。结果表明:(1)玛曲高寒草甸生态系统6年的年平均净生态系统碳交换(NEE)、生态系统呼吸(Re)和总初级生产力(GPP)分别为-109.7、798.6和908.3 gC·m^(-2)·a^(-1),整体呈碳汇;蒸散(ET)6年年平均值为446.5 kg·m^(-2)·a^(-1);WUE 6年平均值为2.0 gC·kg^(-1)。(2)生长季NEE和GPP日变化呈现明显的单峰型,在一日14:00(北京时,下同)左右达到峰值,Re全天变化较为平缓,夜晚略低于白天;ET日变化呈单峰型,月平均值和月累积值在7月达到最大;WUE日变化呈不对称的“U”型曲线,最小值出现在13:00-14:00,WUE日值和日变化幅度在7、8月较大。(3)在生长季,多元逐步回归和结构方程模型均证实了温度在控制碳通量中的主导作用,以及辐射在控制ET中的主导作用,温度和太阳辐射是生长季WUE的主要影响因素。
关键词
青藏高原
高寒草甸
涡动相关
碳水通量
水分利用效率
Keywords
Qinghai-Xizang(Tibetan)Plateau
alpine meadow
eddy covariance
carbon and water fluxes
Water use efficiency
分类号
P404 [天文地球]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于分析模型的青海湖近40年湖冰演变特征研究
唐鸿
赵仪欣
牛瑞佳
文莉娟
王梦晓
《高原气象》
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
2
青海湖水位演变及其影响因子分析
王梦晓
文莉娟
《高原气象》
CSCD
北大核心
2024
2
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职称材料
3
从气候学角度理解“21.7”河南特大暴雨的形成机理
张智煜
黄安宁
黄丹青
赵大军
张艳
顾春雷
陈爽
《大气科学学报》
CSCD
北大核心
2024
3
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职称材料
4
玛曲高寒草甸生态系统碳水通量与水分利用效率特征研究
高叶荣
李锁锁
王少影
潘永洁
曾鼎文
《高原气象》
2025
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