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青藏铁路沿线气候特征精细化模拟研究

高原气象 2024年第4期43卷 868-882页

作者：路富全杨耀先胡泽勇中国科学院西北生态环境资源研究院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院那曲高寒气候环境观测研究站西藏那曲852000 兰州资源环境职业技术大学气候资源开发及防灾减灾研究室甘肃兰州730021 中国科学院大学北京100049

青藏铁路格拉段(以下简称青藏铁路),特别是从西大滩至安多穿越550 km多年冻土区的路段,沿线有着复杂的地形地貌和冻土环境。近年来随着气候变暖和多年冻土退化,对于建造在多年冻土之上的青藏铁路的维护需求剧增,为了能充分捕捉青藏铁路... 详细信息

青藏铁路格拉段(以下简称青藏铁路),特别是从西大滩至安多穿越550 km多年冻土区的路段,沿线有着复杂的地形地貌和冻土环境。近年来随着气候变暖和多年冻土退化,对于建造在多年冻土之上的青藏铁路的维护需求剧增,为了能充分捕捉青藏铁路沿线地区复杂的地形地貌对局地气候变化的影响,以期对青藏铁路的运行维护提供理论支持。本文利用铁路沿线站点观测数据,并以ERA5数据驱动WRF模式进行网格距离为10 km×10 km的动力降尺度模拟。结果显示,青藏铁路沿线的六个站点自1998-2020年普遍呈现增温趋势,增温率最低的站点为0.27℃·(10a)^(-1),最高为0.56℃·(10a)^(-1);WRF模式对表面气温的模拟在年平均气温结果与观测数据略有差异,在夏季和秋季的模拟结果较好,夏季相关系数达到0.95以上,秋季在0.80以上,春季和冬季较差;WRF降水模拟的结果显示,Nudging方法有效改进了青藏高原夏季降水的湿偏差,青藏铁路北段至铁路南段降水逐渐增加,且在铁路中部降水出现极大值。WRF模式在青藏高原的温度和降水模拟上仍存在着一定的冷偏差和湿偏差,寻找新的方法或利用高质量驱动数据来驱动模式将可能对青藏高原地区的降尺度模拟结果有更进一步的改善。

关键词：青藏铁路 WRF模式动力降尺度精细化模拟气温和降水

近60年青藏高原季风期降水的南北变化特征及机理研究

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高原气象 2023年第4期42卷 848-857页

作者：王灏胡泽勇杨耀先樊威伟路富全中国科学院西北生态环境资源研究院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院西北生态环境资源研究院那曲高寒气候环境观测研究站西藏那曲852000 兰州资源环境职业技术大学气候资源开发及防灾减灾研究室甘肃兰州730021 中国科学院大学北京100049

青藏高原(以下简称高原)对全球气候的影响一直是被研究的重点,国外的学者更多地关注的是青藏高原对全球气候系统的影响,但是其本身的气候变化也是全球气候系统变化中的重要分量。随着南亚夏季风的建立和副热带急流的北抬,高原降水呈现... 详细信息

青藏高原(以下简称高原)对全球气候的影响一直是被研究的重点,国外的学者更多地关注的是青藏高原对全球气候系统的影响,但是其本身的气候变化也是全球气候系统变化中的重要分量。随着南亚夏季风的建立和副热带急流的北抬,高原降水呈现出多尺度变化和多因子影响的特征。本文基于1961-2020年的GPCC逐月降水资料和ERA5逐月再分析数据的环流场数据,分析了全球变暖背景下,青藏高原5-9月季风期降水的时空分布特征及其演变规律,分析了夏季风期高原降水时空演变特征的机制。结果表明:气候平均态下,高原降水自5月开始增强并向北推进,并于7月延伸至高原中部;9月份后高原降水开始南撤;季风期降水的经验正交函数分解(EOF)第二模态显示,以唐古拉山为界,高原南北部季风期降水异常呈南北反向的偶极性分布。在年代季尺度上,高原南部降水1961-1980年偏少,1981-2002年较多,2002-2019年又偏少的年代际变化特征。总体来看,1961-2020年的60年间,季风期高原南部降水呈略微减少的线性趋势,这可能和南亚夏季风的衰退有关。高原北部降水基本和南部呈相反变化,1961-2020年间,季风期高原北部降水则存在着28 mm·(10a)^(-1)增加的趋势,高原南部降水呈-3 mm·(10a)^(-1)略微减少趋势。对应高原南部和北部降水的大气环流结果表明,高原南部降水主要受南亚夏季风影响,南亚夏季风的推进及撤退直接影响着高原南部的降水的增加和减少,而高原北部降水则与中纬度西风急流中的Rossby波传播有关。

关键词：青藏高原降水环流南亚季风西风急流

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渭河流域上游1971—2020年玉米光照适宜性变化特征

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中国农学通报 2023年第17期39卷 43-49页

作者：姚小英张蓓姚玉璧王振国刘恒军兰州资源环境职业技术大学/甘肃省气候资源开发及防灾减灾重点实验室兰州730021 天水市气象局甘肃天水741000

运用甘肃渭河流域上游典型代表区1971—2020年气象站逐旬光照资料及1991—2020年玉米平均物候资料,建立了玉米光照气候适宜度计算模型,评估了1971—2020年玉米全生育期及各主要生育阶段的光照适宜度,并与气候变暖背景下1991—2020年变... 详细信息

运用甘肃渭河流域上游典型代表区1971—2020年气象站逐旬光照资料及1991—2020年玉米平均物候资料,建立了玉米光照气候适宜度计算模型,评估了1971—2020年玉米全生育期及各主要生育阶段的光照适宜度,并与气候变暖背景下1991—2020年变化进行了比较。结果表明:1971—2020年,玉米全生育期光照适宜度呈下降趋势,2008—2020年下降趋势显著;拔节期—抽雄期为最低值时期,1991—2020年下降趋势明显;抽雄期—乳熟期为最高值时段,随年份基本无变化。1991—2020年,玉米拔节期—抽雄期及全生育期光照适宜度与气候产量的相关性比1971—2008年显著增高,说明在气候变暖背景下玉米产量受关键时段光照不足的影响程度明显增大。依据FGOALS-f3-H模式CMIP6高分辨率模式比较计划模拟结果,预计渭河流域上游2021—2040年太阳辐射量低于2011—2020年,玉米生长中光照因子的制约作用将更加明显。玉米种植区应趋利避害,选择优良品种,合理布局种植密度,适当降低叶面积系数,有效减少光照不足造成的不利影响。

关键词：渭河流域上游玉米光照适宜性变化分析

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中国西北地区太阳辐射时空分异特征

干旱区研究 2023年第6期40卷 863-873页

作者：姚玉璧郑绍忠董宏昌石界张民夏权兰州资源环境职业技术大学黄河流域生态环境产教融合研究院甘肃省气候资源利用与防灾减灾重点实验室甘肃兰州730021 中国气象局兰州干旱气象研究所甘肃兰州730020 甘肃省定西市气象局甘肃定西743000

应用近60 a中国西北169个国家基本气象站气象观测资料,对中国西北总辐射的时域变化、空间分布和次区域时空演变特征进行了研究。结果表明:(1)青海西北部的柴达木盆地和甘肃西部为太阳能资源最丰富区,陕西南部和甘肃东南部的较小区域为... 详细信息

应用近60 a中国西北169个国家基本气象站气象观测资料,对中国西北总辐射的时域变化、空间分布和次区域时空演变特征进行了研究。结果表明:(1)青海西北部的柴达木盆地和甘肃西部为太阳能资源最丰富区,陕西南部和甘肃东南部的较小区域为资源丰富区,其余大面积区域均为资源很丰富区。(2)1961—2020年除新疆西南部、甘肃和新疆接壤区、甘肃北部和陕西北部的小范围区域总辐射呈上升趋势外,西北大部分区域总辐射呈下降趋势。(3)EOF第一模态特征向量场表明,总辐射振荡强度由西向东加强,各分量高载荷区主要集中于中东部,该区域是总辐射易出现异常、振荡强且敏感的地区。(4)EOF第二模态特征向量场自西向东呈双偶极子型;青海全境和甘肃大部为正值区域,也是总辐射异常振荡最强的区域。(5)依据REOF特征向量不同模态空间分异结构类型,可将研究区域划分为主要受东亚季风影响的“西北东部异常型”、主要受东亚季风影响边缘区的“西北中部异常型”和主要受西风带影响的“西北西部异常型”等3个次区域。3个次区域总辐射减少的突变点分别出现在1973年、2017年和2008年。

关键词：总辐射空间异常分型次区域变化中国西北

定西市1961—2020年日照时数变化特征分析

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中国农学通报 2023年第5期39卷 116-123页

作者：尚军林雷俊姚玉璧姚瑞卢国阳栾振斌常进惠兰州资源环境职业技术大学/甘肃省气候资源开发及防灾减灾重点实验室兰州730021 定西市气象局甘肃定西743000 兰州区域气候中心兰州730020

为分析定西市日照的变化特征,利用1961—2020年定西市安定区日照、降水、相对湿度、云量和水汽压等资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验和通径分析等方法,对定西市安定区1961—2020年日照时数的年代际、年际、季、月的变化特征进... 详细信息

为分析定西市日照的变化特征,利用1961—2020年定西市安定区日照、降水、相对湿度、云量和水汽压等资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall检验和通径分析等方法,对定西市安定区1961—2020年日照时数的年代际、年际、季、月的变化特征进行分析,探讨了影响区域日照变化的主要气象因子。结果表明:1961—2020年,定西市年日照时数呈现明显的年代际变化特征,20世纪80年代和21世纪00年代日照显著偏少(P0.05),年日照时数最大值出现在1963年,为2790.2 h,最小值出现在1988年,为2159.7 h,极差810.5 h,年日照在1967年和1993年出现了突变;日照时数存在明显的季节变化特征,春季日照增多,线性倾向率为5.1 h/10 a,夏季、秋季和冬季一致减少,其中夏季减少幅度最大(-8.9 h/10 a);月日照时数变化趋势存在差异,6月日照显著下降(P0.05),降水、相对湿度、云量和水汽压与日照显著负相关,不同季节影响日照主要气象因子存在差异,气象因子综合作用对日照影响以秋季最为明显(R=0.862),春季次之。对春季、年日照变化贡献最大的气象要素为相对湿度,对夏季、秋季和冬季日照变化贡献最大的气象因子总云量。该研究为气候变暖背景下气候资源高效利用和开发提供重要参考。

关键词：定西日照时数气候倾向率 Mann-Kendall检验通径分析

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西北干旱区气候变化对灌溉春玉米生产的影响

中国农业气象 2024年第7期45卷 745-755页

作者：褚超雷俊阳仁贵齐月李强杨庆怡姚玉璧施磊张掖市气象局张掖734000 兰州资源环境职业技术大学/黄河流域生态环境产教融合研究院/甘肃省气候资源利用与防灾减灾重点实验室兰州730021 定西市气象局定西743000 中国气象局兰州干旱气象研究所兰州730020

基于河西走廊中部1984-2022年灌溉春玉米定位观测试验,结合同期气象资料,采用线性回归、相关分析和M-K突变检验等方法,分析气候变化对西北干旱区灌溉春玉米生育期和产量的影响。结果表明:春玉米全生育期平均气温以0.76℃·10a^(-1)的速... 详细信息

基于河西走廊中部1984-2022年灌溉春玉米定位观测试验,结合同期气象资料,采用线性回归、相关分析和M-K突变检验等方法,分析气候变化对西北干旱区灌溉春玉米生育期和产量的影响。结果表明:春玉米全生育期平均气温以0.76℃·10a^(-1)的速率呈极显著上升趋势(P研究期内春玉米产量呈波动变化,气候产量与全生育期内降水量呈显著负相关。综上所述,西北干旱区气候变化对当前灌溉方式下的春玉米生产不利。

关键词：气候变化灌溉春玉米生育期产量西北干旱区

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祁连山排露沟小流域土壤水热变化特征研究

高原气象 2024年第2期43卷 488-497页

作者：李效雄石建周王荣新杨鹏兰州资源环境职业技术大学/黄河流域生态环境产教融合研究院/甘肃省气候资源利用与防灾减灾重点实验室甘肃兰州730021 甘肃省科学院自然灾害防治研究所甘肃兰州730030 甘肃省祁连山水源涵养林研究院甘肃张掖734000

基于祁连山排露沟流域2020-2021年生长季不同海拔段土壤温湿度及气象数据,分析土壤温湿度变化特征以及与气象要素的响应关系,确定影响土壤温湿度的主要气象要素。结果表明:(1)生长季土壤温度表现为先升高后降低的趋势(2020年),其中5-8... 详细信息

基于祁连山排露沟流域2020-2021年生长季不同海拔段土壤温湿度及气象数据,分析土壤温湿度变化特征以及与气象要素的响应关系,确定影响土壤温湿度的主要气象要素。结果表明:(1)生长季土壤温度表现为先升高后降低的趋势(2020年),其中5-8月土壤温度逐渐升高(3.93℃),9-10月逐渐降低(2.44℃),同时随着海拔升高土壤温度呈波动性升高,随土层加深土壤温度逐渐降低。(2)土壤湿度具有明显的生长季内变化,整体表现为先升高后降低的趋势(2020年),5月份土壤湿度最低(0.164 m^(3)·m^(-3)),9月份土壤湿度最高(0.318 m^(3)·m^(-3))。(3)土壤湿度随着海拔升高呈波动性增加,随土层深度增加整体呈逐渐降低的趋势。(4)影响土壤温度主要气象要素为空气温度和空气相对湿度,而土壤湿度主要受空气温度和饱和水汽压差的影响。

关键词：祁连山土壤温湿度气象因子

课程思政融入“智慧气象服务”课堂教学设计与实践

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公关世界 2024年第16期 145-147页

作者：张调风金庆忠苟志文孙林花兰州资源环境职业技术大学黄河流域生态环境产教融合研究院甘肃省气候资源利用与防灾减灾重点实验室

专业课程作为高校思想政治教育的重要阵地，是新时代落实立德树人根本任务的重要途径。文章聚焦《智慧气象服务》课程，以课程特征为研究起点，针对《智慧气象服务》教学设计存在的问题，开展了教学改革的探索与实践。在明确课程思政教... 详细信息

专业课程作为高校思想政治教育的重要阵地，是新时代落实立德树人根本任务的重要途径。文章聚焦《智慧气象服务》课程，以课程特征为研究起点，针对《智慧气象服务》教学设计存在的问题，开展了教学改革的探索与实践。在明确课程思政教学理念及思政目标基础上，从气象基础、思想与生活等多个维度充分挖掘思政元素与典型案例，并据此提出“多元化教学手段”“课堂教学+课外拓展+科研实践”教学模式、“过程评价+结果考核”多维度评价的课程思政教学实践路径。

关键词： “智慧气象服务”课程思政理念思政元素课堂设计实践路径

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黄河上游地区径流量的转折性变化及其成因

气象科技进展 2023年第4期13卷 87-92,113页

作者：马有绚张调风温婷婷马占良来晓玲段丽君青海省气候中心西宁810001 兰州资源环境职业技术大学/黄河流域生态环境产教融合研究院/甘肃省气候资源利用与防灾减灾重点实验室兰州730021

利用1961—2021年唐乃亥水文站61 a的径流量资料和流域气温、降水量、蒸发量等气象观测资料以及高原季风、西风环流等气候指数,分析黄河上游径流量的基本特征,揭示影响径流量变化的气候成因。研究表明:1991年前后,黄河上游径流量出现由... 详细信息

利用1961—2021年唐乃亥水文站61 a的径流量资料和流域气温、降水量、蒸发量等气象观测资料以及高原季风、西风环流等气候指数,分析黄河上游径流量的基本特征,揭示影响径流量变化的气候成因。研究表明:1991年前后,黄河上游径流量出现由降到升的突变,自2001年以来显著增长;径流量具有8 a的显著性变化周期,气候暖湿化是引起1991年以来黄河上游地区径流量显著增大的主要原因,大气环流及其影响的转变,是黄河上游地区造成径流量发生变化的重要原因,1991年以来在干燥的西风环流减弱和暖湿的高原季风增强的共同作用下,黄河上游地区径流量增加。

关键词：径流量气候变化大气环流黄河上游

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