分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 淤地坝是黄土高原水土流失防治的主要措施之一,明确淤地坝的分布、规模等重要参数信息对流域水土保持研究具有重要意义。利用遥感技术(RS)和地理信息系统(GIS)技术,结合陕北地区无定河流域高分二号卫星影像、野外踏勘及资料收集到的研究区淤地坝情况,对其进行预处理获取矢量数据,通过对比分析,得到淤地坝解译标志。针对榆林地区无定河流域淤地坝进行遥感解译,利用遥感及GIS软件实现淤地坝数目、淤地坝位置、水面面积、控制面积等主要信息的提取,获取淤地坝在定边、靖边、米脂、绥德、横山、榆阳、子洲和清涧8个县(区)分布状况。结果显示:研究区共解译出疑似淤地坝图斑1257个,其中榆阳区60个,横山区85个,定边县65个,靖边县19个,米脂县470个,子州县99个,绥德县316个,清涧县143个。由此发现,淤地坝主要分布于无定河下游区域的绥德、米脂、子洲和清涧4县的沟道内,且沟道内多存在耕地或水域。将淤地坝分布情况与地形、年均降雨量、农业种植面积和地质灾害等进行比较分析,显示其分布状况与这些因素相关联,表现为沟壑纵横的区域淤地坝较多,农业种植面积较少的区域淤地坝较多,年均降雨量和耕种面积比值较大区域淤地坝较多。由此,总结其分布规律,为未来淤地坝的维护和修建提供重要支持。
分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 生态输水与农业节水是实现内陆干旱流域可持续发展的重要手段,连续水文观测资料的缺乏制约了生态输水与农业节水效益评价。为此,以中国甘肃敦煌疏勒河流域下游为例,基于遥感水文站与谷歌地球引擎进行20162020年月尺度的生态输水遥感监测,在此基础上结合蒸散发和土地覆盖类型等多源遥感数据评价生态输水与农业节水效益,分析两者之间在水资源方面的平衡关系。结果表明:(1)遥感水文站与谷歌地球引擎(Google Earth Engine, GEE)能够为生态输水遥感监测与农业节水效益评价提供可靠的数据支撑。(2)20172020年生态输水能够为下游湿地与河道平均每年提供2.50108 m3生态用水,其中30.06%的水量到达下游湿地,18.47%的水量被下游河道周边的植被所利用,且使下游河道周边植被面积增加112.25 km2。(3)农业节水在保持耕地面积维持上升趋势的前提下,20172020年平均每年降低耕地的蒸散发量0.395108 m3;耕地蒸散发减少量平均占生态输水量的14.22%,农业节水有效缓解了内陆干旱流域农业用水挤占生态用水的问题。本文将为内陆干旱缺测站流域的生态输水遥感监测与农业节水效益评价提供新的思路,以期为未来的生态输水与农业节水工程的实施提供理论支撑。
分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 及时获取凌汛期河冰和水体的空间分布特征,对于预测冰凌灾害、提高防凌信息化管理水平有重要意义。遥感技术是当前获取河冰和水体空间分布的最主要手段之一。但是,黄河水体有大量悬浮泥沙,这给基于遥感技术的高精度冰-水分类带来了挑战。以黄河内蒙古段为例,基于Landsat 8 OLI遥感影像数据,在利用归一化积雪指数(NDSI)及河道矢量数据排除无关地物的基础上,对比了近红外波段反射率值、归一化差异水体指数(NDWI)、归一化积雪指数(NDSI)、改进的归一化积雪指数(MNDSI)以及归一化差异未封冻水体指数(NDUWI)在黄河内蒙古段典型河道河冰、水体分类中的表现,计算各指标总体分类精度及Kappa系数并进行阈值稳定性分析。结果表明:在利用NDSI和高清历史影像排除河道外无关地物后,NDUWI在各子段影像中的总体分类精度和Kappa系数均达到90.00%及0.90以上,其河冰、水体最优区分阈值大体分布于阈值中值附近。研究结果可为凌汛期黄河冰凌监测方法的选取以及冰上爆破位置的拟定提供依据。
分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 基于20012018年MOD10A2积雪产品和MOD11A2陆地表面温度数据,采用精细分区统计和相关性分析方法,研究了中国天山不同海拔高度上积雪垂直分布特征及其与地表温度(Landsurface temperature,LST)的响应关系。结果表明:中国天山积雪覆盖率(Snow cover percentage,SCP)随海拔的变化呈现春、夏、秋、冬4种不同的季节变化模式。SCP在海拔4200 m以下呈秋冬季增加、春夏季减少态势,在海拔4200 m以上呈秋冬季减少、春夏季增加态势。除冬季外,春、夏、秋3个季节的SCP与LST均具有显著强负相关性。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 雷电活动参数作为反映区域雷电活动特征的重要指标,地形对其影响不容忽视。利用20142018年青海省地闪数据、数字地形高程数据以及HWSD土壤数据集,定量分析海拔、坡度、坡向以及土壤电阻率对青海省地闪分布特征的影响。结果表明:(1)青海省地闪主要集中在海拔3150~4850 m、坡度0~35的地区,其中东北坡向地闪次数最多,东南坡向地闪次数最少,地闪对应的土壤电阻率主要集中于100m。(2)地闪密度随海拔的升高先增大后减小,随坡度的增大而减小;地闪平均强度随海拔的升高先减小后增大,随坡度的增大而增大。(3)选取922700~974424E、314048~341648N地闪活跃区域,对其1 km1 km网格内地闪数据与地理参量平均值进行相关性分析,所选区域内地闪密度与平均海拔呈正相关关系,与平均坡度呈负相关关系;而地闪强度与平均海拔呈负相关关系,与平均坡度呈正相关关系。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 地表太阳辐射是地球表层主要能量来源,对地表能量平衡、能量交换以及生态水文过程等具有决定性意义。山区地形复杂,其地表太阳辐射时空差异较大且较难估算。采用适用于山区的地表太阳辐射模型对西北昆仑山提孜那甫河流域地表太阳辐射时空分布进行了估算,分析了该流域季节太阳辐射空间分布规律并探讨了地形和云2个重要因素对太阳辐射空间分布的影响。结果表明(: 1)地形因子中周围地形阻挡即地形开阔度(Sky view factor,SVF)与年总太阳辐射的关系最为显著,太阳辐射随SVF增加而增加。(2)年总太阳辐射随着高程增加首先减少,再而随之增加。探究SVF随高程的变化,发现其与太阳辐射随高程的变化趋势较为一致,因此在山区复杂地形下地表太阳辐射估算中仅利用高程对其校正存在明显不足,需综合考虑地形效应。(3)研究计算了季节云出现频率空间分布与太阳辐射空间分布的相关系数,结果表明夏季太阳辐射受云影响较其他季节显著。定量分析了地形因子以及云对地表太阳辐射空间分布影响的贡献率,周围地形阻挡 SVF对地表太阳辐射空间分布的影响最大,高程和云次之。因此综合考虑地形和云对太阳辐射的影响在山区太阳辐射模拟中是非常必要的,研究可为山区地表太阳辐射模拟提供理论依据,并为山区生态水文过程研究提供方法支撑。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 新疆北部是我国降雪高频区之一,随着全球变暖降雪量呈显著增加趋势,对新疆气候产生重要影响,由于观测资料限制对该区域小时降雪研究还未开展,影响降雪精细化预报和服务能力提升。因此,利用新疆天山山区及其以北(以下称新疆北部)2012年11月2021年2月50个国家气象站小时降雪观测资料,分析了冷季(11月翌年2月)小时降雪特征,并按日降雪量从高到低挑选30个大暴雪过程分析其小时降雪特征、影响系统及典型环流配置。结果表明:(1)阿勒泰北部、塔城盆地、伊犁河谷为降雪小时数(SHN)高频区,可达200 ha-1以上;天山山区SHN高频区为海拔1800~2000 m的中山带,达127.3 ha-1,2000 m以上降雪很少。(2)北疆和天山山区小时降雪量(R)1.0 mmh-1量级SHN占比分别为91.7%和91.9%,对降雪量贡献分别为70.7%和68.9%,R>1.0mmh-1为小时极端降雪事件,对北疆和天山山区降雪量贡献分别为29.3%和31.1%。(3)极端暴雪过程平均SHN为25.5 h,平均降雪量为30.7 mm,雪强约为1.2 mmh-1,大暴雪过程由长时间降雪导致,降雪持续时间是开展大暴雪研究和进行预报服务的关键点,造成大暴雪过程的影响系统主要 有中亚长波槽、中亚低涡、乌拉尔山长波槽和西西伯利亚低涡(槽),占比分别为30.0%、6.7%、13.3%和50.0%,中纬度长波槽(涡)和北方西西伯利亚低涡(槽)系统各为50.0%。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 使用高空、地面观测资料、地面自动站雨量资料和美国国家环境预报中心(NCEP)再分析资料,通过水汽通量诊断分析、后向轨迹模型等方法,分析了昆仑山北麓和田地区2020年5月57日(简称0506过程)和2021年6月1417日(简称0615过程)两次极端暴雨过程的环流形势、中尺度系统、水汽输送和收支特征。结果表明:(1)两次暴雨过程有共同的特点:影响系统都为中亚低涡,均有来自里海、咸海一带的水汽输送;对流层低层偏东急流作用显著,最强水汽辐合集中在700~850 hPa。(2)两次暴雨过程也有明显差异:0506过程的南亚高压为带状分布,水汽输送路径为西方和偏东路径,其中西方路径水汽输送最明显,西边界水汽输入贡献占88%;0615过程的南亚高压为双体型,水汽输送路径为北方和偏南路径,水汽来自阿拉伯海和孟加拉湾的偏南气流向北输送,南方路径输送量远远大于其他路径,南边界水汽输入贡献占78%。(3)和田大气可降水量(PW)增大尤其是超过平均状态时,对强降水出现有指示意义,当PW20 mm以上时,可能会出现暴雨或极端暴雨天气。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 祁连山及周边区域地形复杂,降水分布极不均匀,如何科学地分区分型,对把握研究区域降水分布特征具有极为重要的意义。利用该区域31个国家基本站19612020年59月降水量资料,采用主成分分析方法(PCA)对该区域降水量进行分析,再通过聚类分析(CAST)对该结果进行显著性检验,最后将分区分型结果应用于人工增雨作业效果评估。结果表明:(1)祁连山及周边可分成7个区域(Z1~Z7),累积方差贡献率超过78%。(2)这7个区域分别以乐都、海晏、野牛沟、武威、高台、临泽、刚察为中心点,划分结果与降水量、地理地形、海拔高度显著关联。(3)依托区域历史回归统计方法对人工增雨作业效果进行评价,发现19922020年石羊河流域59月绝对增雨量、相对增雨率分别为8.91 mm、6.51%,其中7月最高(6.30 mm、21.86%),8月次之(5.44 mm、16.11%)。基于地面降水量的作业效果评价往往受对比区选择的影响,聚类检验方法不仅有助于复杂地形下降水量的分区研究,还为科学选择对比区提供了客观依据。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 为明确内蒙古地区不同时间尺度旱灾危险性分布特征,选取内蒙古地区19492018年SPEIbase v.2.6数据集,利用Theil-Sen趋势分析和Mann-Kendall检验法分析气象干旱时空演变特征,并基于干旱多年平均强度与加权综合评价模型,对研究区年、季节尺度的旱灾危险性进行了评价。结果表明:无论是年际变化还是在空间上,内蒙古年尺度和春、夏、秋3个季节尺度的气候整体呈显著干旱趋势;研究区以中等及以上等级的年尺度旱灾危险性为主,占总面积的71%。其中,高、极高危险性区域主要位于呼伦贝尔市和锡林郭勒盟东部;在春、夏两季,内蒙古干旱灾害危险性空间分布呈北高南低,高等级的危险性主要位于锡林郭勒草原和地处干旱区的阿拉善盟;秋、冬两季的高等级危险性区域显著减少,尤其是冬季,以东北地区的低、极低危险性为主要特征,与其干旱趋势变化特征较为一致。研究结果可为内蒙古地区干旱灾害风险管理提供参考依据。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 以19812018年内蒙古典型草原季节性冻土为研究对象,通过气候倾向率、Mann-Kendall法、多元线性回归等方法,分析最大冻土时空分布特征、年际、年代际变化,研究影响最大冻土深度变化的气象因子。结果表明:(1)内蒙古典型草原季节性冻土冻结初日在911月,终日在46月,年内最大冻土深度出现在23月,深度在100~280 cm之间。(2)最大冻土深度年际变化分为下开口抛物线型、上开口抛物线型、正弦曲线型,从最大冻土深度气候倾向率看呈现减小趋势的站点有68%。(3)最大冻土深度年代际变化分为逐年代递减、减-增型和无明显变化规律,50%的站点在1989年以后最大冻土深度发生突变。(4)多元线性回归表明气温冻结指数、年平均风速、年极端最低气温对最大冻土深度产生显著影响。该研究揭示了最大冻土深度存在退化的事实,为草原应对气候变化提供指导,为陆地土壤和大气碳循环交换的研究给出提示。
分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2022-06-07 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 近年来,中国西北地区的气候变化问题引起了社会各界的广泛关注,施雅风曾在2002年提出中国西北气候可能会从暖干向暖湿转型,自此学者们对中国西北气候变暖变湿现象的关注也逐渐增多,对于近20 a来气候转型的时间、范围和程度有了一些新的认识。基于此,选用19602019 年逐月气温和降水量资料对中国西北地区气候变化特征进行了再分析。结果表明:(1)19602019年中国西北地区平均气温和降水量均呈上升趋势,增暖趋势显著,增湿趋势较弱。(2)自1997年后气温和降水量迅速增加,尤其是中国西北地区的东部地区降水量的增加速率超过同时期的西部地区。且研究初步认为,1997年以来中国西北气候的确出现了向暖湿转型的趋势且转型时间较前人预期的更早。(3)气候转型的范围相较前人研究也有所变化,甘肃陇东地区由未转型区转变为显著转型区,青海东、西部地区由原来轻度转型区转变为显著转型区,而祁连山中西段地区由之前的显著转型区转变为轻度转型区。