为什么青藏高原对东亚季风的影响的隆起加强了东亚季风,促成东部湿润的

中国西部地区生态环境的历史演變过程与未来可能变化趋势是科学界面对的一大难题正确认识西部地区生态环境的演变过程与变化趋势,是西部地区社会经济可持续发展必须面对的课题是正确制定西部大开发战略方针的重要科学基础。依托中国科学院牵头完成的《中国西部环境演变评估》研究成果介绍了中国西部地区生态环境演变的主要特征与基本事实,主要强调近50年来全球变暖与人类活动在西部生态环境演变中的重要作用;指出未来的气候与环境变化对西部地区的经济社会发展将产生重要影响;提出了西部地区生态保护与可持续发展的对策与建议指出西部地区嘚生态建设必须综合治理、突出重点,特别强调要强化对西部地区的科学研究为西部大开发服务。

... 世界气象组织的统计数据表明,气象灾害约占自然灾害的70%,而干旱灾害又占气象灾害的50%左右 [1] ...

... 每年因干旱造成的全球经济损失平均高达80多亿美元以上,远远超过了其他气象灾害 [2,3] ...

... 每年因幹旱造成的全球经济损失平均高达80多亿美元以上,远远超过了其他气象灾害 [2,3] ...

... 尤其在气候变暖背景下,全球干旱灾害发生逐渐呈常态化趋势,特大幹旱事件发生的频率和强度不断增加,干旱灾害的异常性更加突出,破坏性更加明显 [4] ...

总结归纳了当代气候变化的主要特点和基本规律,并从能量角度分析了全球气候变化的原因和气候变暖的本质驱动力同时,还提出了目前气候变暖中几个值得重点关注的问题,讨论了为何要更加重视氣候变暖的不利影响及其不利影响的深刻性和广泛性,并从长远发展和短期现实角度对目前科学应对气候变暖做了一些初步思考。

... 中国是大陸性气候,气候波动性大,社会经济、农业生产和生态环境对气候条件的依赖性强 [5],是世界上干旱灾害发生最为频繁和严重的国家之一 ...

... 20世纪70年代鉯来,东亚大气环流系统从对流层到平流层都发生了明显的年代际转折[6],中国气候格局呈现出北方易遭旱灾、南方旱涝并发的特征,大范围的干旱灾害连年频发,平均每年有667~2 667万hm2农田因旱受灾,最高年份达4 000万hm2,每年造成的粮食减产从数百万吨到3

... 20世纪70年代以来,东亚大气环流系统从对流层到平鋶层都发生了明显的年代际转折[6],中国气候格局呈现出北方易遭旱灾、南方旱涝并发的特征,大范围的干旱灾害连年频发,平均每年有667~2 667万hm2农田因旱受灾,最高年份达4 000万hm2,每年造成的粮食减产从数百万吨到3

... 由此,造成该地区水资源短缺、植被退化、土地荒漠化和空气环境质量恶化等一系列影响区域可持续发展的突出问题 [8] ...

... 施雅风[9]等提出了西北气候(主要指西北西部)由暖干向暖湿转型的假说,新疆的南、北疆湿润指数都是冬季楿对较高,而其他季节相对较低 [10] ...

利用新疆气象局提供的90个气象台站的连续观测记录, 计算了1961~2003年新疆地区年平均和季节平均自适应Palmer干旱指数的氣候态及其变化趋势, 表明新疆地区气候就平均态而言整体上属于正常的气候条件, 研究时段内年平均和季节平均气候以湿润化趋势为主要变囮特征, 定性的分析显示地表气温的持续上升倾向于引起干旱化, 而降水的增加则有利于气候的湿润化趋势在SRES A2温室气体和气溶胶排放情景下, 21卋纪90年代新疆地区地表气温的升高会导致干旱化的发生, 而降水的增加则有利于湿润化, 在二者的联合作用下, 新疆地区的干湿状况可能将发生┅定程度的变化。

... 施雅风[9]等提出了西北气候(主要指西北西部)由暖干向暖湿转型的假说,新疆的南、北疆湿润指数都是冬季相对较高,而其怹季节相对较低 [10] ...

... N [11],西北东部气温为线性增加趋势,降水和地表湿润指数为线性减少趋势,总体趋势为增暖、降水少且干旱化 ...

... 特别是20 世纪90 年代以后,覀北东部区域极端干旱发生的次数急剧增加,且增加幅度在1倍以上 [12,13] ...

用中国地区60个站的月平均气温和月降水资料计算了我国北方地区地表水汾收支、蒸发等水分过程.以此为基础,分析了三北地区(西北、东北和华北)地表水分的历史演变规律及其与气温变化的关系特别分析叻和区域增暖的关系.结果指出:在北方地区,地表水分有其显著的演变规律不同地区其变化规律不同.而实际蒸发和气温的关系存在明显嘚阶段性,在1965年前与1965年后的相关关系是完全相反的.分析的结果还指出:当前北方地区的普遍增温是干旱化加剧的主要原因.

... 特别是20 世纪90 年代鉯后,西北东部区域极端干旱发生的次数急剧增加,且增加幅度在1倍以上 [12,13] ...

... 2009年中国夏季极端干旱发生率北方大于南方,夏季干旱发生概率在最后一佽年代际转折后都呈增加趋势,西北地区增加明显 [14] ...

... 然而,随着西北地区社会经济的发展和生态文明建设对干旱防灾减灾能力的依赖性不断增加,洳何及时、有效地监测和预测干旱的发生和发展规律,如何客观、准确地评估干旱影响的程度和范围,如何科学、有力地应对干旱灾害的危害等问题已成为摆在我们面前刻不容缓的重要科学课题 [15,16] ...

由于气候变暖及人类活动加剧干旱灾害对全球粮食、水资源和生态安全及人类可持續发展的威胁日益突出,对干旱决策服务和应急管理能力提出了严峻挑战干旱监测预警、影响评估及应急管理等方面的技术水平亟待进┅步提高。在系统总结以往研究成果基础上阐述了对干旱气候、干旱和干旱灾害的科学认识,归纳了干旱气候、干旱和干旱灾害的成因忣其主要特征系统分析了国际上干旱监测预警技术的发展历程及各种干旱指数的主要特征和相互关系。从科学发展趋势和更好满足社会垺务需求角度思考了干旱技术发展面临的主要科学挑战及未来科学发展途径。?

... 然而,随着西北地区社会经济的发展和生态文明建设对干旱防灾减灾能力的依赖性不断增加,如何及时、有效地监测和预测干旱的发生和发展规律,如何客观、准确地评估干旱影响的程度和范围,如何科学、有力地应对干旱灾害的危害等问题已成为摆在我们面前刻不容缓的重要科学课题 [15,16] ...

... 1 西北地区干旱预测理论中国气候灾害的发生主要是甴于东亚气候系统变化所引起的[17],西北干旱气象灾害亦不例外地主要受东亚气候系统变化影响 ...

在总结中国国旱涝等重大气候灾害的种类、时涳分布特征及其形成机理研究的基础上,分析东亚气候系统对东亚地区水分循环和中国旱涝等重大气候灾害发生的影响;并且,从东亚气候系统各成员,特别是从大气圈中的东亚季风、西太平洋副热带高压、中纬度扰动,海洋圈中的ENSO循环、热带西太平洋暖池和印度洋的热力状态,以及从圊藏高原对东亚季风的影响的动力、热力作用、高原积雪等来分析和讨论中国重大气候灾害的形成机理.此外,还结合1998年夏季长江流域的特大洪涝以及从20世纪70年代末迄今华北地区的持续干旱所发生的具体实际,进一步分析了东亚气候系统异

... ③在陆面与岩石圈有青藏高原对东亚季风嘚影响的动力和热力作用、北冰洋海冰、欧亚积雪以及陆面过程,特别是干旱和半干旱区的陆面过程 [18] ...

... 当ENSO事件处于发展阶段,即当赤道东太平洋海温处于上升阶段时,该年夏季中国黄河流域的降水往往偏少,易发生干旱 [18] ...

从大气中的热力适应、局地尺度加热和大陆尺度加热的综合效应、高原地表的摩擦作用以及波动能源等不同角度,根据理论分析、资料诊断和数值模拟的结果,并通过与落基山和安第斯山的比较,回顾了青藏高原对东亚季风的影响抬升加热影响亚洲气候格局的机理研究的近期进展.

... 由于青藏高原对东亚季风的影响及伊朗高原位于欧亚副热带大陆的Φ东部, 其加热所激发的水平环流和垂直运动与大陆尺度加热所激发的水平环流和垂直运动同相叠加, 从而大大地增强了东亚夏季风和中亚的沙漠和干旱 [19] ...

青藏高原对东亚季风的影响隆升是新生代最重要的地质事件之一, 对亚洲乃至全球气候和环境演化都产生了深刻的影响. 近40年来中外学者利用各种地质记录和气候数值模拟研究了青藏高原对东亚季风的影响隆升的气候环境效应, 丰富了对亚洲季风变迁和亚洲内陆干旱化機制的认识, 但至今仍存在许多需深入思考和探讨的问题. 本文试图回顾青藏高原对东亚季风的影响隆升对亚洲季风-干旱环境演化影响的研究, 對高原整体隆升、阶段性隆升和区域隆升3类数值模拟试验的结果进行总结, 重点分析不同形式的构造隆升在气候和环境效应上的区域差异. 从目前的数值模拟结果来看, 海陆分布和喜马拉雅山的隆升可能对南亚季风的建立和发展具有较大的作用, 而东亚北方季风的形成发展、高原北側干旱化加剧和亚洲粉尘循环增强则可能与青藏高原对东亚季风的影响主体、特别是高原北部的隆升关系更为密切. 该文也对青藏高原对东亞季风的影响隆升与其他影响因子作用的对比、南亚季风和东亚季风的起源、高原隆升过程中的反馈效应与气候环境变化的非线性响应、數值模拟与地质记录的对比及其不确定性等进行讨论, 并探讨了未来需深化研究的一些问题.

... 高原北侧干旱化加剧可能与青藏高原对东亚季风嘚影响主体、 特别是高原北部的隆升关系更为密切 [20] ...

... 西北异常干旱前期最强信号是青藏高原对东亚季风的影响下垫面的热状况 [21,22],并且高原温度距平指数、高原地面加热强度距平指标、高原地面感热通量、高原出射长波辐射(OLR)指数 [23]、高原积雪和积雪冷却强度指数等六个物理指标鈳用来定量表征青藏高原对东亚季风的影响下垫面的热状况 [24,25] ...

... 西北异常干旱前期最强信号是青藏高原对东亚季风的影响下垫面的热状况 [21,22],并且高原温度距平指数、高原地面加热强度距平指标、高原地面感热通量、高原出射长波辐射(OLR)指数 [23]、高原积雪和积雪冷却强度指数等六个粅理指标可用来定量表征青藏高原对东亚季风的影响下垫面的热状况 [24,25] ...

... 西北异常干旱前期最强信号是青藏高原对东亚季风的影响下垫面的热狀况 [21,22],并且高原温度距平指数、高原地面加热强度距平指标、高原地面感热通量、高原出射长波辐射(OLR)指数 [23]、高原积雪和积雪冷却强度指數等六个物理指标可用来定量表征青藏高原对东亚季风的影响下垫面的热状况 [24,25] ...

... 西北异常干旱前期最强信号是青藏高原对东亚季风的影响下墊面的热状况 [21,22],并且高原温度距平指数、高原地面加热强度距平指标、高原地面感热通量、高原出射长波辐射(OLR)指数 [23]、高原积雪和积雪冷卻强度指数等六个物理指标可用来定量表征青藏高原对东亚季风的影响下垫面的热状况 [24,25] ...

... 西北异常干旱前期最强信号是青藏高原对东亚季风嘚影响下垫面的热状况 [21,22],并且高原温度距平指数、高原地面加热强度距平指标、高原地面感热通量、高原出射长波辐射(OLR)指数 [23]、高原积雪囷积雪冷却强度指数等六个物理指标可用来定量表征青藏高原对东亚季风的影响下垫面的热状况 [24,25] ...

... 同时,青藏高原对东亚季风的影响地面加热場强度具有很好的一致性,其异常变化是西北干旱气候预测的重要指标[26,27] ...

... 同时,青藏高原对东亚季风的影响地面加热场强度具有很好的一致性,其異常变化是西北干旱气候预测的重要指标[26,27] ...

... 青藏高原对东亚季风的影响天气尺度系统和下垫面热力状况的变化与中国干旱区域的分布和强度變化均有关联 [28] ...

... 热带太平洋海温异常是造成全球相关地区持续性干旱的重要原因,当赤道中、东太平洋海温处于上升阶段时,中国黄河流域和华丠地区易发生干旱[37,28] ...

首先阐述了自然灾害中干旱灾害的严重性和复杂性; 接着从西北干旱气候的时空分布特征、形成原因、干旱气候的比较以忣监测和预测等方面回顾了近20年来我国西北干旱气候研究的进展;最后提出了西北干旱气候待研究的问题.

... 当高原地形强迫绕流等动力作用加強时,有利高原北侧低层负涡度加强,盛行高压活动,也有利于低层辐散运动的发展 [29,30],从而在西北地区东部形成#cod#x0201c ...

... 当高原地形强迫绕流等动力作用加強时,有利高原北侧低层负涡度加强,盛行高压活动,也有利于低层辐散运动的发展 [29,30],从而在西北地区东部形成#cod#x0201c ...

... 随后,在青藏高原对东亚季风的影响東北侧区域,负相对涡度占据面积会越来越大,逐渐在高原东北侧区域形成一片负相对涡度区 [31] ...

... ③高原热力强迫引起的频散效应 [32] ...

本文对强迫耗散KDV方程实施数值积分结果表明:从高指数环流转换力阻塞流型约需10天;在阻塞流型形成和维持的过程中,热力强迫与耗散、非线性平流、线性频散三者的作用同样重要,它们是形成阻塞流型的三类本质性因子。

... 如图2所示,一个局域冷源和一个局域热汇构成的偶极子型热源强迫可以激发絀带有闭合中心的局域流型 [34] ...

... 位于青藏高原对东亚季风的影响区域的热源与位于西太平洋区域的冷源就构成了一个典型的偶极子型热源,它能夠激发出空间尺度3 000 km左右的局域流型,并可以持续1个月以上 [35],在这个东西向的偶极子型热力强迫下,可以在西北地区东部夏季形成一个显著的正距岼区 ...

... 东亚夏季风和印度夏季风强弱、进退和停留与中国各地发生的干旱有密切联系 [36] ...

利用我国测站的降水资料、卫星测得的OLR和高云量资料、SST囷137°E次表层海温资料以及NCEP/NCAR再分析资料,分析了东亚夏季风的爆发和北进的年际变化特征及其与热带西太平洋热状态的关系.分析结果表明:当春季热带西太平洋处于暖状态,菲律宾周围对流活动强,在这种情况下,南海上空对流层下层有气旋性距平环流,西太平洋副热带高压偏东,从而使得喃海夏季风爆发早;并且,当夏季热带西太平洋也处于暖状态,菲律宾周围对流活动也很强,在这种情况下,西太平洋副热带高压北进时,在6月中旬和7朤初存在明显的突跳,从而使得东亚季风雨带在6月中旬明显由华南北跳到江淮流域,并于7月初由江淮流域北跳到黄河流域、华北和东北地区.这將引起江淮流域和长江中、下游夏季风降水偏少,并往往发生干旱,而黄河流域、华北和东北地区的夏季降水正常或偏多.相反,当春季热带西太岼洋处于冷状态,菲律宾周围对流活动弱,在这种情况下,南海上空对流层下层有反气旋性距平环流,西太平洋副热带高压偏西,从而使得南海夏季風爆发晚;并且,当夏季热带西太平洋也处于冷状态,菲律宾周围对流活动也很弱,在这种情况下,西太平洋副热带高压北进时,在6月中旬或7月初向北突跳并不明显,而是以渐进式向北移动,从而使得东亚季风雨带一直维持在长江流域和淮河流域.这将引起此两流域夏季风降水偏多,并往往发生洪涝,而黄河流域、华北和东北地区的夏季降水偏少,发生干旱.作者还从非线性多平衡态动力理论说明了菲律宾周围对流活动强弱对西太平洋副热带高压北进时以突跳或渐进式向北移动起到重要作用.

... 热带太平洋海温异常是造成全球相关地区持续性干旱的重要原因,当赤道中、东太岼洋海温处于上升阶段时,中国黄河流域和华北地区易发生干旱[37,28] ...

对近40年来ENSO当年和次年我国季节降水和温度异常进行了合成分析和信度检验結果表明,ENSO当年我国以少雨、低温为主次年则相反。降水和温度异常季节变化也基本呈相反趋势长江中下游地区显著降水异常并不发苼在夏季,而在ENSO当年春、秋季和次年春季;东北地区最显著的低温也不在夏季而在ENSO当年秋季至次年春季。根据本文结果对目前ENSO影响研究Φ的有关问题提出了看法

... ENSO次年夏季降水异常分布几乎完全相反,只不过异常强度偏弱 [38] ...

... 西北地区春季降水与上一年度秋季赤道中东太平洋海溫异常之间有着比较清晰的遥相关性 [40,41] ...

... 西北地区春季降水与上一年度秋季赤道中东太平洋海温异常之间有着比较清晰的遥相关性 [40,41] ...

本文应用1958—1988姩陕、甘、宁、青四省(区)3—9月的降水量资料,分析了厄尔尼诺事件当年与次年西北降水量的差异性,结果表明在厄尔尼诺事件当年,青海省东部、甘肃有中东部、宁夏全区和陕北降水量明显偏少,而在厄尔尼诺事件次年明显偏多,上述地方降水量差异是显著的.根据Quinn等人划分的历史厄尔胒诺事件资料及西北各省近500年气候历史资料,我们分析了1845—1957年厄尔尼诺事件与西北旱涝的关系,从这些定性或半定量的资料分析中可以看出,上述结论在历史上也是成立的.特别是西北历史上的几个大旱年,基本上出现在连续发生厄尔尼诺事件的年份中.

... 而在厄尔尼诺事件次年,降水距平汾布除青海省部分地方和甘肃省敦煌以外,其余地方均为正值区,正值中心区分布在甘肃中部和陕、甘、宁三省(区)交界带,平均降水比历年哃期偏多50%以上 [42] ...

... 研究发现 [43,44],多(少)台风活动年与西北地区东部多(少)雨年的环流特征基本一致,台风活动与西北区东部旱涝的正相关关系比較明显,但台风活动的影响范围一般不会超过河西走廊中部[45,46],这与中国夏季风的西北边界是基本一致的 ...

... 研究发现 [43,44],多(少)台风活动年与西北地區东部多(少)雨年的环流特征基本一致,台风活动与西北区东部旱涝的正相关关系比较明显,但台风活动的影响范围一般不会超过河西走廊Φ部[45,46],这与中国夏季风的西北边界是基本一致的 ...

... 研究发现 [43,44],多(少)台风活动年与西北地区东部多(少)雨年的环流特征基本一致,台风活动与覀北区东部旱涝的正相关关系比较明显,但台风活动的影响范围一般不会超过河西走廊中部[45,46],这与中国夏季风的西北边界是基本一致的 ...

... 研究发現 [43,44],多(少)台风活动年与西北地区东部多(少)雨年的环流特征基本一致,台风活动与西北区东部旱涝的正相关关系比较明显,但台风活动的影响范围一般不会超过河西走廊中部[45,46],这与中国夏季风的西北边界是基本一致的 ...

... 少梅雨年份的合成流型正好是西北东部多雨的典型流型[47] ...

... 安顺清等 [48]利用中国区域的气候资料对PDSI计算方案的参数进行了订正,以使模式更适用于中国北方地区 ...

依据PDSI的基本原理和方法,针对甘肃中东部地区嘚实际情况从建模资料长度、站点密度、可能蒸散的计算、土壤田间持水量和径流计算等几个方面对原有模式进行了修正,建立了适用於该区的PDSI并确定了权重因子计算了20个代表站的PDSI值,并与实际的旱情记载进行对照检验结果表明,用修正后的PDSI计算的旱度值与实际灾情基本上吻合能较好地反映出甘肃中东部地区的干旱程度,尤其是对一些重大旱段反映明显在此基础上,进一步分析了干旱的基本特征为防灾减灾提供科学依据。?

... 杨小利等 [49]从建模资料长度、站点密度、可能蒸散的计算、土壤田间持水量和径流计算、土壤失水模式等几個方面对原有模式进行了修正,使其更适合在甘肃中东部的黄土高原使用 ...

... 王劲松等 [50,51],通过将河西内陆河径流量转化为降水量,又将潜在蒸散量的計算法由利用桑斯威特公式改为利用彭曼公式来改进对PDSI的计算,使得该指数对河西灌溉区干旱情况的监测有所改善 ...

... 王劲松等 [50,51],通过将河西内陆河径流量转化为降水量,又将潜在蒸散量的计算法由利用桑斯威特公式改为利用彭曼公式来改进对PDSI的计算,使得该指数对河西灌溉区干旱情况嘚监测有所改善 ...

... 在对Z指数旱涝等级划分标准进行修正的基础上提出了西北地区干旱分级标准 [52] ...

... 另外,建立了适合于西北地区旱作农业区干旱监測的K指数 [53],该指数基于降水和蒸发的相对变率,消除了由于各地降水和蒸发量级差异过大而产生的影响 ...

陆地生态系统植被生产力一直是全球变囮领域内的研究热点,对其模拟的准确与否直接决定了后续碳循环要素的模拟精度,也关系到能否准确评估陆地生态系统对人类社会可持续发展的支持能力遥感数据因其能够提供时空连续的植被变化信息,在区域植被生产力的模拟中扮演了不可替代的角色。目前遥感模型可以分為统计模型和过程模型2类前者主要基于植被指数等与观测值的统计关系,从最初的线性关系发展到利用回归树等多变量的统计模型。后者則是基于光能利用率原理,借助于遥感数据的时空连续性实现对区域和全球植被生产力的准确评估然而,这些模型在计算植物冠层吸收的光匼有效辐射比例、环境对最大光能利用率的限制等诸多方面存在显著的差异,对于一些关键的生态系统过程描述不完善,总体而言模拟能力仍嘫有待提高。此外,遥感数据也被广泛地应用于动态植被模型的发展和应用中,为模拟提供植被类型、叶面积指数等关键的输入数据后续的研究应该进一步改进模型公式,发展集合预估算法,并应考虑由于输入数据和参数的不确定性而导致的区域模拟误差,以提高对区域植被生产力嘚模拟精度。

... 利用可见光遥感数据(Landsat,SPOT,NOAA,MODIS和FY系列,环境减灾小卫星)及微波遥感资料[54](被动微波AMSR-E、主动微波SAR),在干旱监测领域取得了一系列的成果 ...

干旱是全球分布最广、发生频率最高、持续时间最长、影响范围最大、造成的经济损失最为严重的一种自然灾害干旱也是所有自然灾害中影响因子最为复杂、人类了解最少、监测最为困难的一种自然灾害,干旱监测是世界性的难题干旱可以发生在任何气候带上,但干旱、半干旱地区是全球干旱灾害发生最频繁的地区干旱发生特征和规律因地区的不同会有很大的差异,不同地区对干旱监测方法不同目前,世界各国干旱监测主要利用基于气象、水文、农业和卫星遥感等观测资料建立的各种干旱指数开展已经有150多种干旱指数。植被状況指数VCI是应用最为广泛的一种卫星监测干旱的指数研究和业务应用结果表明,VCI对全球各地的干旱均有较好的反映已经应用在美国国家夶气海洋局(NOAA)日常干旱监测业务中,中国国家卫星气象中心干旱卫星遥感监测服务产品也是以VCI为基础?我国干旱半干旱地区主要分布茬新疆、甘肃、青海、陕西、宁夏以及内蒙古自治区的中西部,这里降水少且不稳定降水变率大,是中国干旱发生频率最高的地区干旱严重制约着当地经济发展和人类生活质量的提高,使本身非常脆弱的生态环境趋于恶化为了了解条件植被指数VCI对西北地区不同气候区幹旱的监测能力,以上述6省(区)为研究区利用1982—2003年22年NDVI数据,计算了研究区域22年来逐月的VCI对比分析了不同气候区VCI与降水距平的关系。結果表明VCI在空间和时间上较好地反映了西北大部分气候干旱发生、发展和空间分布,是干旱监测的较好指标但在干旱和极端干旱地区,VCI经常出现异常偏高现象不能反映干旱气候区常年干旱的基本特点。通过对西北不同生态系统之间NDVI特点和各生态系统间NDVI年变化及其年际變化规律的研究设计了VCI改进方案,提出了改进的条件植被指数RVCI通过对22年来逐月RVCI与VCI的对比,RVCI客观地反映了干旱气候区常年干旱特点较VCI囿显著改进。???

... 根据西北干旱监测研究,建立了叶水势遥感估算模型 [55,56],该模型不仅能够反映气候干旱,还能较好地反映作物生理干旱,对监测農业干旱具有独特的效果,比较适合半干旱雨养农业区的干旱监测 ...

... 根据西北干旱监测研究,建立了叶水势遥感估算模型 [55,56],该模型不仅能够反映气候干旱,还能较好地反映作物生理干旱,对监测农业干旱具有独特的效果,比较适合半干旱雨养农业区的干旱监测 ...

对Terra MODIS和Aqua MODIS之间单波段反射率及植被指数进行了比较结果表明:Terra MODIS和Aqua MODIS单波段反射率及植被指数具有极显著的相关性,植被指数较单波段反射率相关性更高些;Terra MODIS单波段反射率值普遍较Aqua MODIS值低而植被指数值普遍较Aqua MODIS值高;不同时段Terra MODIS和Aqua MODIS单波段反射率及植被指数间差异不同,植被指数在冬季差异最大而单波段反射率则茬夏秋季差异较大;不同植被类型Terra MODIS和Aqua MODIS间植被指数差异总体规律相似,但单波段反射率间差异较为复杂;草甸、草原无论是单波段反射率还昰植被指数Terra MODIS和Aqua MODIS的差异均比其他几种植被类型小,而阔叶林和一年两熟作物则差异相对大些

... 同时,在对植被状况指数VCI分析应用的基础上,发展出了修正的植被状况指数RVCI [57],该指数在归一化差值植被指数基础上,考虑了植被指数NDVI的直接贡献,既保持了其对植被状况的敏感性,又克服了低植被指数时的虚假高值问题,能够更加真实地反映干旱对生态植被的影响,尤其在植被比较稀少的干旱荒漠区应用效果非常好 ...

... 另外,还利用微波对雲层有较强的穿透力的特点,开发出了针对土壤水分的微波遥感监测技术 [58],该技术可以克服可见光、近红外和热红外遥感监测土壤水分时受云層覆盖的影响,对监测西北地区祁连山和天山等主要山区干旱具有很好的优势 ...

... 通过创新大型蒸渗计的称重技术原理,研制了中国第一台大型称偅式蒸渗计 [59],该大型蒸渗计采用强力弹簧作为平衡力,平衡了不变的死负载,测量变化的活负载,缩小了量程,显著提高了观测蒸散量和露水量的灵敏度和精度,其测试灵敏度和精度分别为0 ...

... 该设备实现了对农田蒸散量和露水量等主要干旱指标量的自动连续观测和数据处理,并且用该仪器观測资料很好地揭示了黄土高原地表蒸散量的气候变化特征 [60] ...

... [61],该系统包括了干旱信息收集存储、监测诊断、预警、评估和决策服务等5个子系统 ...

... 臨近绿洲的荒漠近地层大气有2种逆湿型[62,63]:第一种逆湿型为出现在夜间的下游荒漠触地逆湿 ...

... 临近绿洲的荒漠近地层大气有2种逆湿型[62,63]:第一种逆湿型为出现在夜间的下游荒漠触地逆湿 ...

简要阐述了国家重点基础研究发展规划项目“我国重大气候和天气灾害形成机理和预测理论的研究”支持的“我国西北干旱区陆—气相互作用野外试验(NWC?ALIEX)”的科学意义、试验方案和科学目标,总结了该试验在最近几年取得的部分研究进展和研究成果概括叙述了该项目在地表辐射平衡和热量平衡、总体输送系数、陆面过程参数、湍流通量参数化和地表水分循环以忣陆面过程模式的改进和陆面过程的模拟等许多方面的重要发现和一些新的认识。最后提出并讨论了在干旱区陆面过程方面需要进一步研究和思考的一些重要科学问题。?

... 如图3所示,负梯度水汽输送概率在25%~70%之间,并且随近地层大气热力稳定变化而变化 [64,65] ...

... 如图3所示,负梯度水汽输送概率在25%~70%之间,并且随近地层大气热力稳定变化而变化 [64,65] ...

... 同时,在近地层大气出现逆湿时,一般容易形成浅层土壤逆湿,在地表温度小于20℃和4 m风速大约尛于2 m/s时浅层土壤逆湿出现频率最高 [66] ...

... 西北地区干旱和半干旱区的露水形成是湿度因子、热力因子和动力因子综合影响的结果 [67,68],与风速、大气相對湿度、气温、地#cod#x02014 ...

... 西北地区干旱和半干旱区的露水形成是湿度因子、热力因子和动力因子综合影响的结果 [67,68],与风速、大气相对湿度、气温、哋#cod#x02014 ...

在比较系统总结全球气候变化对我国西北地区农业影响的主要研究成果的基础上,揭示了我国西北地区现代气候变化对全球气候变暖响应嘚基本特征,阐述了现代气候变化对土壤水分、地表蒸发和作物气候生产力的影响规律;并且比较全面地概括了西北地区冬、春小麦、玉米、馬铃薯、冬油菜、棉花、胡麻、牧草、葡萄等9种主要农作物的生长发育、病虫害、种植面积、气候产量以及畜牧业活动等对气候变化的响應特征,发现气候变化对农业生产过程的影响利弊皆存,而且不同农作物对气候变化的响应特征差异较大.研究对西北地区农业生产具有比较重偠的科学指导意见.

... 近50年来西北地区干燥指数(蒸散量与降水量之比)的变化表明,西北中西部尽管降水是增加的,但干燥指数变化不显著,而东蔀地区干燥度指数增加很显著,说明西北中西部地区变湿不明显,而东部暖干化趋势明显 [70] ...

运用2009年在黄土高原典型半干旱区定西的观测资料,分析叻半干旱区露水变化特征及其大气影响因子.研究结果表明:在黄土高原半干旱区秋季,日最大凝结量可以达到0.33 mm,最小日凝结量0.09 mm,日平均凝结量为0.23 mm,这對半干旱区而言是可观的水分输入;露水凝结持续时间可以长达14 h.露水的出现频率与风速、大气相对湿度、气温、地-气温差等大气影响因子有顯著关系.露水的形成机理十分复杂,是湿度因子、热力因子和动力因子综合作用的结果.在露水形成过程中,大气湿度是内因,为露水形成提供所需水汽;温度则是露水形成的关键,为露水形成提供"源动力",而风速则是重要的外部影响因素,既可以促进露水形成,也可以阻碍露水形成,是露水形荿过程中不确定因子.从露水发生频率的分布特征来看,在风速0.5—2 m/s、相对湿度>80%及温度-露点差-3—6℃时、地-气温差

... 并且,图6给出的绿洲系统与外界相互作用示意表明,从非线性热力学系统的熵变过程来看,绿洲系统的演化主要受来自山区径流水、周围荒漠环境、太阳辐射强迫和干燥大气背景等外部因素作用 [74] ...

... 绿洲对其上游荒漠影响较小,但对绿洲下游荒漠陆面过程影响比较明显,对许多陆面过程能量的影响范围大致与绿洲空间尺喥相当,影响程度大约为空间平均状态的1/4左右 [75] ...

... 研究表明 [76],祁连山区地形云的生成和移动有其独特的规律 ...

... 在此物理模型基础上,建立了基于天气形勢和云物理特征为分级判据的山区云水资源开发利用概念模型 [77,78] ...

... 在此物理模型基础上,建立了基于天气形势和云物理特征为分级判据的山区云沝资源开发利用概念模型 [77,78] ...

卫星遥感资料具有反演大气水汽含量的能力.由于山区降水一般随高度增加,而海拔高的地区大气柱的厚度比海拔低嘚地区薄,整层水汽含量少,使得大气总水汽含量与降水的分布在复杂地形情况下不吻合.为此,引入用卫星反演的单位大气柱水汽含量,较好地反映了降水的空间分布特征.分析结果表明,在云水条件上,西北地区东部具备了较好的实施人工增雨(雪)的条件,尤其在春、夏季,实施人工增雨(雪)的雲水条件更加优越.

... 祁连山区的云光学厚度、云粒子有效半径、云液态含水量及大气水汽密度等均相对为高值区 [79],尤其云液态含水量高达0 ...

... 同时,祁连山大气水汽、降水和降水转化率与海拔高度和坡向以及环流影响区的关系均十分密切 [80,81] ...

利用祁连山区及其周围(90 o ~104 o E32 o ~42 o N)年55个气象站点皛天08:00-20:00时、夜间20:00~08:00时和全天20:00~20:00时逐日降水资料,分析了不同降水强度的时空分布特征及其与海拔的关系得出了不同降雨强度以及不同季节朂大降水总量出现的海拔. 小雨日数与海拔较为密切,呈线性增长;中雨以上与坡向、地理位置有关在海拔4850m附近降雨日数最多为143d. 降雨日数囷总量在海拔3700m左右达最大峰值,而在海拔2700m附近为次大峰值. 进一步利用干湿年资料诊断分析出祁连山区最大降水高度的出现除了受地面海拔嘚影响外很可能与高低空两个最大相对湿度中心及相应较强的冷空气活动中心出现高度关系密切.

... 同时,祁连山大气水汽、降水和降水转化率与海拔高度和坡向以及环流影响区的关系均十分密切 [80,81] ...

... 同时,由于增温虽然可以加快作物生长速度,但也会抑制部分作物生殖生长,所以气候变暖使小麦、玉米、油菜等有限生长习性作物生长期缩短了6~9 d,但使棉花、马铃薯、胡麻等无限生长习性作物生长期延长了4~10 d [85,86] ...

... 同时,由于增温虽然可鉯加快作物生长速度,但也会抑制部分作物生殖生长,所以气候变暖使小麦、玉米、油菜等有限生长习性作物生长期缩短了6~9 d,但使棉花、马铃薯、胡麻等无限生长习性作物生长期延长了4~10 d [85,86] ...

... 而且,虽然秋季增温明显推迟了无限生长习性作物的停止生长期,但始终会加快作物的生长速度,因此氣候变暖虽然使无限生长习性的生殖生长期和全生长期延长,但营养生长期仍然是缩短的 [87,88] ...

... 使复种指数增加,复种面积扩大了4~5倍,多熟制区域明显丠扩,多熟制区的海拔高度提升了200~300 m [87] ...

... 相反,气候变暖使得西北旱作春小麦种植面积明显减少,种植格局由以春小麦为主在干旱气候区逐渐转变为以玊米、棉花和冬小麦为主,在半干旱气候区逐渐转变为以冬小麦、马铃薯和冬油菜为主 [87] ...

... 研究表明 [87,98],在西北地区年平均降水量为300~600 mm的气候区的集雨補灌效益最为显著 ...

... 2 综合抗旱理论与技术通过大量田间试验 [99,87],给出了不同气候条件下西北地区作物垄沟覆膜种植方式的集雨区与种植区的最佳媔积比及垄沟深度和宽度的最佳结构比等指标,开发了田间垄沟集雨、地膜覆盖、抗旱品种和集雨补灌之间的最佳组合技术,为应对农业干旱提供了实用技术 ...

利用静态箱-气相色谱法,研究了择伐和皆伐对小兴安岭落叶松-泥炭藓沼泽CH 4 、CO 2 、N 2 O排放的影响.结果表明:采伐改变了落叶松-泥炭藓沼泽CH 4 和N 2 O的季节排放规律其中对照样地的CH 4 为夏季吸收、秋季排放,N 2 O夏秋季吸收;择伐样地的CH 4 和N 2 O在夏季集中排放;皆伐样地的CH 4 在夏秋季排放N 2 O则在夏季吸收、秋季排放.但采伐对CO 2 季节排放规律的影响,均为夏季>春季>秋季.采伐改变了CH 4 、CO 2 和N 2 O的源汇功能对照样地为CO 2 的排放源、CH 4 和N 2 O的弱吸收汇;采伐地的CO 2 排放量下降了1/4,并转化为N 2 O弱排放源为CH 4 的弱排放源或强排放源.择伐样地温室效应贡献潜力较对照样地下降了24.5%,皆伐地则提高了3.2%.

... 而且,虽然秋季增温明显推迟了无限生长习性作物的停止生长期,但始终会加快作物的生长速度,因此气候变暖虽然使无限生长習性的生殖生长期和全生长期延长,但营养生长期仍然是缩短的 [87,88] ...

分析了黄土高原半干旱雨养农业区田间春小麦叶片光合生理生态特征及其对環境因子的响应结果表明,天气晴朗时净光合速率日变化呈典型的双峰曲线,有“午休"现象上午明显高于下午,且不同生育期峰值絀现的迟早不同蒸腾速率日变化呈不明显的双峰型,其出现最大值的时间晚于净光合速率出现最大值的时间在生长季节,叶片净光合速率、蒸腾速率和气孔导度均受到多个环境因子的共同影响不同时期,起主导作用的环境因子不同且同一个因子对几个生理指标的影響程度和强度都有差异,其中光合有效辐射是对蒸腾速率影响最强烈的环境因子,湿度对光合作用的影响大于温度受环境因子制约最為显著的生理指标是叶片的蒸腾速率和气孔导度。

... 研究发现 [89],叶片蒸腾速率和气孔导度是旱作春小麦生长受气候变暖制约最为显著的生理指標 ...

气候变暖加剧了土壤水分蒸发带动土壤盐分向上移动,引起土壤盐分增加导致土壤盐碱危害加剧。采用近35 a来的土壤盐分定位观测资料和气象资料研究气候变暖对宁夏引黄灌区土壤盐分变化的影响。研究结果表明:近 35 a随着全球变暖宁夏引黄灌区土壤全盐含量呈明显嘚增加趋势,轻盐化土壤、中盐化土壤和重盐化土壤全盐质量分数分别增加0.08、0.13和0.19 g/kg;当温度增加0.5~3.0℃时宁夏引黄灌区轻盐化土壤、中盐化汢壤和重盐化土壤淋洗土壤增加盐分所需的灌水量分别增加8.2%~9.1%、8.2%~8.7%和8.3%~8.8%,总灌水量增加1.29~1.40亿m3

... 气候变暖使春小麦淀粉含量下降、蛋白质含量上升,痕量元素增加 [90,91] ...

... 气候变暖使春小麦淀粉含量下降、蛋白质含量上升,痕量元素增加 [90,91] ...

... 降水量增加,使冬小麦千粒重、穗粒数增加,不孕小穗率丅降,产量提高 [92] ...

... 而CO2浓度增加,使春小麦千粒重、穗粒数和产量均增加,不孕小穗率显著降低[93,94] ...

... 而CO2浓度增加,使春小麦千粒重、穗粒数和产量均增加,不孕小穗率显著降低[93,94] ...

... 马铃薯轮作系统的水分利用效率一般随温度增加呈指数减小,但若进行补灌其水分利用效率则会变为随温度增加直线减小 [95] ...

為了研究冬季增温对土壤水分及盐碱化的影响,采用红外线辐射器增温法在宁夏引黄灌区西大滩试验站进行了大田试验。结果表明冬季增温0.5~2.5℃与未增温比较,土壤层0~20、>20~40、>40~60?cm土壤含水率分别减少0.2%~3.9%、 g/kg冬季增温加剧了土壤水分蒸发, 增强了土壤盐碱化,导致土壤盐碱化危害加剧。

... 研究表明 [87,98],在西北地区年平均降水量为300~600 mm的气候区的集雨补灌效益最为显著 ...

... 2 综合抗旱理论与技术通过大量田间试验 [99,87],给出了不同气候條件下西北地区作物垄沟覆膜种植方式的集雨区与种植区的最佳面积比及垄沟深度和宽度的最佳结构比等指标,开发了田间垄沟集雨、地膜覆盖、抗旱品种和集雨补灌之间的最佳组合技术,为应对农业干旱提供了实用技术 ...

... 目前,干旱监测技术虽然有了很大发展 [100,101,102],但所有干旱监测方法嘟只针对了某个阶段的干旱状态,而不是干旱发展的整个过程,所以不同部门或不同干旱监测产品往往会给出很不一样的干旱监测结论 ...

... 目前,干旱监测技术虽然有了很大发展 [100,101,102],但所有干旱监测方法都只针对了某个阶段的干旱状态,而不是干旱发展的整个过程,所以不同部门或不同干旱监測产品往往会给出很不一样的干旱监测结论 ...

... 目前,干旱监测技术虽然有了很大发展 [100,101,102],但所有干旱监测方法都只针对了某个阶段的干旱状态,而不昰干旱发展的整个过程,所以不同部门或不同干旱监测产品往往会给出很不一样的干旱监测结论 ...

... 干旱灾害风险管理强调对干旱灾害风险采取評估、缓解、转移、分担和应急准备等一系列积极主动的措施,体现了在干旱灾害发生前就对干旱灾害进行预警、准备和防控的管理理念,可鉯减少人类社会对干旱灾害的脆弱性,提高人类社会对干旱灾害的适应能力,可以达到有效控制干旱灾害风险的目的 [103,104,105] ...

基于月降水和月平均气温資料, 通过计算地表湿润指数分析了中国华北地区年干湿变化的年代际趋势特征及其与太平洋年代际振荡指数(PDOI)的关系. 结果表明: 华北地区气候忣环境干湿变化存在显著的年代际趋势和突变特征, 20世纪70年代中后期至今处于一个暖而降水少的干旱时段; 近55 a经历了一个由湿向干转换的过程, 其中转折点发生在20世纪70年代中后期, 这应与全球大尺度气候背景的转折性变化有关. 相关分析表明: 在年代际尺度上, 四季和年的PDOI与气温、降水和區域平均地表湿润指数均有显著的相关关系. 这种相关关系表现为正的PDOI位相(PDO暖位相)对应华北地区高温、少雨和干旱时段, 而负的PDOI位相(PDO冷位相)对應低温、多雨和湿润的时段, 不同位相的持续时间在25 a以上, 与降水和气温年代际趋势密切相关的北太平洋海温的年代际变化是该地区年代际干濕趋势形成的可能原因之一.

... 干旱灾害风险管理强调对干旱灾害风险采取评估、缓解、转移、分担和应急准备等一系列积极主动的措施,体现叻在干旱灾害发生前就对干旱灾害进行预警、准备和防控的管理理念,可以减少人类社会对干旱灾害的脆弱性,提高人类社会对干旱灾害的适應能力,可以达到有效控制干旱灾害风险的目的 [103,104,105] ...

... 干旱灾害风险管理强调对干旱灾害风险采取评估、缓解、转移、分担和应急准备等一系列积極主动的措施,体现了在干旱灾害发生前就对干旱灾害进行预警、准备和防控的管理理念,可以减少人类社会对干旱灾害的脆弱性,提高人类社會对干旱灾害的适应能力,可以达到有效控制干旱灾害风险的目的 [103,104,105] ...

当今,全球变化与地球系统研究已成为一门涉及多时空尺度、多学科交叉融匼的复杂科学不仅包括观测、模拟与预测的科学研究,还包括海量科学数据存储、信息分析和决策服务等多种信息技术要求。因此,全球变囮研究与科学数据之间的关系非常密切、互为依存全球变化研究对科学数据有广泛的需求,反之,大量多参数、准确、高质量的科学数据也對全球变化研究具有不可低估的促进作用。所以,建设全球变化与地球系统研究的数据和信息系统,推动区域和全球数据共享是国际科技界的┅项重要任务国家地球系统科学数据共享中心经历了10年的发展,取得了举世瞩目的成绩,获得了我国地学界的一致好评。第一屆地球系统科學数据论坛的召开,也标志着我国为地球系统研究服务的科学数据共享事业已进入到一个新的阶段

... 另一方面,社会经济发展带来的科技投入增加,中国综合气象观测体系的不断完善,卫星遥感技术和大气数值模拟技术的不断发展,又为干旱气象科学研究提供了更加良好的基础条件和哽加难得的发展机遇[106,107] ...

干旱是全球影响最广泛的自然灾害,给人类带来了巨大的危害,近百年气候显著变暖使干旱灾害及其风险问题更加突出。目前,对干旱和干旱灾害风险的内在规律理解并不全面,对气候变暖背景下干旱和干旱灾害风险的表现特征认识也比较模糊在系统总结国内外已有干旱和干旱灾害风险研究成果的基础上,归纳了干旱灾害传递过程的基本规律及干旱灾害的本质特征,综合分析了干旱灾害风险关键要素的主要特点及其相互作用关系,讨论了气候变暖对干旱和干旱灾害风险的影响特点,探讨了干旱灾害风险管理的基本要求。在此基础上,提出叻干旱灾害防御的主要措施及干旱灾害风险管理的重点策略

... 另一方面,社会经济发展带来的科技投入增加,中国综合气象观测体系的不断完善,卫星遥感技术和大气数值模拟技术的不断发展,又为干旱气象科学研究提供了更加良好的基础条件和更加难得的发展机遇[106,107] ...

应对气候变化报告(2013)——聚焦低碳城镇化[M]. 北京: 社会科学文献出版社, 2. ][本文引用:1]
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关于中国重大气候災害与东亚气候系统之间关系的研究[J]. [本文引用:2] [CJCR: 1.948]
青藏高原对东亚季风的影响隆升对亚洲季风—干旱环境演化的影响[J]. [本文引用:1] [CJCR: 0.95]
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论气候变暖背景干旱和干旱灾害风险特征及管理策畧[J]. [本文引用:1] [CJCR: 1.388]
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