1979—2018年雅砻江中上游积雪时空变化及影响因素分析

基于1979—2018年积雪深度卫星数据及同期的格点型降水和气温观测资料,分析了雅砻江中上游积雪时空分布及其影响因子,利用相关分析法分析气候因子与地形因子对积雪深度时空分布的影响及贡献程度,采用趋势分析法研究积雪特征和气候因子的时间变化规律。结果表明：雅砻江中上游降水、气温、高程、坡度和坡向对年均雪深空间分布的贡献率分别为0.218、0.453、0.206、0.080和0.043,气候因子的贡献程度明显高于地形因子;研究区积雪期主要集中在10月至次年5月,年降水量和年均气温呈显著上升趋势,西北部和东南部积雪期变暖现象明显,绝大部分区域年均雪深表现为不明显的减少趋势;积雪深度与降水量的相关系数多为正值,与气温的相关系数均为负值,在区域中下游表现的相关性较强,各影响因子与积雪深度的相关程度由强到弱依次为气温、高程、坡度、降水和坡向。     

基于Landsat遥感影像的围场县植被覆盖度与地形因子的相关性研究

以围场满族蒙古族自治县为研究区域,综合运用遥感和GIS技术,用Landsat影像提取植被覆盖度,用数字高程模型(DEM)提取地形因子并进行分级划分;首先利用空间叠加分析,研究了区域内植被覆盖度分别随高程、坡度及坡向变化的规律;并从数理统计角度分析植被覆盖度与地形等级因子的相关性,对相关系数进行排序。研究表明：2000—2020年,围场县植被覆盖总体趋势逐步上升;区域内植被覆盖度与高程、坡度和坡向地形因子在一定程度内存在正相关,且坡度和坡向对覆盖度影响更显著。该研究对围场县植被变化情况分析和生态环境改善具有重要参考价值。     

湖北竹山县植被覆盖度与地形因子的空间关系分析

以湖北省竹山县为研究区,运用RS和GIS技术,并借助空间叠加分析,研究区内植被覆盖度分别随不同地形因子变化的分布特征及相关性。研究结果表明:①研究区植被覆盖度整体情况良好,以高覆盖度为主,占比为80.45%。②植被覆盖度随高程的升高呈增加趋势,在高程大于2 000 m时达到最大值,其值为91.99%;植被覆盖度随坡度增大呈先增大后减少趋势,在35°～45°坡度带达最大值;在坡向上,阴坡植被覆盖度整体稍高于阳坡。③不同植被覆盖度与各地形因子级的相关性强度不同,对于各级植被覆盖度,坡度和坡向对其影响明显高于高程,植被覆盖度越高,坡度和坡向两者对其影响越明显;高程与各级植被覆盖度的相关性无明显的规律。     

基于地理空间要素的雅砻江流域面雨量估算

<正>反映流域整体降水情势的面雨量一直是水文模型的重要输入参数之一,在泰森多边形雨霣法的基础上考虑地理空间要素对降雨空间分布的影响,采用面向对象的遥感信息聚类方法提取出雅砻江流域2项形状因子(周长、面积)和5项地形因子(平均高程、平均坡度、平均坡向、高程差周长比和高程差面积比)。降雨一径流相关性分析结果表明:地形因子雨量法在月尺度上的降雨估算精度高于年尺度,且在月尺度上能     

红河流域TRMM卫星降水数据精度评价

利用红河流域及周边地区45个气象站点1998-2015年实测降水数据,在不同时空尺度上对TRMM3B43V7卫星降水数据进行精度评价,并分析高程、坡度和坡向对降水数据精度的影响。结果表明:在年尺度上,TRMM降水数据与站点实测降水数据拟合优度R~2为0.75,整体上TRMM降水数据比站点实测降水数据偏高7.73%,月尺度上,TRMM降水数据与站点实测降水数据拟合优度R~2为0.84,两者之间相关性显著,季尺度上,春季降水拟合优度(R~2=0.77)高于其余3个季节,冬季降水拟合优度最差(R~2=0.64);流域尺度上,降水重心移动轨迹表明TRMM降水数据基本能反映降水的空间分布及演变过程,站点尺度上,各站点的相关系数均大于0.84,相对偏差较大的站点主要分布在河谷和盆地地区;TRMM降水数据在海拔大于1 000 m、坡度小于2°以及东南方向上的精度较高;主成分分析方法表明坡度和坡向对TRMM降水数据精度的影响大于高程。     

气象因子在海河流域蒸发悖论中的作用机理

蒸发是水文循环的重要环节。利用Mann-Kendall趋势检验方法检测了海河流域1961-2006年蒸发皿蒸发量的演变趋势。结果表明:海河流域蒸发皿蒸发量呈现出显著的下降趋势。利用相关分析、偏相关分析和主成分分析方法,研究了蒸发皿蒸发量与平均气温、相对湿度、平均风速和日照时数4种气象因子之间的关系。基于这4种气象因子,建立了模拟蒸发皿蒸发量的经验公式(E-THWS公式),并利用这一公式的微分形式揭示了这4种气象因子在海河流域"蒸发悖论"中的作用。结果表明:平均气温和相对湿度对海河流域蒸发皿蒸发量的增加作用要小于平均风速和日照时数的减少作用;平均风速的下降是蒸发皿蒸发量下降的主要原因。     

干旱区枣树蒸腾规律及其与气象要素的关系

为了研究枣树蒸腾耗水规律及其与气象因子之间的关系,采用包裹式茎流计采集数据,并结合小型自动气象站同步测得的气象数据,分析枣树蒸腾速率的日变化规律及其与气象要素之间的关系。结果表明:不同的天气类型之间,蒸腾速率的日变化规律存在显著差异,晴天天气,蒸腾速率曲线表现为单峰曲线趋势,且蒸腾速率在2 000 g/h以上的持续时间较长,阴天与雨天天气蒸腾速率相对较小,且蒸腾速率曲线多呈多峰曲线形式。蒸腾日际变化表现为从5月份开始逐渐升高,6、7月份达到一年中的最大值,而后逐渐降低。空气温度Ta、相对湿度RH、太阳辐射Rn及降雨P等气象因子与蒸腾速率Tr相关性较高,风量W与蒸腾速率Tr的相关性较低,且影响效果不显著。影响蒸腾速率的主要气象因子为太阳辐射。     

1999-2015年长江流域上游植被覆盖特征及其对气候和地形的响应

基于SPOT NDVI指数、气象数据和数字高程模型,采用趋势分析法对1999—2015年长江流域上游地区植被覆盖空间格局和动态变化特征进行分析;利用偏相关系数法基于单个像元从动态角度研究植被覆盖对气候变化的响应;引入格网法从静态角度研究植被覆盖对气候和地形因子在整体空间格局上的响应。结果表明:研究区的植被覆盖整体较好,高覆盖地区占66.14%,表现出东高西低的梯度分布特征;从动态角度考虑,植被覆盖对温度和降水变化的响应具有较强的空间异质性,不同地区植被覆盖对温度和降水变化的动态响应关系不同;从静态角度考虑,植被覆盖对温度、降水、高程和坡度的响应表现出显著的非线性关系,存在一定的响应阈值,且都具有西部地区响应明显、东部地区响应不明显的特征。研究结果将为制定适应气候和地形的综合植被管理和土地资源管理提供科学依据。     

海河流域蒸发皿蒸发量变化及其影响

利用海河流域17个气象站1960-2012年气象资料,采用面板数据模型,分析海河流域蒸发皿蒸发量与相对湿度、风速、日照时数、平均气温、气温日较差的变化趋势及其回归关系,重点在于对海河流域"蒸发悖论"的影响因素进行分析,同时探究面板数据模型对水热平衡、气候变化的研究可行性,为水资源规划和管理提供科学参考。结果表明:(1)在1960-2012年间,海河流域的蒸发皿蒸发量以22.89mm/(10a)的速率呈现显著减少而气温以0.27℃/(10a)的速率呈上升趋势,该流域存在蒸发悖论现象。(2)利用面板数据模型对各数据进行单位根检验、Hausman检验和F检验,检验结果表明变系数固定效应模型更适用于海河流域蒸发皿蒸发量与其他气象因素的建模分析。(3)从单因子回归角度来看,日照时数对蒸发皿蒸发量变化的贡献值最大,然后依次是相对湿度、气温日较差、风速、平均气温;从全因子回归分析来看,蒸发皿蒸发量与相对湿度呈负相关关系,与日照时数、平均气温、气温日较差、风速呈正相关关系;从平均气温和气温日较差分别拟合的效果来看,平均气温更适合于该模型拟合;对比平均气温和日照时数的回归结果,全球变暗对蒸发皿蒸发量变化的贡献值大于全球变暖。     

河北省夏玉米生育期气象要素变化特征及相关性

为深入探究气象要素与夏玉米产量的关系, 根据逐日气象数据、逐年作物数据, 采用气候倾向率、M2K 突变检验及相关性检验等方法对河北省夏玉米气象产量及相关气象要素变化特征进行分析, 在此基础上探讨两者相关性 及作用程度。结果显示: 河北省平均、最高、最低气温呈显著上升趋势, 日照时数、降水量、相对湿度、风速则呈显著下降趋势; 1960- 2017 年河北省夏玉米气象产量以每 10 年- 568 kg/ hm2 速度显著减少; 气象产量与平均气温、最 高气温、最低气温负相关, 与日照时数、降水量、相对湿度、风速正相关; 降水量、最低气温、风速是影响河北省夏玉米气象产量的关键气象要素, 最高气温和日照时数对夏玉米气象产量影响较小。研究成果可为优化农业资源结构, 促进地区农业可持续发展提供理论支撑。     

Impacts of topographic factors on regional snow cover characteristics

At a local scale, snow cover is influenced by terrain properties, and it affects water availability across some arid and semiarid regions. This study aimed to quantify the spatial heterogeneity of snow cover due to topographic effects based on moderate-resolution image spectroradiometer (MODIS) daily snow cover products, processed with spatial and backward temporal filters. A snow-dominant region in the middle section of the northern Tianshan Mountains in China was selected, and the snow cover ratio (SCR) and the number of snow cover days (SCD) were investigated. The results suggest that MODIS images are biased toward underestimation of the snow cover in the study region, and the error is primarily manifested within the elevation band of 1 500–2 500 m. The snow cover is mainly affected by elevation, and snow mostly accumulates above 3 800 m. In addition, the differences in SCR and SCD between the south- and north-facing slopes are more significant than those between the east- and west-facing slopes. Notably, the north-facing slopes have the maximum values of SCR and SCD, whereas the south-facing slopes have the minimum values of SCR and SCD. Furthermore, the impact of slope gradients on snow cover varies across seasons. Snow cover on a sloped surface decreases with the slope gradient during winter, while it tends to increase with the slope gradient during the other seasons. Overall, this study presents a useful perspective on the variance in regional snow cover and provides guidance for the water resources management of snow meltwater with different terrain features.     

赤水丹霞地貌区植被覆盖度时空变化分析

为掌握世界自然遗产地赤水丹霞植被覆盖的时空变化特征,选取1988,2003,2009,2011,2014年8~9月5个时期Landsat TM/OLI遥感影像,以像元二分模型估算提取植被覆盖度,结合海拔、坡度、坡向等地形因子和人类活动影响来探索赤水丹霞植被覆盖度时空变化规律。结果表明:26 a间,赤水丹霞植被覆盖度明显恢复和提高,不同等级的植被覆盖度有小幅度转移变化,海拔、坡度和坡向在不同程度上影响各等级植被覆盖度的时空分布,海拔1 600 m以下的低山、低中山趋向高植被覆盖度;植被覆盖度较高区域主要分布于坡度16°以上;阳坡、半阳坡获得的太阳辐射能较多,阳坡的植被覆盖度明显高于阴坡。人类活动对赤水丹霞植被覆盖变化的破坏和建设作用同时存在,缓冲区的旅游设施建设和城镇化发展导致遗产地植被覆盖度受到明显干扰,退耕造林、关停矿山等一系列遗产地保护措施促进了遗产地的植被覆盖度提高。研究成果可为赤水丹霞世界自然遗产地的生态环境保护和可持续发展提供一定的参考。     

Temporal variations of reference evapotranspiration and its sensitivity to meteorological factors in Heihe River Basin,China

On the basis of daily meteorological data from 15 meteorological stations in the Heihe River Basin(HRB) during the period from 1959 to 2012, long-term trends of reference evapotranspiration(ET0) and key meteorological factors that affect ET0 were analyzed using the MannKendall test. The evaporation paradox was also investigated at 15 meteorological stations. In order to explore the contribution of key meteorological factors to the temporal variation of ET0, a sensitivity coefficient method was employed in this study. The results show that:(1) mean annual air temperature significantly increased at all 15 meteorological stations, while the mean annual ET0 decreased at most of sites;(2) the evaporation paradox did exist in the HRB, while the evaporation paradox was not continuous in space and time; and(3) relative humidity was the most sensitive meteorological factor with regard to the temporal variation of ET0 in the HRB, followed by wind speed, air temperature, and solar radiation. Air temperature and solar radiation contributed most to the temporal variation of ET0 in the upper reaches; solar radiation and wind speed were the determining factors for the temporal variation of ET0 in the middle-lower reaches.     

基于VAR模型的新疆金沟河气象要素与径流关系分析

为探究气候变化下金沟河流域气象要素与径流之间的关系,根据新疆金沟河流域2006-2015年的月平均降水、积雪覆盖率、气温和径流资料,采用VAR模型方法分析了降水、积雪覆盖率、气温变化与径流变化之间的相互响应关系及响应程度。结果表明：降水、积雪覆盖率、气温与径流之间互相影响,但径流对降水、积雪覆盖率和气温的影响范围更大;径流对于降水、积雪覆盖率和气温的冲击响应方向不太一致,而降水、积雪覆盖率和气温对于径流冲击的响应均具有滞后性;通过方差分解可知,除径流自身冲击外,降水、积雪覆盖率和气温对径流变化的贡献程度依次为：气温 > 积雪覆盖率 > 降水,金沟河流域径流的主要影响因素为气温。研究结果可为流域内的各类水文计算提供参考依据。     

Role of Elevation and Aspect in Snow Distribution in Western Himalaya

Snow is a dynamic natural element, the distribution of which is largely controlled by latitude and altitude. In the tropical country like India, snow distribution is mostly controlled by altitude. The present study aims to identify the relationship between snow accumulation with elevation and aspect in rugged terrain in the Himalayan region. The river basins of four tributaries of the River Indus i.e. Satluj, Chenab, Ravi and Beas located in the western Himalaya were considered for study. Snow covered area was estimated for a period of 2 years (01 Jan 2003 to 17 Dec 2004) using MODIS 8 days’ maximum snow cover products. Aspect and classified relief maps were prepared using the USGS DEM. The inter-relationship between aspect, elevation and snow cover area was determined for all the four river basins and comparative analysis has been made. A 2 years average shows that Satluj has the minimum snow covered area 23%, while Chenab has the highest snow covered area i.e. 42%, Ravi and Beas has 33% and 38% respectively. The minimum elevation from where snow covered area appears has been calculated and it has been observed that in case of Satluj, snow appears at a higher elevation (1,369 m) while in Chenab snow appears at an elevation of 834 m, followed by Ravi (1,058 m) and Beas (1,264 m). It was found that aspect has a major impact on snow accumulation in the lower elevations in all the basins as compared to higher elevations. Snow accumulates most in the northwest and northeast aspect. The rate of change in snow cover with elevation is determined for all the river basins and it has been concluded that Satluj has the lowest rate of change of snow cover with elevation (1.3% per 100 m), Chenab 1.8% per 100 m, followed by Ravi 2% per 100 m and Beas (2% per 100 m).     

基于两种SPEI序列的淮河流域干湿特征变化

基于FAO56 Penman-Monteith和Hargreaves-Samani两种潜在蒸散发计算方法得到了12个月尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI),研究了1960—2016年淮河流域干湿时空变化特征以及两种SPEI序列对相关气象要素的敏感性。结果表明:两种SPEI序列均显示流域呈变湿趋势,温度距平值与SPEI负相关,与潜在蒸散发距平值正相关;空间上,流域西北和东部地区呈显著变湿趋势,中部地区为不显著变干趋势; SPEI去趋势后,流域的干湿变化斜率减小,去趋势过程不改变SPEI的趋势变化分布,只影响流域的干湿变化幅度;气象要素的趋势变化可影响流域干湿变化趋势和干湿等级,淮河流域干湿变化影响因素由强到弱顺序依次为温度、日照时数、风速和相对湿度。