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相似文献
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1.
全球水汽再循环率的空间分布及其季节变化特征   总被引:3,自引:0,他引:3       下载免费PDF全文
苏涛  卢震宇  周杰  侯威  李悦  涂钢 《物理学报》2014,63(9):99201-099201
本文利用ERA-Interim再分析资料,结合新建的水汽再循环数值模式研究了全球降水再循环率和蒸发再循环率的空间分布及其季节变化特征,并给出了主要水汽源地对中国降水的贡献率,结果表明:全球降水再循环率的空间分布特征明显,各地区降水对外界水汽输送的依赖程度不同;陆地蒸发再循环率与降水再循环率的分布大体一致,但是在海洋上差别很大.全球水汽再循环率的季节变化显著,而且北半球降水再循环率的季节变化整体上强于南半球;全球重要水汽源区各季节蒸发再循环率均很低,绝大部分蒸发量都输送到了其他地区.水汽再循环率除与区域的位置、形状有关外,区域的水平尺度也会对其产生影响,随着水平尺度的增大,水汽再循环率呈曲线上升.中国大陆地区降水再循环率为32.6%,蒸发再循环率为44.9%,西北太平洋、南海、孟加拉湾、阿拉伯海以及澳大利亚西部海域对中国降水的贡献较大.本文基于水汽平衡方程建立的数值模式,具有坚实的数理基础,得到的结果可信度较高.  相似文献   

2.
MODIS植被指数监测农业干旱的适宜性评价   总被引:4,自引:0,他引:4  
MODIS传感器提供的短波红外光谱波段为农业干旱遥感监测带来了新的机遇,因为它对植被水分十分敏感。本文选择中国东北松嫩平原为研究区,旱田为农业干旱的监测目标。基于2001—2010年的8天合成MODIS产品(MOD09A1),分别计算了四种基于可见光和近红外光谱的植被绿度指数和四种基于近红外和短波红外光谱的植被水分指数,并以多尺度标准化降水指标(SPI)为判别植被指数农业干旱敏感性的标准,利用一种气象站点与象元配对关联的方法计算了不同植被指数与多尺度SPI的皮尔逊相关系数。研究表明,在农业干旱监测敏感性方面,MODIS植被水分指数(NDII6和NDII7)明显好于植被绿度指数。其中NDII7的表现最为出色,研究证实了MODIS短波红外光谱在监测农业干旱方面的潜力,为今后相关研究提供了新的见解。  相似文献   

3.
王文祥  左冬冬  封国林 《物理学报》2014,63(22):229201-229201
基于信息分配和扩散理论, 结合标准化降水指数和东北三省(黑龙江、吉林、辽宁)旱灾灾损指数, 综合考虑了气象因子与社会因子, 分析了我国东北三省1971–2012年的干旱脆弱性特征, 并进一步计算了我国东北三省的干旱风险. 使用信息分配方法估计干旱强度概率分布, 采用二维正态信息扩散方法构造了干旱强度与旱灾灾损的脆弱性关系, 将干旱强度的概率分布与脆弱性折线相乘求和(离散分布)或积分(连续分布)即可得到多年平均风险. 研究表明, 针对灾损的小样本事件引入信息分配和扩散方法对小样本数据进行分析, 获取的干旱强度概率分布比简单直方图法所得更加平滑, 而以事件为因、灾损为果得到干旱强度-旱灾灾损的脆弱性关系, 物理意义明确, 所得脆弱性关系折线也比较符合实际情况, 并且不同样本长度所得结果相近, 对样本长度不敏感, 较好地克服了小样本分析的不稳定性. 关键词: 信息分配和扩散理论 标准化降水指数 脆弱性 风险  相似文献   

4.
干旱是一种破坏力极强的自然灾害,近年来,受气候变化的影响,干旱在全球的发生频率不断升高,造成了严重的经济损失,准确监测干旱信息是防灾减灾的基础。干旱严重度指数(DSI)监测全球干旱的能力已经得到证实,但在局部区域的应用具有明显的差异性。为了检验DSI在省级尺度的适用性、修正其等级划分差异,以山西省为研究区,基于MODISET/PET,以及MODIS和AVHRR的NDVI数据集分别得到2001年—2014年的DSI_(MODIS)和DSI_(AVHRR),同时结合SPEI,对三者进行了干旱时空分布的对比分析;为了证实SPEI的可靠性,将长时序的SPEI与历史干旱记录进行了比对;为了考察DSI在区域范围内的误差,将DSI_(MODIS), DSI_(AVHRR)和SPEI进行了时间频率与空间分布的比较;最后,以SPEI为参照,基于DSI的原始划分标准,以0.1为步长调整DSI_(MODIS)的干旱等级阈值,得到了新的干旱等级划分标准DSI_(MM);并利用DSI_(MM)监测了全省2001年—2014年季节尺度的旱情,捕捉了研究区2001年和2002年的典型干旱事件,验证了DSI_(MM)在山西省干旱监测中的适用性和稳健性。研究表明,DSI_(MODIS)与DSI_(AVHRR)之间存在较高的相关性,相关系数为0.75,二者对干旱的空间分布和时间频率具有一致的表现,说明在数据缺失的情况下, DSI可拓展应用于AVHRR数据集,以弥补MODIS数据在长时序监测中的不足; DSI_(MODIS)低估了山西省D1等级干旱信息,而高估了D2~D4等级干旱;对于轻度干旱D1,中度干旱D2,重度干旱D3,极度干旱D4四个等级, DSI_(MM)与SPEI在干旱时间频率和空间分布占比方面表现出高度的一致性,其中D3等级的时间频率完全一致, D4等级的空间分布一致性为0.98;在干旱类型丰富的地区可精确地修正DSI的干旱等级划分。研究结果对利用DSI进行区域尺度干旱监测具有借鉴作用,为山西省干旱信息监测获取了一种计算简易、精确度高的方法。  相似文献   

5.
中国夏季大气水分循环特征及再分析资料对比分析   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
苏涛  封国林 《物理学报》2014,63(24):249201-249201
大气水分循环过程耦合了降水、蒸发、水汽输送等多个环节.本文利用ERA-Interim与MERRA再分析资料,研究了中国1979—2012年夏季大气水分循环的时空变化特征及其对全球气候变化的响应,并对两套再分析资料在中国地区的适用性进行了评估.结果表明:1)中国夏季降水、蒸发、可降水量均自东南沿海地区向西北内陆递减;降水与蒸发相互联系、相互制约,由于不同地区下垫面物理条件的差异,它们之间同时存在正、负反馈的影响机制,可降水量主要集中在地面至700 h Pa高度,约占总量的75%;2)近34年大气水分循环显著变化的区域主要集中在西部和东北地区,西部内陆地区可降水量显著增加,北方大部分地区纬向水汽输送通量显著减小,西北北部地区经向水汽输送通量显著增大,蒸发量与水汽输送的气候变化可能是造成可降水量增加的主要原因;3)Interim与MERRA资料对降水量时空变化特征的再现能力要优于蒸发量,此外,它们对降水与蒸发气候变化趋势的模拟结果差别较大,使用时应该慎重;两套资料对可降水量与水汽输送通量的时空变化特征以及气候变化趋势的模拟比较一致,可信度较高;4)Interim资料对西南、东南以及东北区域夏季水循环均有较好的描述能力;而MERRA资料更适用于研究西南和西北区域的水汽收支情况.  相似文献   

6.
近60年新疆降水趋势与波动机制分析   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
戴新刚  汪萍  张凯静 《物理学报》2013,62(12):129201-129201
用小波多尺度分析和回归等方法研究了近60年新疆降水记录的波动与趋势特征, 结果发现21世纪头十年降水亦然保持增加趋势, 但春、夏降水已呈弱的非线性下降趋势, 秋、冬季节降水增加趋势明显. 这可能与气候暖化的季节不均匀性有关. 年降水量的振荡与北大西洋涛动(NAO)关系密切, 二者约80%的方差都集中在年际尺度和多年代尺度成分两个带上, 年际变化之间呈显著负相关关系. NAO的多年代尺度成分位相超前降水10年左右, 而大西洋海温的多年代尺度涛动与之相差5年, 后者与降水的关联更为密切. "极差"分析表明, 对应于NAO的极端正或负位相事件, 下游的降水和水汽环境明显不同. 在NAO极端负位相年, 中亚和新疆降水都明显增加, 来自欧洲南部的水汽输送和中纬度瞬变涡动水汽输送均偏强, 中亚大气可降水量上升, 冷空气路径偏西, 瞬变天气系统易得到西南水汽输送带的配合, 水汽辐合增强, 有利于新疆和中亚的降水. 反之, 西风带水汽输送偏弱, 天气过程偏少, 降水量偏小, 易发生干旱. 因此, NAO的异常是新疆和中亚降水年际波动的主要原因之一. 关键词: 新疆降水 北大西洋涛动 水汽输送 瞬变涡动  相似文献   

7.
近50年中国降水及温度变化在干旱形成中的影响   总被引:13,自引:0,他引:13       下载免费PDF全文
章大全  张璐  杨杰  封国林 《物理学报》2010,59(1):655-663
根据中国气象局1958—2007年194站的温度、降水和Palmer旱涝指数(Palmer Drought Severity Index, PDSI)均一化数据库,构建统计模型量化了温度和降水变化在干旱形成中所占的比重,尤其讨论了中国8个气候区域温度和降水变化在干旱成因中的特征.受全球增温趋势的影响,未来中国北方地区的干旱化趋势仍将继续.未来五年内干旱发生概率较大的地区主要分布在中国华北,且有持续向南扩张的趋势,一直延伸到江淮地区.在全球变暖的背景下,降水减少仍然是中国东部干旱形成的主要因素.相对于南方地 关键词: 降水 全球变暖 干旱  相似文献   

8.
干旱破纪录事件预估理论研究   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
杨杰  侯威  封国林 《物理学报》2010,59(1):664-675
对中国614个常规观测站1960—2007年的月温度、降水等要素计算出的干旱指数资料进行统计分析,揭示了48年来中国干旱破纪录事件的强度特征.根据破纪录事件的相关概率理论,提出了适用于任意分布下的计算破纪录事件发生强度和时间的方法,并推导了在高斯分布情况下的破纪录事件强度和时间的理论值计算公式.利用历史资料验证了干旱指数服从高斯分布,并将历史资料中已知的干旱破纪录事件作为初始条件,经理论推导得到下一次干旱破纪录事件的期望值,并与实测数据进行了对比,结果符合观测事实,预估效果较好.在此基础上对中国未来可能发 关键词: 破纪录事件 极端气候事件 干旱指数 预估  相似文献   

9.
长江中下游地区暴雨"积成效应"   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
张世轩  封国林  赵俊虎 《物理学报》2013,62(6):69201-069201
采用1960–2011年中国740站日降水观测数据, 以长江中下游地区为切入点, 提出暴雨"积成效应"这一概念, 旨在将暴雨这一天气尺度强降水过程拓展为类似中长期天气尺度过程来考虑, 研究它对季节尺度降水的贡献及影响. 通过统计分析从持续时间(Ld)、控制面积(Ar)、降水贡献率(Qs) 等三个角度建立暴雨"积成效应"概念及判定标准, 并进一步结合上述指标建立暴雨"积成效应"强度指数. 从这一角度出发, 探讨长江中下游地区暴雨"积成效应"与夏季降水的时空对应关系, 发现强度指数与同期夏季降水量的年际和年代际变化具有很好的一致性; 强弱指数年合成分布以及指数与中国东部夏季降水相关系数的空间分布呈现出类似于中国东部夏季雨带的分布形式; 而利用EOF分解对暴雨"积成效应"空间范围分类, 发现其与该地区夏季降水具有相似的4种空间型, 总体而言, 长江中下游地区暴雨"积成效应"造成的降水极大地影响甚至决定整个夏季降水的多寡及空间分布. 关键词: 长江中下游 暴雨 "积成效应" 夏季降水  相似文献   

10.
黄琰  董文杰  支蓉  龚志强 《物理学报》2011,60(4):49201-049201
通过探讨极端降水与城市道路交通受灾损失之间的关系确定灾损函数曲线,首先构建城市道路积水排尽模型、积水持续时间模型,以及道路积水的经济损失评估模型等理论模型,再引入与道路抗涝能力相关的社会经济因子,最终构建了一个极端降水对道路交通造成经济损失的估算模型.经检验,该模型具有较好的模拟性能和适用性,且所需输入变量少,计算简便,适合地区经济损失的快速评估.从该模型出发,确定了上海地区逐年极端降水降水强度和总过程降水量的阈值,从而提出一个新的极端降水定义方法——随影响因子变化的固定阈值法,该方法突出了极端降水给社会 关键词: 极端降水 极端降水-经济损失模型 阈值  相似文献   

11.
季飞  赵俊虎  申茜  支蓉  龚志强 《物理学报》2014,63(5):59201-059201
从冷暖系统配置的角度,选取东亚夏季风(EASM)和7月亚洲区极涡面积(APVA),分析了二者的气候特征与中国夏季降水分布之间的关系.在此基础上,将1951—2010年EASM和APVA的异常配置分为四种类型:A:季风强、极涡大;B:季风强、极涡小;C:季风弱、极涡大;D:季风弱、极涡小.研究发现,二者的异常配置下,中国夏季大尺度旱涝分布在季尺度上表现出多面性特征:A型年,夏季整体偏旱;B型年,夏季南涝北旱;C型年,夏季北涝南旱;D型年,夏季整体偏涝.由此可见,中国夏季旱涝总体分布除了与EASM有关外还与APVA密切相关,二者异常的不同配置下,夏季降水多寡和旱涝分布表现出了显著的差异和规律性,这对夏季降水总体趋势预测有一定的指示意义.此外,通过研究不同配置关系对应大气环流异常特征,并分析不同要素在夏季风和极涡关系变化中的作用,发现不同配置类型下夏季降水表现出的差异和规律性直接取决于环流场的整体配置,其中西太副高和中高纬阻塞形势起主导作用.  相似文献   

12.
近海台风对中国东部夏季降水的贡献   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
申茜  张世轩  赵俊虎  汪栩加 《物理学报》2013,62(18):189201-189201
目前汛期预测主要针对季风系统形成的降水, 而对台风等热带系统的影响并未考虑, 其主要原因是台风是一个剧烈的天气尺度过程, 与短期气候预测尺度并不匹配, 因而无法进行考虑. 这也成为提升汛期预测技巧的一个制约因素. 针对这样的问题, 本文从气候的角度, 提出一个能较为客观地衡量台风对夏季降水影响强弱的指数––台风影响指数. 利用1960–2011年中国东部站点降水资料及中国气象局上海台风所整理的热带气旋资料, 从月、季尺度对中国夏季台风影响强弱变化特征进行分析, 探讨台风对东部地区夏季降水的贡献. 结果表明: 1)台风从6月至8月呈增强的趋势, 6月份最弱, 7月份居中, 8月份最强; 2)从台风降水及占总降水的比例分布来看, 纬向呈东部高西部低, 经向呈从东北地区至华南地区依次增大的趋势, 长江以南地区台风降水量占夏季降水量的比重可达10%以上, 7, 8月份东南沿海地区的台风降水量最大可达100 mm以上, 可达当月总降水量的40%; 3)台风影响指数与夏季降水的相关表明, 台风对中国东部降水的影响具有时、空差异性, 6月份与华南地区呈负相关, 7 月份与东南沿海地区呈正相关, 而与长江中下游地区呈负相关; 8月份与华南、华北地区呈正相关、与长江中下游地区呈负相关. 这主要是由台风、夏季风和西北太平洋副热带高压共同影响的. 关键词: 台风影响 东部 夏季降水 贡献  相似文献   

13.
左冬冬  侯威  王文祥 《物理学报》2015,64(10):100203-100203
基于中国西南地区(四川省、云南省、贵州省和重庆市) 89个站点1961-2010年的逐月标准化降水指数序列, 利用游程理论和Copula函数建立干旱历时和干旱强度的概率模型, 基于该模型讨论了干旱事件样本量对分布参数、干旱类型的出现概率及联合重现期的影响. 结果表明: 分布参数稳定对样本量的要求较大, 部分区域样本量要求大于50, 并且各参数对样本量的要求不一致, 又以干旱强度分布的参数对样本量的要求最大; 干旱事件样本量为10个左右求得的干旱类型出现概率和联合重现期与样本量为40求得的结果已无明显差异, 以计算结果作为标准可大幅降低统计模型建立对样本量的要求, 进而表明起止时间不一致和具有缺测数据的站点仍可建立干旱历时和干旱强度的分布函数; 气候变暖对模型建立所需的最少样本量影响不大, 样本量波动在± 5之间, 即统计模型具有一定的稳定性, 同时气候态的划分降低了分布检验对样本量的需求, 易于模型的建立.  相似文献   

14.
植被指数是表征大尺度下陆地生态系统的最常用的,也是最前要的参数,所以得到准确的植被指数就显得至关重要.苔鲜结皮在干旱半干旱区、极地和亚极地Ⅸ分布广泛,且干、湿苔鲜结皮光谱差异较大,这种差异在十湿交替频繁的干旱与半干旱区是否对区域植被指数产乍影响?能产生多大的影响?国内外未见研究报道.该文以最常用的植被指数NDVI为例,重点分析了苔藓结皮干、湿变化能在多大程度上影响区域NDVI值.研究得出,100%盖度的湿苔藓结皮NDVI值(0.657)较于苔鲜结皮NDVI值(0.320)提高0.337,比干苔藓结皮高1倍多,干、湿苔藓结皮NDVI值达到0.000水平差异显著;研究区苔藓结皮的平均盖度为12.25%,线性混合光谱模型分析得出,湿苔藓结皮较干苔鲜结皮可以使研究区区域NDVI提高0.04(14·3%);由于苔鲜结皮的存在和干旱半干旱区降雨的不稳定性,必然造成该区域短时间内NDVI变化的不稳定.  相似文献   

15.
ABSTRACT

The Lake Chad Basin (LCB) is an endorheic transboundary catchment highly vulnerable to drought. For effective groundwater management, recharge areas need identification and replenishment quantification. At present, little research exploring unsaturated zone water flow processes and groundwater recharge are available. In this study, 12 vertical soil profiles were analysed for stable water isotopes and chloride concentration to estimate evaporation and groundwater renewal. Most δ18O and δ2H isotope profiles reveal typical arid environment patterns, with maximum enrichment at depths between 2.5 and 20?cm and depletion towards the surface (atmospheric influence) and depth (mixing and diffusion). Average annual dry season evaporation rates in Salamat and Waza Logone range from 5 to 30?mm, in Bahr el Ghazal and Northern Lake Chad from 14 to 23?mm. According to the chloride mass balance (CMB), the average annual recharge rate is estimated between 3 and 163?mm in Salamat and Waza Logone and less than 1 mm in Bahr el Ghazal and Northern Lake Chad. Based on the CMB results, potential recharge sites were identified, while estimated soil evaporation corresponds to plant water use at the initial growing stage, which is an important component in irrigation water management.  相似文献   

16.
Stable isotopes of hydrogen and oxygen were used to examine how the isotopic signal of meteoric water is modified as it travels through soil and epikarst into two caves in Florida. Surface and cave water samples were collected every week from February 2006 until March 2007. The isotopic composition of precipitation at the investigated sites is highly variable and shows little seasonal control. The delta18O vs. delta2H plot shows a mixing line having a slope of 5.63, suggesting evaporation effects dominate the isotopic composition of most rainfall events of less than 8 cm/day, as indicated by their low d-excess values. The delta18O values of the drip water show little variability (<0.6 per thousand), which is loosely tied to local variations in the seasonal amount of precipitation. This is only seen during wintertime at the Florida Caverns site. The lag time of over two months and the lack of any relationship between rainfall amount and the increase in drip rate indicate a dominance of matrix flow relative to fracture/conduit flow at each site. The long residence time of the vadose seepage waters allows for an effective isotopic homogenisation of individual and seasonal rainfall events. We find no correlation between rainfall and drip water delta18O at any site. The isotopic composition of drip water in both caves consistently tends to resemble the amount-weighted monthly mean rainfall input. This implies that the delta18O of speleothems from these two caves in Florida cannot record seasonal cycle in rainfall delta18O, but are suitable for paleoclimate reconstructions at inter-annual time scales.dagger.  相似文献   

17.
在全球变暖的背景下,农业干旱频发不仅严重影响区域粮食安全和生态安全,同时还威胁社会经济稳定和可持续发展。农业旱情遥感监测是预防农业旱灾发生发展的重要途径,可以为科学制定旱灾风险管理措施提供有力支撑。因此,厘清农业旱情遥感监测研究进展对于今后更好地开展农业旱情监测及预警研究以及进一步促进社会经济的可持续发展具有重要的现实意义。基于此,系统梳理了当前遥感数据在农业旱情监测中的应用研究进展。针对不同的农业旱情评价对象,将旱情监测指标分为降水监测指标、土壤含水量监测指标和作物需水监测指标,并对不同指标涉及的遥感数据源和评价方法进行了归纳和总结。重点针对农业旱情监测涉及的最主要的两种典型地物(土壤和植被)的光谱特性差异和对水分变化的敏感波段不同,系统总结了微波遥感监测法,可见光、近红外与热红外遥感监测法和高光谱遥感监测法用于农业典型地物旱情监测的近今进展,并探讨了未来农业旱情遥感监测研究的主要发展方向,以期为今后更好地开展农业旱情预警和调控管理工作提供参考。  相似文献   

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