分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-01-06 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 基于北方地区 404 个气象站 1960—2017 年逐日最高气温、最低气温资料，应用线性倾向估 计法、Mann-Kendall 法、滑动 t 检验法、累积距平法和相关分析法，分析了极端气温的时空变化特 征，并探讨了气温指数的影响因素。研究表明：极端气温暖指数和极值指数呈上升趋势，冷指数和 气温日较差呈下降趋势；变化幅度中冷指数大于暖指数，夜指数大于昼指数，西北地区极端气温指 数变化幅度最大，东北地区最小。突变时间上，极端气温指数突变主要发生在 20 世纪 80 年代和 90 年代，暖指数和极高值指数晚于冷指数和极低值指数，东北地区极端气温指数突变时间最早，西北 地区最晚，突变后极端暖事件和气温极值事件进入多发阶段，极端冷事件进入少发阶段。1988— 2012 年极端气温指数的变化响应了全球变暖停滞现象。多数极端气温指数与经纬度、海拔高度显 著相关。北极涛动（AO）指数对极端气温的影响最强，对冷指数影响最明显。气溶胶光学厚度与多 数冷指数呈负相关，而与多数暖指数呈正相关。
分类： 地球科学 >> 地理学 提交时间： 2021-01-06 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 利用 2012 年 1 月 ~ 2015 年 12 月 CALIPSO 冰云 3 级月平均产（CAL_LID_L3_Ice_ Cloud） 对中国区域异质核化冰云比例进行分析，研究冰云的比例分布与季节变化特征，探究中国区域冰 云分布情况和影响冰云分布的因素。结果表明：中国南北部冰云的比例差异与地面 2 m 温度、地表 长波净辐射通量和来自地面的冰核有关。-40 ~ 0 ℃之间的冰云比例水平分布，中国大陆北部比中 国大陆南部高约 30%，季节性变化规律明显，冬季南北差异大，夏季南北差异小；云箱温度在-30~ 10 ℃之间的冰云，中国大陆北部比例比大陆南部平均高出约 5%，春季、秋季、冬季北部冰云比例 均高于南部，夏季温度在-8 ℃以下，南部的冰云比例超过了北部的冰云比例；在对流层（10 km 以 下），冰云比例分布中国大陆北部比南部高，南北部之间冰云比例差异在 6 km 左右显示出峰值，约 50%，四季冰云比例随高度增加均呈现增大的趋势，且北部冰云比例均高于南部。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2021-01-06 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 采用 2000、2005、2010、2015 年 4 期土地利用/土地覆盖遥感解译数据以及新疆水资源公报 和统计年鉴资料，旨在评价新疆沙产业与水资源承载力状况。通过计算未利用土地转化成农地、 林地、草地的数量，分析 16 a 来新疆沙产业发展状况，结合水足迹模型和区域水资源承载力评价指 标，计算新疆 2000—2015 年水足迹，对区域水资源承载力进行评价。结果表明：（1）2000—2015 年 间，随着新疆人口增长和经济的发展，新疆沙产业发展迅速，部分沙地、戈壁等未利用土地和草地 被开发成耕地、林地、工矿和城镇及农村居民用地。（2）新疆水足迹整体呈上升趋势，水足迹以消费 农产品水足迹占主体，且消费农产品水足迹量快速增加，主要原因是新疆地区大力发展沙产业，利 用未利用土地、草地进行植物、沙生药材种植。（3）新疆人均水足迹、水资源压力指数、水足迹效益 指标呈现增加趋势，但数值明显低于我国人均水平。新疆社会经济发展总体趋势向好，但水资源 利用方式仍然比较粗放，水资源未得到合理开发。因此，新疆应采取优化产业结构、调整农作物种 植比例和用水结构，以增大水资源所支撑的沙产业发展规模，研究可为区域产业结构及消费模式 调整提供依据。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2021-01-06 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 利用 1960—2017 年水文、气象资料，采用相关分析、Mann-Kendall 和小波分析等方法，研究 了祁连山中部气候和径流量变化特征。结果表明：（1）近 60 a 来祁连山中部气温、降水和径流量总 体呈现出气温上升、降水增加、径流量增大的趋势。年平均气温以 0.39 ℃·（10 a）-1 的幅度上升，四 季气温升高趋势明显，年平均最低气温和冬季气温的升温幅度最高。降水增加了约 19.2%，降水的 增加主要归因于夏季降水的增多。（2）平均气温在 1993 年出现突变，气温突变时间早于西北其他 地区。气温和降水的主周期分别为 8 a 和 30 a，在径流量周期响应中，短周期（8 a）与平均气温振荡 非常一致，长周期（30 a）与年降水变化较为一致。（3）分析表明，降水和气温都是影响径流量变化 的主要因素，建立的径流量预测模型纳什效率系数为 0.68，能很好的分析和预测径流量，降水和气 温变化分别使径流量增加了 21.1%和 10.9%，降水对径流量的影响作用更大。
分类： 地球科学 >> 空间物理学 提交时间： 2021-01-06 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 小流域是研究小微尺度水文水资源系统演变规律的理想对象，是用于计算河流产水产沙 的最小单元，是水文及水土流失研究与管理的最佳地域尺度。通过遥感技术，气候模式获得降水 数据，并驱动分布式水文模型，模拟和预测水文过程，是流域水文水资源研究的必然趋势。以 NO⁃ AA-CPC-US 降水作为参照，在美国不同地区的 9 个小流域，评估卫星降水产品 PERSIANN，PERSI⁃ ANN-CDR，TRMM-3B42V7，GPM-IMERG，雷达降水 StageIV 以及气候模式 ERA5 降水产品的精度， 并用这 7 种降水产品驱动 CREST 分布式水文模型，评估了 7 种降水产品的水文模拟效用。研究表 明：各降水产品与 NOAA-CPC-US 降水吻合程度从高到低，依次是 StageIV 雷达降水，PERSIANN- CDR 和 GPM-IMERG 次之，再次是 PERSIANN 和 ERA5，最后是 TRMM-3B42V7。各降水产品在美 国北部高纬度地区和西部山地等区域的小流域降水估算精度略低，在美国中部，南部，东部的小流 域有较好的降水精度。在水文模拟效用评估中，设定相同率定期，分别使用 7 种降水产品率定 CREST 模型参数，得到率定参数集后，在相同验证期对流域日径流过程进行模拟。结果表明：NO⁃ AA-CPC-US 和 Stage IV 雷达降水在各小流域水文模拟中效果较好，在美国北部和西部地区，使用 PERSIANN，PERSIANN- CDR，GPM- IMERG，ERA5 降 水 进 行 水 文 模 拟 时 需 要 谨 慎 。 TRMM- 3B42V7 的小流域水文模拟效果不理想。
分类： 地球科学 >> 大气科学 提交时间： 2021-01-06 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 大气边界层高度影响着近地层能量、水分的发展变化，而季风摆动区边界层受夏季风活动 和季风降水影响很大，变化特殊，但其边界层高度的响应特征并不清楚。应用西北地区东部 5 站民 勤、榆中、平凉、银川和延安 2006—2016 年 5～9 月逐日 19 时每隔 10 m 高度高空加密观测资料，以 及民勤 2006—2016 年逐日 07 时探空规定层和特性层资料，结合地面逐日观测资料，对比计算多种 资料找到合适的边界层高度。进一步运用 NCEP、EC 再分析资料，分析夏季风对季风摆动区的影 响，得出边界层高度与夏季风、季风期降水影响的关系。结果表明：基于每隔 10 m 加密压温湿风探 空资料，确定了 9 点平均位温梯度法作为边界层高度的最佳计算方法，该区边界层高度 5～6 月较 高，7～9 月逐渐降低，5～9 月平均高度由非季风影响区的 2 600 m、季风摆动区的 1 800 m 逐渐降低 到季风影响区的 1 500 m 以下。边界层高度与地面相对湿度、地温和风场关系密切，湿度越大、风 速越大，边界层高度越低，相反，近地面地气温差越大，气温越高，吹西北风时，边界层高度越高。 在不受夏季风影响时，边界层高度较高，有夏季影响风时，边界层高度较低。夏季风持续时间越 长，边界层高度越低，当夏季风持续时间为 0 候、1～4 候和≥ 5 候时，边界层高度分别为 2 000 m 左 右、1 600～1 900 m 和 1 300～1 400 m。APO 季风强度指数与季风影响区边界层高度有显著的负相 关，APO 季风强度指数越大，季风影响区边界层高度越低。边界层高度与季风期降水性质、强度关 系较为密切，从大到小为无降水、对流性降水和稳定性降水；随着降水强度增强，边界层高度降低， 边界层高度中非季风影响区较高，季风摆动区次之，季风影响区最低。降水日数越多，边界层高度 越低。夏季风反过来对降低边界层高度，增多增强季风期降水起着积极作用。
分类： 地球科学 >> 水文学 提交时间： 2021-01-06 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要： 天山北坡经济带是新疆生产力集中度较高，现代工业、农业、交通信息、教育科技等较为发达的区域，是国家丝绸之路经济带建设的核心区，对新疆经济社会发展具有重要的带动和辐射作用，国内生产总值均占全疆 53%以上，工业增加值占全疆 67%，城镇化率 68.9%，远高于全疆 42.1%的平均水平，然而水资源却仅占11%。为破解资源性缺水困境而实施的“两河调水”工程正在陆续建成发挥效益,如何优化配置原水与客水、高水与低水、地表水与地下水等各种水源，统筹协调区域、城乡、兵地、产业、经济社会与生态环境等各种需求，已成为亟待研究决策的重大现实问题。通过分析天北带水资源可利用量、生态环境需水量、水资源开发利用现状及存在问题，结合调水工程新增水量，提出了水资源优化配置的原则、贯彻新时期“十六字”治水思路和“五大”发展理念的实践路径与综合调控措施，主要学术观点和结论为：（1）结合“两河调水”工程，在天山北坡建设东西连通的输水大通道，将由南向北流的逐条河流交叉连接起来，形成一个南北交汇，东西贯通，覆盖整个区域的“大水网”，实现全域水源优化配置。（2）按照“以水定地，以水定产，以水定城，适水发展”的原则，强化国土空间管控，按照“生产空间集约高效，生活空间宜居适度，生态空间自然和谐”为原则，优化“三生空间”发展格局。（3）打破旱区弱水资源承载力、高生态胁迫压力、低经济发展能力的桎梏，从水资源—经济社会—生态环境三个维度，科学把控“大水网”建设和水利发展定位，合理配置“三生用水”，耦合协调“三生关系”,实现生态保护和高质量发展。（4）面向未来和新基建工程的喷涌发展，建设水物理网、水信息网、水管理网“三网合一”的智能水网势在必行，代表智慧水利的发展方向，也是当代水利科技前沿。
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