分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 基于格网DEM的数字地貌形态类型自动划分是当前地貌研究的热点。根据基本分析单元的粒度大小，可将现有的分类方法划分为以栅格为分析单元和不规则坡面多边形为分析单元。然而，上述两种方法都无可避免地存在分类结果中地貌实体不完整性的问题。本文将分析单元提升至小流域级别，提出面向 “细胞”级的微小尺度的子流域为分析对象的分类思想，利用GIS空间分析方法，构建子流域地理属性数据库，依据研究区已有的地貌资料，遴选出高程、起伏度、平均坡度、坡谱偏度4个核心分类指标，采用层次分类法，设定相应的地形因子阈值，将陕西省铜川市耀州区划分为：河漫滩、黄土残塬、黄土台塬、陡坡冲沟、墚峁状丘陵沟壑、石质小起伏平缓中山、石质小起伏陡峭中山以及水域等8大类型。分类结果最大程度保证了地貌实体的相对完整性，与用GPS进行的实地采样观测结果对比分析表明，该方案的分类精度达到88.19%，可望成为基于面向子流域单元进行数字地貌分类研究的有益探索。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 在乌兰布和沙漠机械整平的风沙观测场，铺设9种不同高度、规格的尼龙网方格沙障，观测其在不同风速背景下的风速流场特征，揭示方格沙障防风效应的复变规律。结果表明:尼龙网方格沙障防风效应复合变化受不同指示风速下，沙障高度与规格共同的影响。沙障内部0.1 m高度的风速随防护宽度的增加呈对数函数递减，指示风速增大1 m·s-1，风速衰减率增加0.07倍；沙障高度增大0.1 m，风速衰减率增加0.2倍；方格边长增大1 m，风速衰减率减小0.07倍。观测的9种规格方格沙障，30 cm高度1 m×1 m规格沙障复变作用最强，15 cm高度2 m×2 m规格沙障复变作用最弱。该结果可为确定沙障合理防护宽度、节约沙障铺设成本、优化沙障布设技术提供基础数据和理论支撑。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 风沙活动复杂多变，使得风沙危害治理周期长、难预测、难评估。目前的风沙防治模拟系统主要基于物理建模框架，由于在受控环境中构建，预测结果容易偏离实际系统。本文从风沙运动物理原理着手，结合人工智能技术构建知识和数据共同驱动风沙防治模型。针对系统的复杂性，提出了一种借鉴实际工程与虚拟实验相互学习的基于ACP（人工社会+计算实验+平行执行）平行系统理论的风沙平行防治系统，预测不同风沙防治行为对风沙活动以及防治效果的影响。其中防治行为为植被种植情况，防治效果通过地表荒漠化程度表达。同时对风沙防治效果进行三维可视化展示，为风沙防治工程项目提供实施前、实施期间的决策支持。
分类： 地球科学 >> 地质学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用内蒙古赛罕乌拉森林生态系统国家野外观测研究站试验地的森林小气候观测塔，根据2015—2016年冻融期野外观测的气温、降水量、土壤温度和水分数据，对该区季节性冻土的冻融过程和特点进行了分析，研究了土壤冻结和解冻过程中各土壤层的垂直温度和水分的变化，以及对气温和降水量的响应。结果表明：①季节性冻土的土壤温度随着土层深度增加，土壤冻结和融化滞后天数也会增加，同时与气温的相关性也逐渐减小；②季节性冻土解冻的速度要快于冻结的速度；③在进入解冻期前,3月中旬到5月中旬，各层土壤温度始终保持在-1～1℃之间，不随气温波动；④降水量并不大的解冻期，土壤未冻水含量会迅速增加，说明冻融过程确实能够保存土壤水分，这将有利于植被应对春季干旱。
分类： 地球科学 >> 地质学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为了揭示黄河乌兰布和沙漠段两岸风沙沉积环境差异性与东岸沙物质来源，运用多重分形理论分析了两岸不同下垫面地表沉积物粒度多重分形特征。结果表明：除草地外，两岸沉积物众数粒径范围西岸为189.13～212.20 μm，东岸为133.89～168.56 μm，东岸地表颗粒整体较细，风能环境较弱。多重分形参数（D0、D1、D2、∆α、∆f）均表现为东岸>西岸，东岸沉积物粒径分布范围大、局部叠加程度强，进一步表明东岸沉积物颗粒属性差异大、颗粒来源范围广、沉积过程复杂、沉积环境多样。多重分形各参数与2～50 μm 、100～250 μm粒径颗粒含量存在显著相关，据风沙颗粒运移规律，结合两岸地形地貌，初步揭示上风向乌兰布和沙漠为黄河东岸2～50 μm悬移颗粒的主要源区之一。
分类： 地球科学 >> 地质学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 地域分异规律是自然地理学非常重要的基本理论。在气候重建中，只考虑纬度地带性会使重建结果产生较大的误差。通过对石羊河流域现代表层沉积物粒度与矿物指标的垂直地带分布特征分析，结合流域全新世沉积剖面的粒度与矿物数据，对比石羊河流域的现代表层沉积物与全新世沉积物粒度和矿物特征，进而探索石羊河流域环境变化及其驱动机制。结果表明：全新世与现代具有相同的驱动力，石羊河流域上游在亚洲冬季风与西风的影响下，呈现山前风成沉积特征；中游地区在河湖水动力的影响下，呈现冲积、洪积特征；石羊河流域下游终端湖区，呈现湖相沉积特征，且现代气候较全新世时期更为干旱。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 气候变化和人类活动的不断加剧，引发了生态环境质量问题，快速准确的评价区域生态环境的历史和现状，对实现人与自然的可持续协调发展具有重要意义。本文基于遥感技术分别反演出绿度因子、湿度因子、干度因子和热度因子，使用主成分分析法构建了改进遥感生态指数（MRSEI）。利用相关性分析，分析了MRSEI的代表性，建立了基于MRSEI的锡林郭勒草原生态环境评价模型，对锡林郭勒草原近26 a的生态环境进行了总体评价。结果表明：MRSEI可集中4种生态因子信息，能够准确的对生态环境进行评价；锡林郭勒草原从1991—2017年生态环境质量呈现出先好转后恶化的趋势；1991年研究区上游的生态环境质量优于下游，生态环境质量东部优于西部；2004年，研究区整体生态环境质量空间差异较1991年变化较大，上游大多数地区生态环境质量提升，但下游明显降低；至2017年，整个研究区生态环境质量全面降低，仅在锡林河上游两岸与流域的南部和东南部保持良和优良。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 基于MODIS-EVI数据，采用一元线性回归、经验正交函数（EOF）、变异系数，从时间和空间两个维度分析古尔班通古特沙漠增强型植被指数（EVI）的时空变化特征。结果表明：2000—2018年古尔班通古特沙漠整体EVI的年际变化呈显著增加趋势，增长速率为0.0160·(10a)-1（P<0.01），其中固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘中的EVI年际变化也呈显著增加趋势；生长季内沙漠整体及不同类型EVI的变化趋势大致相同，从3月开始，EVI逐渐增加，并在6—7月达到一年中的最高值；古尔班通古特沙漠大部分区域的EVI呈上升趋势，上升趋势明显的区域主要集中在沙漠南缘以及沙漠西缘的开荒区域，沙漠腹地EVI上升趋势较小，EVI降低的区域主要分布在沙漠北部；古尔班通古特沙漠EVI波动较大的区域在沙漠西缘与南缘，其中波动最大的区域在沙漠西缘的开荒区域，沙漠腹地EVI波动较小。EVI能够较好地反映以固定和半固定为主的沙漠区植被覆盖变化，其反映的植被状况对区域沙漠地貌类型的空间划分具有重要的参考意义。
分类： 地球科学 >> 固体地球物理学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 本文选取1967—2018年托木尔峰国家级自然保护区周围6个气象站点的降水数据，对其降水量、降水日数、降水强度进行线性回归分析以及可信度检验。采用Mann-Kendall突变检验法对其降水量进行突变分析，检测降水发生变化的年份。结果显示：○1托木尔峰国家级自然保护区多年的降水量、降水日数、降水强度均呈波动增长的趋势。年降水量、降水日数与降水强度均通过显著性水平（α=0.05）检验。②托木尔峰国家级自然保护区的降水季节性差异明显，降水主要集中在夏季，增湿主要集中在夏季与秋季。各季节降水量均呈波动增长趋势，通过对各个季节降水量与降水强度增加趋势的可信度检验，发现在0.05水平下春、夏、秋季降水量增加趋势明显，冬季降水强度增加趋势明显。③通过对年降水量的突变分析发现突变年份为1997年，并通过显著性水平（α=0.05）检验。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 为提高西北旱作冬小麦干旱风险管理水平，选用甘肃省41个气象站1971—2016年逐日常规气象观测资料及甘肃省冬小麦农业生产相关资料，基于自然灾害风险理论，从危险性、暴露性、脆弱性、防灾能力4个因子出发，建立了甘肃省冬小麦干旱灾害风险评估模型，并用ArcGIS对甘肃省冬小麦进行干旱风险区划。结果表明：甘肃省冬小麦全生育期干旱高危险区和次高危险区主要位于陇中北部、陇东北部和陇南南部；高暴露区和次高暴露区集中在陇东和陇南地区；高脆弱区和次高脆弱区主要位于陇东大部；次低防灾能力区和低防灾能力区位于陇东大部和陇南北部。甘肃省冬小麦高风险区分布于庆阳市北部和陇南市南部，次高风险区和中度风险区主要位于陇东大部、陇中北部和天水市北部，省内其余冬小麦区属于次低和低风险区。该研究成果将为甘肃冬小麦防灾减灾及可持续发展提供一定理论依据。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用61个气象站1988—2017年逐日最高气温、最低气温和平均气温资料，采用线性倾向估计、Mann-Kendal检验、滑动t以及相关分析方法，对河东地区极端气温事件的时空变化特征进行研究，结果表明：①河东地区近30 a日最高气温的极大（小）值、日最低气温的极大（小）值、年平均最高（低）气温、夏日日数、热夜日数、暖昼（夜）日数、气温日较差、暖日持续日数、生物生长季呈现增大（加）趋势，霜冻日数、冰冻日数、冷昼（夜）日数、冷日持续日数呈现减小（少）趋势。②暖指数的变暖幅度大于冷指数，昼指数的变暖幅度大于夜指数，陇东高原地区变暖幅度最大，甘南高原地区变暖幅度最小。③多数指数的突变点在20世纪90年代中后期和21世纪初期。④多数极端气温指数与经度和海拔高度显著相关，河东地区极端气温指数的变化与区域性增暖有密切联系。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用1961－2015年河西走廊东部民勤、凉州和永昌逐小时沙尘暴资料以及代表站民勤逐日气温、地温、降水、最大冻土深度、积雪日数、积雪深度、平均风速、平均大风日数和近10 a逐小时气温、地温和风速资料，运用常规的气候统计方法，对河西走廊东部沙尘暴特征进行研究, 并采用相关系数（Pearson）法进一步分析沙尘暴的影响因素。结果表明：河西走廊东部沙尘暴频次下午到傍晚出现最多，凌晨最少，沙尘暴频次春季上午开始增多，秋、冬季中午开始增多，夏季下午开始增多。河西走廊东部持续60～180 min沙尘暴频次最多，夏季持续1～30 min频次最多，长持续时间的沙尘暴上午开始增多，而短时间的沙尘暴基本出现在下午到晚上。沙尘暴频次月、季变化4月和春季出现最多，9月和秋季最少；近55 a沙尘暴频次呈减少趋势，主要是由大风日数减少、风速减小，地温、气温升高、降水增多、下垫面生态环境改善等因素造成。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用省96个国家气象站多年逐日观测资料，统计分析人体舒适度指数（CIHB）,探讨各种环境因素对人体冷热舒适程度的影响，结果表明：①陕西省1981—2016年舒适度和舒适日数均成北少南多，并且随海拔的升高而降低的变化特点，其中汉中等9站舒适日数多年平均大于200 d，榆林等7站舒适日数多年平均小于120 d；②各区域舒适频率呈现明显的单峰分布，陕北7—8月舒适等级频率较高，关中6-8月舒适等级频率较高，陕南6—9月舒适等级频率较高；③全省历年平均CIHB为45.7，舒适等级日数92.4 d， CIHB和舒适等级日数均在1998—1999年和2008—2009年出现2次峰值；④气温与舒适度指数的相关性极显著，相关系数高达0.960 5，平均风速与CHIB显著负相关，气温较高时相对湿度与舒适度指数显著正相关。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 基于新疆105个地面气象观测站2005—2015年5—9月逐时降水观测资料，分析了短时强降水的时空分布特征和降水贡献率。结果表明：新疆暖季短时强降水频次分布，具有北疆多于南疆，山脉坡面多于谷地和沙漠的特点，但短时强降水的降水贡献率南疆反而高于北疆。短时强降水高频区位置由春到秋的季节性南北推移与太阳辐射和副热带锋区的南北推移密切相关；北疆和南疆短时强降水频次的月、旬分布均呈单峰形，但两者变化形态却有所不同，前者迅速增强、迅速减弱，后者迅速增强、缓慢减弱。全疆平均短时强降水频次的日内变化有3个峰值，主峰在午后（18:00—19:00），次峰在前半夜（22:00）和清晨（08:00），北疆与之相同，南疆3个峰值时间和强度均与之存在显著差异。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 潜在蒸散发在区域水量平衡、干旱程度评价、农作物需水量等方面的研究中具有重要的作用。然而，潜在蒸散发的空间化处理一直以来都是相关研究面临的一个挑战。基于新疆地区1960—2017年66个气象站的观测数据，通过一种简单的参数方程，实现了潜在蒸散发（ET0）的空间化处理。研究结果表明：① 简化参数方程中的2个重要参数a，c的空间分布呈现一定的规律，参数a在空间上呈现东南高，西北低的特点；参数c则随海拔的增加而增大。② 简化参数方程与Penman-Monteith方法相比，拟合结果在日、月和季节尺度上的R2值均大于0.90，且R2值随时间尺度的增加而增加。③ 将简化参数方程的拟合结果与CRU数据和MOD16A2数据进行对比发现：简化参数方程与Penman-Monteith方法拟合的R2值较高，拟合效果和偏差指标表现更佳，而CRU、MOD16A2数据拟合的R2值较低。简化参数方程所获得的潜在蒸散发精度高且空间分辨率更高（500 m×500 m），是一种适用于新疆地区潜在蒸散发估算的简便有效的方法。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 湍流相干结构的发现是湍流研究的重大转折，它对湍流的认识和对物质、动量与能量的输送具有重要意义。本文首先回顾了大气边界层中湍流相干结构的发现过程，其次综述了其形态特征、组成结构、通量贡献以及其他特征，接着阐述了其产生的原因，详述了两个典型的形成机制，然后论述了其在实践中的应用，继而综述了其检测方法，最后对全文进行了总结，并对未来的研究趋势进行了展望。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 在中尺度数值模式中，选用不同的参数化方案对降水的模拟和预测效果会有很大影响，合理选择参数化方案可以提高预测准确性。为此，本文使用中尺度预报模式WRF3.8 (Weather Research and Forecasting model, WRF) 版本，采用3 km和9 km两层嵌套网格，利用ECMWF（European Centre for Medium Range Weather Forecasts）再分析资料作为初始场和边界条件，对新疆地区4次暴雨过程进行模拟，采用TS （Threat Score） 评分评估了Lin方案、WSM6方案、Thompson方案和WDM6方案4种云微物理参数化方案对新疆地区暴雨模拟的适用性。结果表明：Thompson方案在站点降雨量为小雨（0.1~5.0 mm）和中雨（5.1~10.0 mm）的预报模拟中具有优势，其他3种云微物理参数化方案均在不同程度上存在漏报情况，从相关系数上判断，Thompson方案模拟效果略优于其他方案，适用于多小雨、中雨的新疆地区，但4种云微物理参数化方案在大到暴雨降水等级的预报效果都不是很好，这也正是WRF模式在新疆地区需要改进的地方。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 采用2017年辐射数据，研究了新疆11个地面观测站点的太阳总辐射时空分布特征，发现总辐射辐照度日变化呈单峰分布，日照时数夏季最高，约17 h，春秋季次之，分别为14 h、15 h，冬季最小，仅为12 h；季节平均最大值出现在和田的春季，为589.61 W·m-2，最小仅约为102.29 W·m-2，出现在乌鲁木齐的冬季。卫星反演辐射空间分布特征显示：春季南疆辐照度明显高于北疆，夏季平均辐照度分布与全年最为相似，冬季次之，秋季南北疆差异不大，季节差异在阿克苏最小。从卫星和地面辐射数据的拟合分析可见，方差分析中南疆F值均较高，最高达6 215.53，即晴空条件下，CERES/SSF卫星资料在南疆的反演效果优于北疆及吐-哈盆地。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 根据1961—2017年柴达木盆地8个气象站数据资料，采用联合国粮农组织FAO推荐的Penman-Monteith模型计算潜在蒸散量，继而算得湿润指数，辅以气候倾向率、M-K检验、Morlet小波周期和主成分分析等方法，探究柴达木盆地干湿变化特征及影响因素。结果表明：1961—2017年，柴达木盆地整体具有变湿趋势，变化倾向率为0.007·(10a) -1（α≥0.001），且湿润指数年际变化波动较大，变异系数为30.73%，春、夏、秋、冬四季湿润指数均呈上升趋势，倾向率分别为0.003·(10a)-1、0.009·(10a)-1、0.004·(10a)-1、0.003·(10a)-1；空间变化差异显著，盆地东部地区变湿趋势大于西部，德令哈和都兰变湿趋势最为显著；湿润指数在1981年和1986年发生突变，且存在2.8 a和3.6 a（α≥0.05）的变化周期，与大气环流2~4 a周期较吻合；主成分分析表明，降水量和平均气温是柴达木盆地湿润指数主要影响因子。此外，湿润指数与北半球极涡面积和强度及亚洲区极涡面积和强度关系密切，相关系数分别为-0.46、-0.36、-0.49、-0.47，均通过99%的显著性检验。
分类： 地球科学 >> 地球化学 提交时间： 2019-11-14 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要： 利用1960—2016年秦岭南北地区47个站点的逐日降水数据与同期西太平洋副热带高压的面积指数、强度指数、西伸脊点、脊线位置数据，统计分析了秦岭南北地区夏季极端降水指数与副高指数的相关关系。结果表明：①从整体上看，各极端降水指数与面积指数、强度指数总体成正相关；与西伸脊点总体上成负相关，但会出现一些异常年份和负相关年份；而各极端降水指数与脊线位置的关系呈现正负相关交替的现象。年代际分析和M-K检验表明，副高指数、极端降水指数在20世纪80年代发生了增强、增大的突变。②把秦岭南北划分为4个区域后，无论时间上还是空间上，当面积指数、强度指数偏大，脊线位置偏南，西伸脊点偏西，秦岭以北、秦岭以南和汉水流域中部趋于干旱，汉水流域东西部和巴巫谷地极端降水偏多；反之，相反。这样的极端降水格局应是秦岭等山脉对副高在气候上的响应结果。③秦岭南北地区夏季极端降水偏多年与面积指数偏大、强度指数偏强、脊线位置偏南、西伸脊点偏西相联系，反之，相反。副高西伸可能是秦岭南北地区极端降水增大的重要原因之一。
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