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1. chinaXiv:202111.00027 [pdf]

中国大陆的pm2.5和臭氧相关性关系分布和成因:动态的类胡焕庸线

高秉博; 陈晨如
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

In recent years, China has made great efforts to control air pollution. During the governance process, it is found that fine particulate matter (PM2.5) and ozone (O3) change in the same trend among some areas and the opposite in others,which brings some difficulties to take measures in a planned way. Therefore, this study adopted multi-year and large-scale air quality data to explore the distribution of correlation between PM2.5 and O3, and proposed a concept called dynamic Simil-Hu lines to replace the single fixed division in the previous research. Furthermore, this study discussed the causes of distribution patterns quantitatively with geographical detector and random forest. The causes included natural factors and anthropogenic factors. And these factors could be divided into three parts according to the characteristics of spatial distribution: broadly changing with longitude, changing with latitude, and having local characteristics. Overall, regions with relatively more densely population, higher GDP, lower altitude, higher humidity, higher atmospheric pressure, higher surface temperature, less sunshine hours and more accumulated precipitation often corresponds to positive correlation coefficient between PM2.5 and O3, no matter in which season. The parts with opposite conditions that mentioned above are essentially negative correlation coefficient. And what’s more, humidity, global surface temperature, air temperature and accumulated precipitation are four decisive factors to form the distribution of correlation between PM2.5 and O3. In general, collaborative governance of atmospheric pollutants should consider particular time and space background and also be based on the local actual socio-economic situations, geography and geomorphology, climate and meteorology and other comprehensive factors.

submitted time 2021-11-13 Hits138Downloads53 Comment 0

2. chinaXiv:202110.00038 [pdf]

气候与下垫面变化对叶尔羌河源流径流的影响

任才
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

以叶尔羌河流域上游河源区为研究区,构建嵌入了冰川模块的 SWAT 分布式水文模型,对 卡群水文站 1968—2017 年逐月径流进行模拟,评价该模型在研究区内的适用性,基于模拟结果分 析研究区冰川径流年际变化与年内分布情况,并定量核算气候和下垫面变化对径流变化的贡献 率。结果表明:该模型在研究区径流模拟中具有良好的适用性,校准期(1968—1992 年)与验证期(1993—2017 年)的决定系数(R2)分别为 0.77 和 0.86,纳什系数(NSE)分别为 0.76 和 0.85,均方根误 差与实测值标准差的比值(RSR)分别为 0.49 和 0.38,偏差百分比(PBIAS)分别为-7.4%和 0.6%。经 模拟,研究区近 50 a 冰川径流量总体呈增加趋势,且其占总径流量的比重约为 51.1%;年内冰川产 流主要发生在 6—9 月,占全年冰川径流量的 90.0%以上。气候和下垫面变化分别使月径流量增加 6.62 m3·s-1 和 0.41 m3·s-1,其中气候变化的贡献率为 94.2%,即气候变化对研究区径流的影响占主导 地位。研究成果可为理解研究区的历史径流变化成因及预测未来径流的演变趋势提供科学依据。

submitted time 2021-10-10 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits2645Downloads92 Comment 0

3. chinaXiv:202110.00045 [pdf]

2003—2018 年中国地表温度年最大值的时空分布及变化特征

王丽平
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

中国幅员辽阔、气候差异大、人口众多,在全球气候变化背景下研究中国的气候变化对维 护中国乃至世界的粮食安全以及社会经济持续稳定发展具有十分重要的意义。地表温度最大值 可避免云雨天气对热红外遥感获取地表温度准确数据的干扰,且年变化较为稳定,但对重大土地 利用转移、干旱热浪等高度敏锐。基于 2003—2018 年 MODIS(Moderate resolution imaging spectrora? diometer)地表温度产品,采用气候倾向率、线性相关系数等研究方法分析了中国地表温度年最大 值的时空分布及变化特征。结果表明:(1)中国地表温度年最大值呈现北高南低的空间分布特征, 中国地表温度年最大值的最高值位于新疆吐鲁番盆地。(2)地表温度年最大值的空间分布按中国 气候区划分区分析表明,温带大陆性气候区地表温度年最大值最高,温带季风气候区的值较高,高 原山地气候区、亚热带季风气候区、热带季风气候区的值较低,地表温度年最大值的空间分布格局 与地表覆盖类型相关。(3)2003—2018 年,中国地表温度年最大值的时间变化特征总体表现为微弱 降温趋势,气候倾向率为-0.06 K·(10a)-1,降温区域占全国总面积的 50.45%。(4)气候倾向率在空间 上表现为西高东低,西部升温趋势比东部更加明显。部分区域表现为显著降温趋势,如北方中部、 华南区域、塔里木盆地边缘等,这些区域的降温与植被覆盖变化有关。

submitted time 2021-10-10 From cooperative journals:《干旱区地理》 Hits123Downloads71 Comment 0

4. chinaXiv:202110.00046 [pdf]

1961—2018 年内蒙古 6 级及以上大风日数时空变化特征

邢丽珠
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

研究大风日数变化对区域气候变化、防灾减灾和风能开发具有重要意义。基于 1961— 2018 年内蒙古及周边地区 85 个气象观测站的大风资料,采用统计方法对内蒙古地区大风日数时空 分布特征进行分析。结果表明:(1)58 a 来,内蒙古大风日数总体呈显著减少趋势,气候倾向率 为-16.52 d·(10a)-1。各季节中春季大风日数最多,占全年大风日数的 44.30%,且减少最显著[-6.24 d·(10a)-1];各级大风中 6 级大风日数最多,占总大风日数的 80.93%,且减少最显著[-11.99 d·(10a)-1]。(2)内蒙古地区大风日数空间分布呈中部多、东北西南少的格局。大风日数发生较多的地区分布 在锡林郭勒盟、乌兰察布市与赤峰市,较少的地区分布在鄂尔多斯市和呼和浩特市。(3)6 级和 7 级 大风日数多集中在中部市/盟,8 级及以上大风日数分布在西部与东部市/盟,各市/盟均表现为减少 趋势,乌兰察布市气候倾向率最大,为-5.49 d·(10a)-1,呼和浩特市最小,仅-0.01 d·(10a)-1。

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5. chinaXiv:202110.00047 [pdf]

新疆风灾时空分布特征分析

张太西; 王慧
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

风灾是新疆危害较重的气象灾害,其灾害的时空分布对风灾防御意义重大。利用 1980— 2019 年新疆 86 县(市)死亡人数、倒塌房屋数、倒塌棚圈数、牲畜死亡数、农作物受灾面积以及风灾 的出现次数 6 种风灾要素数据,通过构建风灾灾损指数,统计检验各类指数的概率密度服从伽玛分 布,并进行灾损等级划分,分析风灾时空分布特征。结果表明:近 40 a 来新疆风灾灾损呈波动性上 升趋势,尤其是 1998 年以后风灾损失呈偏重发生;春季是新疆风灾的高发季节,风灾各要素灾损在 4、5 月占全年的 67%~90%;夏季风灾损失相对春季较小,秋、冬两季风灾损失最小。全疆各县风灾 各要素灾损空间分布表明,南疆风灾发生频次明显多于北疆,农作物受灾面积主要多发、重发在天 山两侧各县,死亡人数特重等级出现在南疆;风灾综合灾损特重、严重 2 个等级的区域主要集中在天 山南麓哈密市至阿克苏地区一带以及喀什地区、和田地区等地,其中阿克苏地区风灾灾损最严重。

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6. chinaXiv:202110.00050 [pdf]

西北地区 4 月降水异常的环流特征及前兆海温信号

卢国阳; 林纾
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

利用 1981—2019 年西北地区 4 月降水站点资料、美国国家环境预报中心第二套再分析资料(NCEP/DOE Ⅱ)、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)海温场资料,研究了西北地区 4 月降水的异 常特征以及对应的同期环流场特征,寻找可能的前兆海温信号并讨论其影响机制。结果表明:(1) 西北地区 4 月降水以全区一致性分布为主,具有明显的年际与年代际变化。(2)当东北大西洋至东 亚上空存在一个“负、正、负、正”的异常波列分布时,使得巴尔喀什湖低槽偏强,东亚大槽减弱,西 北地区盛行显著的偏南气流,上升运动加强,加之来自东部海洋与孟加拉湾充足的水汽输送,在西 北区形成强烈的水汽辐合区,有利于该区降水偏多;反之,情况则相反。(3)前期 2 月北大西洋三极 子指数与西北地区 4 月降水呈显著的正相关关系,可作为 4 月降水预测的前兆信号。进一步分析 表明,北大西洋海温异常产生的非绝热加热可以激发 Rossby 波能量的下游频散,致使欧洲西部、乌 拉尔山、巴尔喀什湖、东北亚地区呈现“负、正、负、正”的遥相关波列,而这种异常 Rossby 波能量频 散与 4 月降水异常对应的 Rossby 波能量频散非常相似,从而影响到西北地区 4 月降水异常。

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7. chinaXiv:202110.00051 [pdf]

大理河流域干旱变化特征及其与极端降水的关系

邱德勋
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

基于标准化降水指数(SPI)方法,对 1971—2017 年大理河流域干旱变化特征及其与极端降 水的联系进行了分析。结果表明:(1)不同时间尺度 SPI 对降水量变化的敏感程度不同,SPI1 和 SPI3 适用于短期气象旱涝特征的识别,而 SPI6 和 SPI12 对揭示区域长期旱涝影响及持续时间效果较好。2 种时间尺度 SP(ISPI3 和 SPI12)的时间变异性均呈显著增加趋势。(2)不同季节 SPI 的变化趋势和干旱等级频次存在差异,仅冬季有一定的下降趋势,其余季节呈增加趋势,秋季最显著。年 SPI 波动幅度较大,总体上呈增加趋势,2001 年以来最明显。干旱等级均以轻旱和中旱为主(21.2%~ 36.1%),夏、秋季发生干旱的频率最高。(3)干旱事件持续时间呈不显著的减少趋势,长时间尺度干 旱事件平均持续时间、最长持续时间以及下降速度均大于短时间尺度。(4)降水集中程度增大会导 致 SPI1 减小,增加干旱发生的可能性。典型极端降水可能会降低干旱发生的概率。

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8. chinaXiv:202110.00052 [pdf]

贺兰山东麓暴雨气候特征及灾害防御对策

李晓虹
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

利用贺兰山东麓 9 个常规站及 287 个自动气象站汛期(5—9 月)逐小时降水量资料,应用线 性趋势系数、克里金插值及 Morlet 小波变换等方法,分析了该地区的暴雨时空特征和振荡周期。结 果表明:(1)贺兰山东麓暴雨日数 20 世纪 60 年代最多,暴雨强度 20 世纪 70 年代最强,暴雨贡献率 2011—2019 年 最 大 。(2)1961—2019 年 年 平 均 暴 雨 日 数 为 2.1 d,暴 雨 强 度 为 46.6 mm · d- 1。(3) 1961—2019 年暴雨日数有 2.1 d·(10a)-1 的下降趋势,暴雨强度变化不大,暴雨贡献率有 1%·(10a)-1 的 弱上升趋势。(4)暴雨主要出现在 7 月和 8 月,集中出现在 7 月中旬至 8 月中旬。(5)贺兰山东麓各 站不同时间段共出现短时强降水 810 次,主要出现在夜间 21:00—22:00 和白天 16:00,其中夜间暴雨 占 57.8%。(6)暴雨日数存在 2~6 a、7~15 a 的周期性变化,变化的第一主周期为 3 a,暴雨强度存在 2~4 a、5~16 a 的周期变化,变化的第一主周期为 9 a。(7)暴雨出现日数最多、强度最强、量级最大的 区域主要分布在贺兰山银川至石嘴山段的沿山区域。(8)洪涝灾害具有发生频率高、涉及范围广, 季节性明显、区域集中,破坏性强、造成损失大等特点。

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9. chinaXiv:202110.00053 [pdf]

2012—2019 年乌鲁木齐市夏季降水日变化特征

苗运玲
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

利用 2012—2019 年乌鲁木齐市 6 个国家级气象站夏季逐时降水资料,分析全市和不同区域 近 8 a 逐时降水日变化特征。结果表明:(1)近 8 a 乌鲁木齐市夏季不同量级降水量和降水日数空 间分布总体是由山区向郊区减小,一般性降水对总降水贡献最大。(2)全市和各区域逐时累计降水 量和降水频次变化趋势较显著,增加速率明显大于下降速率,山区明显高于城区和郊区。(3)全市 与山区降水量峰值均出现在 16:00—00:00,城区在 00:00—04:00,郊区在 02:00—07:00;降水频次峰 值出现时间有一定差异,最易发生降水的时段大都在夜间;降水强度日变化与降水量和降水频次 存在一定差异,山区最大值出现在 17:00,城区在 20:00,郊区在 16:00。(4)全市和各区域降水主要以 短历时降水为主,持续 1 h 降水次数出现最多,对总降水频次贡献最大;全市和山区持续 2 h 降水量 最多,城区持续 3 h 和郊区持续 6 h 的降水量最多;全市持续 1~6 h 的降水量占总降水量的 60.7%, 且以夜雨、短历时降水为主。

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10. chinaXiv:202110.00054 [pdf]

京藏高速柴达木腹地路面温度变化特征及与气温要素影响分析

保广裕; 杨春华
Subjects: Geosciences >> Atmospheric Sciences

利用 2018 年 3 月 1 日—2020 年 2 月 29 日京藏高速柴达木腹地路段新建的伊克高里、宗加镇 和大格勒 3 个交通自动观测站逐日气象资料,分析了四季路面温度和气温逐小时变化特征,统计了 路面最高、最低温度和最高、最低气温之间的相关关系,建立了 3 站四季路面最高温度和最低温度 分别与最高气温和最低气温相关性方程,旨在为路面温度精细化预报服务提供参考。结果表明: 京藏高速柴达木腹地路段伊克高里、宗加镇和大格勒 3 站路面温度和气温不同季节具有明显的日变化特征,路面温度和气温达到最低值和最高值的时间并不是完全相同。3 站路面温度09:00后上升速度均比气温上升速度快,路面温度升温位相较气温均超前,10:00—18:00期间各站路面温度与气温差别均较大。伊克高里站平均路面温度始终低于宗加镇和大格勒站路面平均温度。3站平均气温变化趋势比较一致,冬季和秋季平均气温昼夜差异明显。应用统计学方法建立的伊克高里、宗加镇和大格勒最高和最低路面温度与最高和最低气温相关性方程具有很好的实际应用价值,可 在实际业务工作中推广应用。

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