青藏高原地-气相互作用过程及其天气、气候效应数值模拟研究综述

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作者 马伟强 马耀明 +8 位作者 马龙腾飞 李茂善 孙方林 宋敏红 韩熠哲 胡伟 刘莲 苏荣明珠 韩存博 《气象学报》 北大核心 2025年第4期904-920,共17页

在全球气候变化和人类活动影响加剧的背景下,青藏高原作为“亚洲水塔”及“地球第三极”,其地-气相互作用过程对区域和全球气候系统的调节作用愈加显著。数值模拟作为理解高原复杂气候过程的有效工具,在探索青藏高原地-气系统的物理机... 在全球气候变化和人类活动影响加剧的背景下,青藏高原作为“亚洲水塔”及“地球第三极”,其地-气相互作用过程对区域和全球气候系统的调节作用愈加显著。数值模拟作为理解高原复杂气候过程的有效工具,在探索青藏高原地-气系统的物理机制和天气、气候效应方面发挥了不可替代的作用。文中系统综述了青藏高原地区4个主要地-气相互作用过程的数值模拟研究进展,包括陆地-表层大气过程(边界层过程)、云降水物理过程、区域水分循环过程和平流层过程,重点探讨了这些过程在不同时间和空间尺度上的表现及其对区域天气系统、季风环流和全球气候的影响。最后,展望了未来的研究方向,提出需要通过提高数值模式的精度、优化参数化方案以及结合多源观测数据,以进一步揭示青藏高原在全球气候系统中扮演的独特角色,并为应对气候变化挑战提供科学依据。 展开更多

关键词 青藏高原 地-气相互作用 数值模拟 天气效应 气候效应

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青藏高原地-气相互作用过程关键特征参数的卫星遥感应用研究进展

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作者 仲雷 戚雨婷 马耀明 《气象学报》 北大核心 2025年第4期921-937,共17页

青藏高原是世界上平均海拔最高、面积最大的高原,被誉为“亚洲水塔”和“世界第三极”,其地-气相互作用过程对高原及周边地区的天气和气候具有重要影响。然而,由于青藏高原观测站点分布相对稀疏且不均匀,定量获取其地-气相互作用过程特... 青藏高原是世界上平均海拔最高、面积最大的高原,被誉为“亚洲水塔”和“世界第三极”,其地-气相互作用过程对高原及周边地区的天气和气候具有重要影响。然而,由于青藏高原观测站点分布相对稀疏且不均匀,定量获取其地-气相互作用过程特征参数面临极大挑战。卫星遥感能够大面积获取时、空连续的地-气相互作用过程关键变量,但受青藏高原复杂地形地貌和云层的影响,基于卫星遥感定量刻画陆地-大气能量和水分交换的时、空变化特征仍存在较大的不确定性。随着卫星遥感观测技术的突破,青藏高原地-气相互作用过程关键特征参数的卫星遥感应用研究取得了可喜进展。文中系统地总结了过去50 a青藏高原地-气相互作用过程关键特征参数的卫星遥感研究进展,分别从地-气相互作用过程特征参数的卫星遥感反演和地-气水热通量的卫星遥感估算等方面进行了归纳梳理。此外,文中还从物理模型优化、多源数据融合以及卫星遥感与数值模式的结合等方面对未来的研究方向进行了展望。 展开更多

关键词 青藏高原 地-气相互作用过程 关键特征参数 卫星遥感应用

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土壤病原微生物对青藏高原草地退化的潜在反馈影响 被引量：7

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作者 方震 李耀明 +3 位作者 纪宝明 斯确多吉 姜丽丽 汪诗平 《中国草地学报》 CSCD 北大核心 2021年第11期105-112,共8页

青藏高原是我国甚至整个亚洲地区重要的生态安全屏障。由于气候变化、过度放牧等原因,青藏高原高寒草地生态系统退化显著,严重影响了青藏高原生态安全屏障功能的发挥。尽管国内外很多学者从不同角度开展了青藏高原草地生态系统相关研究... 青藏高原是我国甚至整个亚洲地区重要的生态安全屏障。由于气候变化、过度放牧等原因,青藏高原高寒草地生态系统退化显著,严重影响了青藏高原生态安全屏障功能的发挥。尽管国内外很多学者从不同角度开展了青藏高原草地生态系统相关研究,但是,目前对青藏高原草地退化的现状、形成机制和对生态系统各要素影响等的认识还存在不足,尤其是草地退化过程中土壤病原微生物的变化过程及其对草地退化的反馈影响还处于起步阶段。因此,通过从青藏高原草地退化现状及形成机制,退化对植物、土壤和微生物的影响,尤其是植物演替-病原微生物以及土壤退化-病原微生物的相互关系层面,扼要综述当前对青藏高原草地退化的认识,以便进一步推动我国退化草地恢复的相关研究,服务国家生态安全屏障战略。 展开更多

关键词 青藏高原 草地退化 植物群落 土壤病原微生物 相互作用

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1995—2014年青藏高原水源涵养功能时空演变特征及其驱动力分析 被引量：26

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作者 兰翔宇 叶冲冲 +2 位作者 王毅 曾涛 孙建 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期80-92,共13页

青藏高原作为世界第三级,其水源涵养功能面临全球变暖压力,但其时空演变特征及影响因素还需深入研究。本文基于InVEST模型并结合土地覆盖产品,借助相关性和趋势分析等方法,评估了青藏高原产水、径流和水源涵养量的时空演变特征,及其对... 青藏高原作为世界第三级,其水源涵养功能面临全球变暖压力,但其时空演变特征及影响因素还需深入研究。本文基于InVEST模型并结合土地覆盖产品,借助相关性和趋势分析等方法,评估了青藏高原产水、径流和水源涵养量的时空演变特征,及其对环境因子的响应。结果表明:青藏高原水源涵养量空间异质性明显(范围为0~1700 mm)。高寒草原(0.49 mm·a^(-1))和高寒草甸(1.92 mm·a^(-1))生态系统水源涵养量均表现为逐年增加,而森林则相反(-5.39 mm·a^(-1))。水源涵养量在空间上呈现出自雅鲁藏布江河谷向西北逐级递减。驱动力表明水源涵养对土壤湿度最为敏感(0~10 cm:slope=5327.53,P<0.05;10~40 cm:slope=2110.42,P<0.05),而地形对不同生态系统水源涵养量有不同影响,在一定坡度范围内(0~20°),水源涵养量随着坡度增大而增加。本文强调森林水源涵养呈现出退化趋势,今后需加强对该生态系统水资源的保护。 展开更多

关键词 青藏高原 产水量 水源涵养量 InVEST模型 生态系统

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青藏高原高寒草地土壤微生物量碳氮含量特征及其控制要素 被引量：16

5

作者 李洋 王毅 +2 位作者 韩国栋 孙建 汪亚峰 《草业学报》 CSCD 北大核心 2022年第6期50-60,共11页

青藏高原是我国重要的生态安全屏障,探究地下微生物驱动土壤生化过程,生物量碳氮含量特征及其控制要素,对高寒生态系统功能维持具有重要意义。本研究通过对青藏高原高寒草甸和高寒草原两种草地类型样带调查和研究,探讨了不同高寒草地生... 青藏高原是我国重要的生态安全屏障,探究地下微生物驱动土壤生化过程,生物量碳氮含量特征及其控制要素,对高寒生态系统功能维持具有重要意义。本研究通过对青藏高原高寒草甸和高寒草原两种草地类型样带调查和研究,探讨了不同高寒草地生态系统类型土壤微生物量碳(MBC)和土壤微生物量氮(MBN)含量特征及其与气候、植物群落和土壤理化性质的关系。结果表明,高寒草甸比高寒草原具有更高的土壤MBC和MBN含量;生长季降水量(GSP)与两种草地类型的MBC和MBN含量呈显著正相关(P<0.01);而生长季均温(GST)仅与高寒草原MBN含量呈显著负相关(P<0.01)。结构方程模型显示,在生长季降水量的影响下,土壤全氮是影响高寒草甸土壤MBC和MBN的主导因子,土壤有机碳是影响高寒草原MBC和MBN的主导因子。研究结果可为高寒草地生态系统可持续管理提供理论参考。 展开更多

关键词 土壤微生物量碳 土壤微生物量氮 高寒草甸 高寒草原 青藏高原

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基于InVEST模型的青藏高原碳储量估算及其驱动力分析 被引量：45

6

作者 李若玮 叶冲冲 +2 位作者 王毅 韩国栋 孙建 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期43-51,共9页

为探究青藏高原碳储量的估算方法及其驱动要素,本研究基于生态系统服务和权衡综合评估(Integratedvaluation of ecosystem service and tradeoffs,InVEST)模型,利用实测数据估算青藏高原碳储量,结合气候和土壤因子建立结构方程模型,分... 为探究青藏高原碳储量的估算方法及其驱动要素,本研究基于生态系统服务和权衡综合评估(Integratedvaluation of ecosystem service and tradeoffs,InVEST)模型,利用实测数据估算青藏高原碳储量,结合气候和土壤因子建立结构方程模型,分析碳储量主要驱动因素。结果表明:青藏高原碳密度整体呈东南高、西北低的空间格局;进一步探究不同植被类型碳储量特征发现,高寒嵩草、杂草类草甸的碳储量最高,达1.97×10^(11)Mg;敏感性分析表明,地上碳密度对总碳密度的变化最为敏感,斜率为44.73;就驱动要素而言,发现降水、pH值、阳离子交换、有机质、全氮和速效氮是青藏高原碳密度的重要驱动因子。研究结果可为高寒生态系统碳平衡提供参考,也可为区域生态系统碳库管理和人类活动调控提供科学依据。 展开更多

关键词 碳储量 InVEST模型 驱动因子 青藏高原

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青藏高原典型下垫面通量印痕特征分析

7

作者 王紫昕 仲雷 +1 位作者 马耀明 傅云飞 《高原气象》 北大核心 2023年第5期1160-1171,共12页

下垫面的非均匀性影响地气通量观测的准确性和代表性,青藏高原复杂下垫面通量印痕分布的研究对地气相互作用的观测、模拟及其天气气候影响均具有重要意义。印痕分析是研究通量观测信息空间代表性的重要方法,通量印痕模型FFP(Flux Footpr... 下垫面的非均匀性影响地气通量观测的准确性和代表性,青藏高原复杂下垫面通量印痕分布的研究对地气相互作用的观测、模拟及其天气气候影响均具有重要意义。印痕分析是研究通量观测信息空间代表性的重要方法,通量印痕模型FFP(Flux Footprint Prediction)为计算通量印痕提供了一种行之有效的方法。基于西藏珠穆朗玛大气过程与环境变化国家野外科学观测研究站、阿里荒漠环境综合观测研究站、西藏纳木错高寒湖泊与环境国家野外科学观测研究站、慕士塔格西风带环境综合观测研究站和藏东南高山环境综合观测研究站5个台站2013年观测数据,利用FFP模型对通量印痕进行了模型参数敏感性分析,探讨了不同站点通量印痕分布的时空特点、具体影响因素,进而对观测台站架设提供指导。研究结果表明,通量印痕的主要影响因素为观测高度、风速、风向,下垫面类型为常绿针叶林的林芝站对观测高度、行星边界层高度较其他台站敏感。在青藏高原,使用三维超声风速仪观测数据得到的通量印痕的空间尺度为250~500 m。5个台站中珠峰站白天稳定层结时次最少,占白天数据点的15.69%,阿里站夜间不稳定层结时次最少,占夜间数据点的13.32%。在青藏高原5个台站夜间通量印痕比白天通量印痕范围更广、面积更大;夏季由于季风的影响,通量印痕轴线更趋向一致;纳木错站湖陆风是影响通量印痕的主要因素,珠峰站冰川风是影响通量印痕的主要因素,林芝站在5个站点中年平均风速最小,通量印痕最小,在5个站点中观测代表性最佳。为提高观测数据代表性,可考虑在珠峰站、纳木错站降低观测仪器高度。 展开更多

关键词 青藏高原 通量印痕 FFP模型

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基于文献计量分析植物和微生物驱动的土壤有机碳累积的研究进展

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作者 陈美镕 王宗松 +3 位作者 汪诗平 斯确多吉 周华坤 姜丽丽 《中国草地学报》 CSCD 北大核心 2024年第10期112-123,共12页

全球变化背景下,土壤有机碳的来源和累积途径是碳固持与稳定机制研究的重点内容。植物和微生物的生物分子是土壤有机碳累积的重要来源,为了对植物和微生物驱动的土壤有机碳累积有更全面的认识,本文结合已发表文献深入剖析了土壤中植物... 全球变化背景下,土壤有机碳的来源和累积途径是碳固持与稳定机制研究的重点内容。植物和微生物的生物分子是土壤有机碳累积的重要来源,为了对植物和微生物驱动的土壤有机碳累积有更全面的认识,本文结合已发表文献深入剖析了土壤中植物源碳和微生物源碳累积的研究进展。结果表明:1)微生物残体是近年来研究的前沿内容;相较于森林生态系统,草地和农田生态系统的微生物残体碳研究是当前的热点。2)土壤有机碳累积的分析方法更加多样化和精细化,但植物源碳和微生物源碳的定量方法还不完善。3)增温或模拟氮沉降对植物源碳和微生物源碳累积的影响是研究的热点内容,但不同研究的结论并不一致,具体机制尚不明确。建议未来进一步加强不同来源有机碳的精确定量,深入分析不同来源有机碳累积的影响机制,同时完善降水变化、二氧化碳浓度升高、土地利用变化等全球变化因子及其交互作用对不同来源土壤有机碳累积的影响研究。 展开更多

关键词 植物源碳 微生物源碳 土壤有机碳 文献计量分析 全球变化

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地球深部真的贫铀钍吗?——来自秦岭造山带加里东期岩浆岩体锆石铀钍含量的讨论 被引量：2

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作者 伍皓 李小刚 +4 位作者 吴晨 夏彧 周恳恳 熊国庆 姚雪婷 《地质论评》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1207-1230,共24页

为尝试利用锆石来初步探索地球内部铀、钍的丰度,通过搜集秦岭造山带加里东期岩浆岩体锆石U—Th—Pb同位素测年文献,掌握了3件超基性岩、52件基性岩、46件中性岩、90件酸性岩,共计191件样品,6979个(铀含量数据3552个,钍含量数据3427个)... 为尝试利用锆石来初步探索地球内部铀、钍的丰度,通过搜集秦岭造山带加里东期岩浆岩体锆石U—Th—Pb同位素测年文献,掌握了3件超基性岩、52件基性岩、46件中性岩、90件酸性岩,共计191件样品,6979个(铀含量数据3552个,钍含量数据3427个)锆石定年数据。数据分析指示铀和钍在同一类型岩浆岩锆石中含量均相差悬殊,可在不同类型岩浆岩锆石中富集或亏损,不具有从超基性岩到基性岩到中性岩再到酸性岩总体增加的趋势。在所有样品锆石铀、钍平均值2倍以上的45件高富集样品中的34件呈现"局部长期"分布的特征,表现为:10件在451.0~422.1 Ma期间的以OIB型基性、中基性岩为主的样品约29 Ma时间集中产出在南秦岭大巴山地区,岩浆多来自由HIMU,EMII和EMI三个富集地幔端元组分混合而成的复杂地幔区;24件在495.9~413.6 Ma期间的以I型、S—I型酸性岩为主的样品约82 Ma时间集中产出于北秦岭商丹(商南—丹凤)地区,岩浆可来自地幔、壳幔混合和地壳源区。结合华南金属铀(0价)的发现等前人研究成果初步分析认为,加里东期大巴山和商丹地区可能分别存在地幔柱和大陆型热点,地核中大量铀、钍沿地幔柱和大陆型热点上升致使地幔和地壳局部熔体中铀、钍长期富集,其超高含量可能被熔体中锆石结晶部分记录,这一元素迁移过程可能是两区域产出高锆石铀、钍含量样品和商丹地区生成铀矿的主要原因。支持铀、钍可在地核和地幔柱富集的认识。 展开更多

关键词 秦岭造山带 加里东期岩浆岩体 锆石铀、钍含量 地核 地幔柱 大陆型热点

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珠穆朗玛峰地区地表辐射的变化特征

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作者 马龙腾飞 马伟强 +4 位作者 马耀明 席振华 何佳男 马卫垚 石乐乐 《高原气象》 北大核心 2025年第4期849-859,共11页

本研究通过对珠穆朗玛峰(以下简称“珠峰”)国家级自然保护区辐射场的全面观测,揭示了其时空变化规律及其对生态环境和气候的潜在影响。本研究通过建立覆盖高寒灌丛、高寒湿地和高寒荒漠草原等多种生态环境的气象梯度观测网络,应用先进... 本研究通过对珠穆朗玛峰(以下简称“珠峰”)国家级自然保护区辐射场的全面观测,揭示了其时空变化规律及其对生态环境和气候的潜在影响。本研究通过建立覆盖高寒灌丛、高寒湿地和高寒荒漠草原等多种生态环境的气象梯度观测网络,应用先进的辐射观测设备,结合数据质量控制和自动化处理流程,获取了多年连续、高精度的四分量辐射通量实测数据。结果表明:(1)珠峰站和高寒灌丛站的净辐射通量在年际尺度上呈现年均增加0.7 W·m^(-2)的趋势;(2)在多年月平均净辐射通量方面,珠峰站和高寒灌丛站从1月的15 W·m^(-2)逐步增加,于8月达到峰值110 W·m^(-2)后开始回落,至12月降至14 W·m^(-2)。多年月平均向下短波辐射通量从1月的210 W·m^(-2)逐渐升高,至6月达到最大值375 W·m^(-2),随后在7月显著下降至230 W·m^(-2),并在7-10月保持相对稳定,10月开始显著回落,12月降至最小值200 W·m^(-2);(3)多年夏季日平均净辐射通量在珠峰站和高寒灌丛站从07:00(北京时,下同)的0 W·m^(-2)开始增加,于13:00达到峰值530 W·m^(-2),随后逐渐降低,至20:00降为-110 W·m^(-2)。多年夏季日平均向下短波辐射通量则从07:00的0 W·m^(-2)增加,13:00达到860 W·m^(-2)的峰值后下降,21:00降为0 W·m^(-2)。冬季日平均净辐射通量从08:00的-120 W·m^(-2)上升,至14:00达到最大值370 W·m^(-2)后逐渐减少,至20:00再次降为-120 W·m^(-2)。冬季日平均向下短波辐射通量则从08:00的0 W·m^(-2)开始升高,14:00达到最高值840 W·m^(-2)后下降,20:00降为0 W·m^(-2);(4)各站点之间的辐射通量差异显著,尤其在高寒湿地站与其他两站之间对比突出。高寒湿地站的年均净辐射、年均向下短波辐射、多年月平均净辐射、多年月平均向下短波辐射、夏冬季日平均净辐射及向下短波辐射均高于珠峰站和高寒灌丛站。本研究的结果为理解高海拔地区的气候变化提供了新的视角,并为遥感监测技术的发展、全球气候模式的改进以及高原地区环境保护策略的制定提供了关键数据支持。 展开更多

关键词 珠穆朗玛峰地区 地表辐射 地表辐射年变化 地表辐射季节变化 地表辐射日变化

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藏北地区适宜种植的6种饲草品质分析

11

作者 陈美镕 赵威崴 +3 位作者 王宗松 张学民 牟涛 姜丽丽 《草地学报》 北大核心 2025年第5期1458-1464,共7页

饲草短缺是藏北地区畜牧业发展的瓶颈,而建植优质高产的人工草地被认为是攻克这一难关的有效途径。为了进一步评估筛选的适宜那曲地区建植人工草地的6种高产饲草的品质,即燕麦(Avena sativa)、绿麦草(Triticum secale)、芜菁(Brassica r... 饲草短缺是藏北地区畜牧业发展的瓶颈,而建植优质高产的人工草地被认为是攻克这一难关的有效途径。为了进一步评估筛选的适宜那曲地区建植人工草地的6种高产饲草的品质,即燕麦(Avena sativa)、绿麦草(Triticum secale)、芜菁(Brassica rapa)、饲用油菜(Brassica napus)、老芒麦(Elymus sibiricus)和垂穗披碱草(Elymus nutans),本文利用近红外光谱技术测定干饲草的营养指标,并通过分级指数(Grading index,GI)综合评估6种饲草的饲用品质。结果显示,4种一年生饲草的粗蛋白含量为10.45%~17.99%,中性洗涤纤维含量为34.03%~65.76%,酸性洗涤纤维含量为27.23%~41.52%,GI值为10.63~86.85;粗蛋白含量与GI值呈正相关,而纤维含量与GI值呈负相关。此外,6种饲草的品质均可达到4级及以上饲草标准(GI>6.28 MJ),其中芜菁的品质可达到特级饲草标准(GI>53.68MJ),且其在能源物质总量、矿物质含量和适口性方面表现均最优异,建议在藏北地区推广种植。 展开更多

关键词 那曲地区 营养价值 饲用品质 近红外光谱技术 分级指数

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西藏那曲适宜建植人工草地的牧草筛选研究 被引量：6

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作者 陈美镕 聂晓伟 +12 位作者 张学民 王宗松 宋赵有 阿旺 王奇 汪诗平 李耀明 斯确多吉 张林 严俊 周华坤 石培礼 姜丽丽 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期2897-2904,共8页

为回答那曲地区能否建植人工草地及哪些牧草适宜在那曲地区建植人工草地的问题,本试验选择抗寒抗旱的牧草开展引种筛选试验。通过收获的牧草产量与那曲天然草地及中国四大草原区其他人工草地产量的对比评估,可知试验收获的牧草产量成倍... 为回答那曲地区能否建植人工草地及哪些牧草适宜在那曲地区建植人工草地的问题,本试验选择抗寒抗旱的牧草开展引种筛选试验。通过收获的牧草产量与那曲天然草地及中国四大草原区其他人工草地产量的对比评估,可知试验收获的牧草产量成倍高于那曲天然草地的产量,且试验区人工草地的平均产量不低于中国其他草原区人工草地的产量,结果表明,在充足的水肥管理条件下那曲地区可建植高产人工草地。同时,适种牧草的筛选基于播种当年不同牧草的出苗与生长情况以及次年多年生牧草的出苗情况(即越冬能力)展开,结果显示燕麦(Avena sativa)、绿麦草(Triticum secale)、芜菁(Brassica rapa)和饲用油菜(Brassica napus)适宜在那曲地区建植一年生人工草地;成功越冬的老芒麦(Elymus sibiricus)和垂穗披碱草(Elymus nutans)可作为多年生人工草地的筛选品种,但其后续是否稳产仍待研究。 展开更多

关键词 那曲地区 草种筛选 牧草产量 越冬能力

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雅砻江流域1961-2018年极端气候时空演变研究 被引量：10

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作者 杨晨 董晓华 +3 位作者 董立俊 秦兴隔 王雅琳 马耀明 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第2期46-56,65,共12页

近年来我国极端气候事件频发,研究极端气候的变化规律,能够预防自然灾害对人类生活造成的伤害以及水资源分布的失衡。雅砻江拥有我国重要的水电能源,基于雅砻江流域1961-2018年日降雨、日气温数据计算得到26个极端气候指数,利用线性拟合... 近年来我国极端气候事件频发,研究极端气候的变化规律,能够预防自然灾害对人类生活造成的伤害以及水资源分布的失衡。雅砻江拥有我国重要的水电能源,基于雅砻江流域1961-2018年日降雨、日气温数据计算得到26个极端气候指数,利用线性拟合、Sen’s斜率估计、Mann-Kendall突变检验以及Pettitt检验法分析极端气候指数的趋势和突变;使用反距离权重空间插值法(IDW)进行空间插值,分析极端气候指数的空间分布特征。结果表明:雅砻江流域极端高温、低温以及平均温差指数在空间上都是南高北低;流域北部气温偏寒,结冰和霜冻日数偏长,而南部气温偏暖,夏天日数和生长期长度偏长。极端降水指数除持续干期,其他指数在空间上也是南高北低,且在东南部达到最大值。在全球气候变暖的趋势下最高和最低气温极值温度上升,高温增长速率小于低温增长速率,从而温差逐渐缩小;结冰和霜冻日数减少,夏天日数、生长期长度和暖日持续日数增加,使得流域冬季变短夏季变长,适合动植物生长的温度持续时间增长。极端降水指数除了持续干期,其余指数均呈现上升趋势,年降水量增加幅度最大,强降水量增加幅度次之。说明1961-2018年雅砻江流域极端气温趋于变暖,年内偏暖日数增多,极端降水整体增加,降水量和降水强度增大,降水持续时间加长,还需对雅砻江流域极端降水的增多加以防范。研究雅砻江流域极端气候的时空变化规律,为该流域水资源开发和管理以及灾害预警提供了科学依据。 展开更多

关键词 极端气候指数 变化趋势 时空分布 雅砻江流域

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基于CE-318观测的甘肃省气溶胶光学特性分析 被引量：1

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作者 黄芳芳 马伟强 +6 位作者 王遂缠 张鸿 孔小怡 卢品睿 王旭东 刘昊 闫一丹 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第1期241-253,共13页

对于大气气溶胶地基观测资料的定量分析是了解气溶胶光学特性和大气污染特征的基本途径,可为探讨污染治理方向提供一定的依据。近年来,利用地基观测资料分析甘肃省不同区域气溶胶光学特性的研究较少。为了解甘肃省不同下垫面的大气气溶... 对于大气气溶胶地基观测资料的定量分析是了解气溶胶光学特性和大气污染特征的基本途径,可为探讨污染治理方向提供一定的依据。近年来,利用地基观测资料分析甘肃省不同区域气溶胶光学特性的研究较少。为了解甘肃省不同下垫面的大气气溶胶光学特性,本文基于2018年4月至2020年9月CE-318型太阳光度计观测资料,通过ASTPwin软件反演获得了甘肃省四个站点的气溶胶光学厚度AOD,计算了Angstrom波长指数α,分析了甘肃省不同区域不同季节AOD和α的分布和变化特征以及气溶胶光学厚度和波长指数的关系。结果表明:(1)观测时段内,所有站点各波段AOD的变化趋于一致,且AOD值随波长增大而减小。兰州和皋兰山AOD值冬季最高,春、秋季次之,夏季最低,兰州冬、春季AOD值分别比年均值超出14.98%和4.68%,皋兰山冬季AOD值比年均值超出3.88%。敦煌和民勤AOD值均为春季最高,比各自的年均值高出24.49%和26.30%。敦煌AOD季节分布为:春季>夏季>冬季>秋季,而民勤则表现为从春到冬季逐渐减小的趋势。(2)兰州和皋兰山春夏季主控粒子为粗模态,秋冬季则为细颗粒物主导。敦煌和民勤大气气溶胶常年由粗模态粒子主控。2019年冬季,兰州市区AOD值比其城郊的皋兰山高出68.0%;敦煌和民勤2019年春季沙尘气溶胶污染较为严重,敦煌AOD值比民勤超出42.42%。(3)四个站点AOD和α的频率分布均呈单峰曲线,不同季节AOD高频次分布范围存在差异性,但都处于1.0以下。α的高频次范围分布较为复杂,兰州春季、皋兰山春夏季、敦煌四季、民勤春夏秋季,α分布区间均小于1.0,而兰州夏秋冬季、皋兰山秋冬季、民勤冬季α主要分布于1.1以上。(4)不同季节AOD和α的关系存在差异,表现为不同季节,大气出现严重或者局部污染时,气溶胶的主控粒子粒径大小不同。春季大气出现局部或者严重污染、夏季大气局部污染时,四个站点气溶胶主要是大粒径粒子,其中沙尘气溶胶的贡献较大。夏季大气处于严重污染时,皋兰山气溶胶主要是细模态粒子,兰州、敦煌、民勤气溶胶依然由粗模态主控,但是兰州小粒径粒子导致的污染比重高于其余两站,其中85%以上属于城市工业-气溶胶污染。秋季大气处于严重污染状况时,兰州和皋兰山均由细模态粒子主导,其中城市工业-气溶胶占比明显增加,而敦煌和民勤依然由粗模态粒子主导,其中沙尘气溶胶占比偏重。冬季大气严重污染时,兰州依然由细模态粒子主导,而其他三站由粗模态粒子占据主导地位,冬季大气局部污染时,敦煌和民勤粗模态粒子与细模态粒子同时出现,皋兰山以细模态粒子为主。分析可知,总体上甘肃偏北地区气溶胶污染以沙尘气溶胶为主,而偏南地区气溶胶污染表现为粗模态与细模态粒子交替出现,这为下一步结合卫星遥感资料研究甘肃不同区域的气溶胶特性及大气污染特征提供了一些参考。 展开更多

关键词 CE-318太阳光度计 气溶胶光学厚度(AOD) 地基观测 甘肃省

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融合ARIMA模型和MCMC方法的非一致性设计洪水计算

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作者 董立俊 董晓华 +3 位作者 马耀明 魏冲 喻丹 薄会娟 《水资源与水工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第2期1-11,20,共12页

常规非一致性频率分析方法在选择协变量、建立统计参数与协变量的函数关系方面均存在主观性,且仅获得设计洪水估计值,不能同时进行不确定性分析。为改进上述不足,建立了ARIMA-MCMC模型,在贝叶斯MCMC方法抽样过程中考虑统计参数拟合期内... 常规非一致性频率分析方法在选择协变量、建立统计参数与协变量的函数关系方面均存在主观性,且仅获得设计洪水估计值,不能同时进行不确定性分析。为改进上述不足,建立了ARIMA-MCMC模型,在贝叶斯MCMC方法抽样过程中考虑统计参数拟合期内的时变性,进而对未来气候变化条件下的非一致性设计洪水频率分布模型参数进行抽样,基于参数后验分布进行设计洪水计算,并推求相应的置信区间。选取雅砻江流域小得石水文站作为分析对象,采用ARIMA-MCMC模型定量评估未来气候变化条件下小得石站设计洪水的变化情况。结果表明:基于ARIMA-MCMC方法的参数抽样收敛效果较好,3种情景下的模型统计量D均小于显著水平5%的临界值;除SSP2-4.5情景下P=0.1%和P=0.05%的设计值外,其他情况的设计最大日流量较历史期均明显增加,其中SSP1-2.6、SSP5-8.5情景下的增幅分别为7.1%~10.5%、13.9%~27.2%。本文建立的ARIMA-MCMC方法能够有效进行非一致性设计洪水频率分析。 展开更多

关键词 设计洪水 ARIMA模型 贝叶斯MCMC方法 非一致性 不确定性 洪水频率分析

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泛第三极本底数据集(1980-2020)

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作者 李虎 潘小多 +3 位作者 冯敏 盖春梅 王建邦 戚靖文 《中国科学数据（中英文网络版）》 CSCD 2024年第3期268-293,共26页

以青藏高原为核心的泛第三极地区,在全球气候系统和水文循环中起着至关重要的作用。随着全球气候变化,泛第三极地区的环境变化引起了广泛关注。为了避免科学家耗费大量时间和精力在获取和处理泛第三极数据集上,同时为泛第三极地球系统... 以青藏高原为核心的泛第三极地区,在全球气候系统和水文循环中起着至关重要的作用。随着全球气候变化,泛第三极地区的环境变化引起了广泛关注。为了避免科学家耗费大量时间和精力在获取和处理泛第三极数据集上,同时为泛第三极地球系统模型提供驱动和验证数据集,本研究集成不同来源、格式各异和范围不一的多源数据,采用统一标准(包括投影系统、边界和时空分辨率),生成一套包括泛第三极基础地理数据、冰冻圈数据、水文大气数据、生态数据、灾害数据和人文地理数据等类型的泛第三极本底数据集。为确保数据质量,本数据集对所有原始数据进行遴选,并对关键数据集进行多源融合以充分利用不同数据集的优势,降低信息冗余,提供更高质量的关键数据集。泛第三极本底数据集的发布旨在为泛第三极地区的科学研究和可持续发展提供重要的数据支撑,并促进泛第三极模型集成(如陆面过程模型、水文模型和生态模型等)的研究。 展开更多

关键词 数据集成 数据融合 数据共享 泛第三极

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京津冀城市紧凑度变化测度与分析 被引量：5

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作者 何丹 周璟 +1 位作者 蔡建明 陈子轩 《生态科学》 CSCD 2022年第3期178-186,共9页

当前京津冀在快速城市化进程中出现了城市污染、用地混乱、建成区无序蔓延等问题,城市紧凑型发展有利于有效缓解这些问题。因此,利用京津冀城市社会经济统计数据构建综合紧凑度测度指标体系及模型,探讨城市紧凑度时空间演变特征及规律... 当前京津冀在快速城市化进程中出现了城市污染、用地混乱、建成区无序蔓延等问题,城市紧凑型发展有利于有效缓解这些问题。因此,利用京津冀城市社会经济统计数据构建综合紧凑度测度指标体系及模型,探讨城市紧凑度时空间演变特征及规律。结果发现:生态环境协同紧凑和经济紧凑对京津冀城市综合紧凑度影响较大,而公共服务紧凑贡献较小;京津冀城市综合紧凑度自西南向北部逐渐降低,紧凑度较高的城市多分布于京津冀西南和中部地区,出现了以石家庄市和北京市为中心的紧凑型城市圈。相对河北而言,北京和天津综合紧凑度变化趋势较平缓;京津冀城市综合紧凑度整体小幅提升,城市间差距不断减小;紧凑度等级大部分处于中低水平;紧凑度空间异质性显著。最后,提出京津冀在推进紧凑型城市建设时,应将人口密度、就业空间、基础设施建设、居住空间、生态空间等多方面纳入考量。 展开更多

关键词 城市综合紧凑度 紧凑型城市 变化特征 测度分析 京津冀

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基于REOF的淮河流域降雨侵蚀力时空变化 被引量：10

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作者 魏冲 董晓华 +4 位作者 龚成麒 马耀明 喻丹 薄会娟 赵文义 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期135-144,共10页

淮河流域作为中国重要的粮食生产基地,研究其降雨侵蚀力的时空变化特征,对流域水土流失防治、土壤资源保护及农业可持续发展具有重要意义。该研究基于淮河流域内的40个气象站点1960—2018年的日降雨数据,采用Xie方法计算各站点降雨侵蚀... 淮河流域作为中国重要的粮食生产基地,研究其降雨侵蚀力的时空变化特征,对流域水土流失防治、土壤资源保护及农业可持续发展具有重要意义。该研究基于淮河流域内的40个气象站点1960—2018年的日降雨数据,采用Xie方法计算各站点降雨侵蚀力及降雨侵蚀力密度;使用旋转经验正交函数(Rotating Empirical Orthogonal Function,REOF)对淮河流域依据降雨侵蚀力的分布特性进行分区,采用线性倾向率、改进的Mann-Kendall检验和R/S分析法来分析流域内降雨侵蚀力的时空变化特征;并为不同分区提供合理的农业水土流失防治措施。结果表明:1)淮河流域多年年均降雨侵蚀力及降雨侵蚀力密度分别为4264 MJ·mm/(hm^(2)·h)和4.63 MJ/(hm^(2)·h),且降雨侵蚀力未来将呈增长趋势;整体上,流域内年降雨侵蚀力从东南部向西北部递减,年降雨侵蚀力密度从北部向南部递减。2)基于淮河流域40个站点的年降雨侵蚀力序列,使用REOF展开的10个空间特征向量的累计贡献率达74.34%,可着重突出空间分布特征。并依据这10个模态分布将淮河流域的降雨侵蚀力场划分为降雨特征不同的10个地理区。3)降雨侵蚀力较高的分区为第2、3、4、5和6区,主要集中于流域南部和东部;5—9月的降雨侵蚀力约占全年总和的80%~91%,降雨侵蚀力密度较高。3)在降雨侵蚀力较高的5—9月期间,流域内各区域的农业活动过程中需加强水土流失防治措施,尤其是第6区所在的区域。研究结果可为淮河流域内不同区域的耕地水土保持工作提供参考,并进一步保障流域内农业可持续发展。 展开更多

关键词 降雨 侵蚀 旋转经验正交函数 农业用地 趋势分析 淮河流域

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尼洋河流域植被特征时空变化及其对水热的响应 被引量：6

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作者 张浔浔 杨斌 +4 位作者 吴淑莹 肖志强 文浪 段阳海 孙建 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第11期2566-2576,共11页

尼洋河作为工布江达县的“母亲河”,探究流域植被变化特征及其与水热的关系对生态建设具有重要意义。本研究以尼洋河流域为研究区,采用了广义回归神经网络(General regression neural network,GRNN)计算模型来反演叶面积指数(Leaf area ... 尼洋河作为工布江达县的“母亲河”,探究流域植被变化特征及其与水热的关系对生态建设具有重要意义。本研究以尼洋河流域为研究区,采用了广义回归神经网络(General regression neural network,GRNN)计算模型来反演叶面积指数(Leaf area index,LAI)和植被覆盖度(Fractional vegetation cover,FVC)数据集,分析LAI和FVC的时空变化特征及其对水热因子的响应。结果表明:2001—2019年以来,尼洋河流域植被总体呈现轻微改善趋势,植被集中生长于河流两岸并以常绿针叶林为主,远离河流的高海拔区域植被生长状况不佳,随海拔高度的升高LAI和FVC均趋近零值;流域植被覆盖类型分为极低、低、中和高覆盖四种,且覆盖类型以中、极低覆盖为主,中覆盖类型主要分布在河流周围,极低覆盖类型集中于远离河流的高海拔区域,且覆盖面积逐年呈现下降趋势,相反河流两岸的高覆盖类型区域面积出现扩张;相对于气温而言,流域内植被对降水的响应更为敏感,过多的降水对植被生长存在一定抑制作用。 展开更多

关键词 广义回归神经网络 叶面积指数 植被覆盖度 动态监测 尼洋河流域

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通天河流域植被动态监测及其对气候因子的响应 被引量：5

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作者 张浔浔 段阳海 +6 位作者 吴淑莹 谭昌海 赵阳刚 杨斌 文浪 肖志强 孙建 《草地学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期479-488,共10页

通天河是长江源头重要的干流,探讨其植被生长状况及其与气候因子的响应对三江源区生态系统稳定性研究具有重要意义。本文以通天河流域为研究区,采用了广义回归神经网络(General regression neural network,GRNN)计算模型来反演叶面积指... 通天河是长江源头重要的干流,探讨其植被生长状况及其与气候因子的响应对三江源区生态系统稳定性研究具有重要意义。本文以通天河流域为研究区,采用了广义回归神经网络(General regression neural network,GRNN)计算模型来反演叶面积指数(Leaf area index,LAI)和植被覆盖度(Fractional vegetation cover,FVC)数据,分析LAI和FVC的变化特征及其对气候因子的响应。分析结果表明:通天河流域植被总体呈显著波动增长趋势,LAI,FVC增长速率分别为(1.2×10^(-3))·a^(-1)和(0.9×10^(-3))·a^(-1);流域内植被明显改善区分布在海拔较低水热条件较好的沟谷地带,但下游人类活动频繁的曲麻莱县和治多县周边地区植被退化明显;流域内植被主要生长在海拔4000 m以上地区,超过5200 m植被生长差,覆盖类型以低覆盖为主,中-高覆盖集中在河流下游地区;相较于气温而言,降水是影响该流域植被的主导因素,与植被LAI和FVC呈显著正相关。 展开更多

关键词 通天河流域 三江源 广义回归神经网络 叶面积指数 植被覆盖度

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