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中国北方干旱多发带极端春夏连旱的主要影响因子特征

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高原气象 2025年第1期44卷 67-82页

作者：陆晓娟李忆平王劲松中国气象局兰州干旱气象研究所/甘肃省干旱气候变化与减灾重点实验室/中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室甘肃兰州730020

在全球变暖背景下,天气气候事件表现出的极端性愈加明显,由此造成的各种气象灾害对社会和经济的危害程度进一步加大。在中国北方干旱多发带(Northern Drought-prone Belt,NDPB),极端干旱事件发生的次数更为频繁、强度更为剧烈、范围更... 详细信息

在全球变暖背景下,天气气候事件表现出的极端性愈加明显,由此造成的各种气象灾害对社会和经济的危害程度进一步加大。在中国北方干旱多发带(Northern Drought-prone Belt,NDPB),极端干旱事件发生的次数更为频繁、强度更为剧烈、范围更为广阔。本文利用气象干旱综合指数、站点的降水和近地面气温、再分析资料以及海表温度、积雪范围、海冰密集度资料,通过统计分析和合成分析方法揭示了NDPB极端春夏连旱事件的主要影响因子特征。研究表明,主要环流因子表现为:3月自巴芬湾东传的波列,5月从哈德逊湾南部到贝加尔湖以东“正-负-正-负-正-负”的位势高度异常,6月60°N附近东传的波列、丝路波列以及偏东偏弱的西太平洋副热带高压;主要的外强迫因子表现为:拉尼娜向厄尔尼诺的位相转变及印度洋海盆和北大西洋中部偏暖的海温异常,欧亚大陆中高纬和北美大陆40°N-60°N之间明显偏小、青藏高原前期偏大后期偏小的积雪范围异常,以及巴芬湾和戴维斯海峡附近偏少而格陵兰海附近偏多、从巴伦支海到喀拉海呈现“正-负-正”分布的海冰密集度异常。

关键词：极端春夏连旱事件影响因子中国北方干旱多发带

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土壤冻融过程中的水热参数化方案研究进展

高原气象 2025年第1期44卷 1-15页

作者：侯雅李伟平左金清中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室北京100081 中国气象局地球系统数值预报中心北京100081 中国气象局气候预测研究重点开放实验室/国家气候中心北京100081

冻土是陆地冰冻圈的重要组成部分,其冻融循环变化能够影响土壤结构、土壤水热传输以及土壤生物化学等过程,并通过陆-气相互作用影响局地甚至全球天气气候。因此,研究土壤冻融过程对冻土区人类生产生活和了解区域外天气气候变化具有重要... 详细信息

冻土是陆地冰冻圈的重要组成部分,其冻融循环变化能够影响土壤结构、土壤水热传输以及土壤生物化学等过程,并通过陆-气相互作用影响局地甚至全球天气气候。因此,研究土壤冻融过程对冻土区人类生产生活和了解区域外天气气候变化具有重要的科学意义。本文回顾了土壤中的砾石、有机质对土壤冻融过程的影响及物理机制,总结了土壤冻融过程中水热参数化的相关研究成果,包括土壤导热率和水力学参数的计算、水热耦合方案以及冻融锋面计算方案等。相对于普通的矿物质土粒而言,砾石具有高导热率和低热容,有机质具有低导热率和高热容,他们对热量在土壤中的传输及土壤温度垂直分布有不同的影响。另外,砾石和有机质的存在改变了土壤孔隙度、土壤基质毛细作用与吸附作用,进而影响水分在土壤中的传输过程和垂直分布。已有研究表明:(1)当前大部分数值模式中土壤导热率采用Johansen方案及其派生方案进行计算,其中Balland-Arp方案考虑了砾石和有机质对土壤导热率的影响,该方案更好地刻画了土壤冻融过程中土壤导热率变化的连续性;综合考虑热-水-变形相互作用的导热率参数化方案可以较好地刻画土壤冻融过程中的水热耦合和土体冻胀的作用,对相变过程中土壤导热率变化特征的模拟更符合实际观测。(2)过冷水参数化方案刻画了土壤液态水在0℃以下存在的事实;相变温度方案描述了土壤相变温度低于0℃且不固定的事实;导水阻抗方案考虑了土壤冻结对土壤水分下渗的阻抗作用,改善了对冻土区水文过程的模拟效果。(3)土壤冻融过程伴随着水分的相变和能量的转化,水热耦合方案的发展能够较好地刻画土壤中热力-水文过程的协同变化特征,细化了对冻融过程中水分和能量相互作用的复杂物理机制的描述。(4)等温框架的数值模式通过模拟每层土壤中间深度的冻融过程代表该模式分层的整体特征,导致对冻融深度的严重高估或低估,尤其是对厚度较大的模式深层土壤,冻融锋面计算方案的提出和应用减小了这种模拟偏差。目前土壤冻融参数化方案的不足之处包括:绝大多数数值模式没有考虑土壤盐分导致土壤水的冰点降低这一事实;虽然大部分数值模式考虑了土壤有机质对土壤水、热传输的影响,但是模式中对土壤有机质含量及垂直分布的考虑与植被根系的生长状态脱节;模式模拟的土壤深度不足并且下边界通量为零的假定不符合实际情况。发展土壤溶质传输参数化方案以模拟盐分的分布、刻画植被根系生长过程和土壤有机质的分布特征、考虑深层土壤对浅层的热力学影响并完善数值模式中的下边界条件,这些是未来陆面模式改进土壤冻融过程模拟的可能方向。

关键词：土壤冻融过程参数化方案土壤导热率土壤水文参数冻融锋水热耦合

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前期东北大西洋-地中海西部海温异常影响河南省干热风的可能途径

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高原气象 2025年第1期44卷 150-162页

作者：竹磊磊苏晓乐潘攀吴璐杨婷中国气象局•河南省农业气象保障与应用技术重点开放实验室河南郑州450003 河南省气候中心河南郑州450003

河南省是中国冬小麦的主产区,也是较易受干热风影响的地区。目前对干热风的研究和预报多在天气尺度,从气候的角度研究干热风是否具有可预报性,具有非常重要的意义。本文基于河南省干热风资料、NCEP/NCAR再分析资料和哈得莱环流中心海温... 详细信息

河南省是中国冬小麦的主产区,也是较易受干热风影响的地区。目前对干热风的研究和预报多在天气尺度,从气候的角度研究干热风是否具有可预报性,具有非常重要的意义。本文基于河南省干热风资料、NCEP/NCAR再分析资料和哈得莱环流中心海温资料,分析了1980-2022年前期海温异常与河南省干热风日数的关系,及其可能影响途径。结果表明:(1)豫北、豫西北和豫中多年平均干热风日数较多,其他地区则相对较少。日干热风出现的概率由南向北、由5月下旬至6月上旬逐渐增加。全省平均干热风日数有显著增加趋势。(2)河南省干热风日数与当年3-4月东北大西洋-地中海西部(关键区)海温在年代际和年际尺度上均存在着密切相关,两者与干热风发生时段500 hPa高度场在去趋势前和去趋势后的显著正相关区在东亚中纬度地区位于新疆北部至贝加尔湖尔湖北部,显著负相关区位于我国东北至日本群岛附近,与850 hPa风场在去趋势前和去趋势后的相关在上述正、负显著相关区分别呈反气旋和气旋分布,气旋后部呈偏北风的显著相关,即3-4月关键区高海温年,出现的蒙古高压脊和东亚大槽造成了河南省的干热风天气。海温与环流场的相关在去趋势前和去趋势后在中纬度地区呈现出一个更明显的由东北大西洋经欧亚大陆至东北亚的纬向遥相关波列。(3)西太平洋副热带高压(以下简称副高)偏南(北)时,干热风日数易偏多(少),而3-4月关键区高(低)海温则可以导致副高偏南(北)。(4)干热风偏多年和偏少年、3-4月关键区高海温年和低海温的干热风发生时段30°N-55°N经向平均的涡度差值,及高、低海温年的干热风发生时段500 hPa准地转流函数距平和波作用通量均显示在中纬度地区存在自东北大西洋至东北亚的纬向波列。也即表明,3-4月关键区海温可以激发出一个后期干热风发生时段的类似波列,经欧亚大陆传至东北亚,而高海温年在东亚中纬度地区的环流分布造成了河南省的干热风天气。

关键词：干热风东北大西洋地中海西部海温遥相关波列

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河北旱碱麦不同生育时期气候变化及对产量影响的双重量化分析

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麦类作物学报 2025年第1期45卷 130-137页

作者：秦俊灵索春男任妙春李琛孙萌萌魏秀梅河北省气象与生态环境重点实验室河北石家庄050021 中国气象局雄安大气边界层重点开放实验室河北雄安新区071800 河北省沧州市气象局河北沧州061000 河北省黄骅市气象局河北黄骅061100

为了探究河北旱碱麦不同生育时期气候变化特征及其对旱碱麦产量的影响,选取2009—2022年旱碱麦主产区气象观测资料和产量资料,利用四分位和气候倾斜率等方法对旱碱麦不同生育时期气候特征及变化趋势进行分析,再采用二次曲线法分离气象产... 详细信息

为了探究河北旱碱麦不同生育时期气候变化特征及其对旱碱麦产量的影响,选取2009—2022年旱碱麦主产区气象观测资料和产量资料,利用四分位和气候倾斜率等方法对旱碱麦不同生育时期气候特征及变化趋势进行分析,再采用二次曲线法分离气象产量,利用灰色关联度法进行不同生育时期气象因子对旱碱麦产量影响的双重量化分析。结果表明:(1)旱碱麦各生育时期平均气温、最高气温、最低气温和日照时数均有明显的分布规律,而降水量变化较大;(2)旱碱麦不同生育时期各气象因子的变化趋势存在明显差异;(3)经单重量化分析,对旱碱麦气象产量影响最大的气象因子在播种期、分蘖期、越冬期和抽穗期均为降水量,出苗期和灌浆期均为日照时数影响最大,返青期为平均气温,拔节期为最低气温;(4)经双重量化分析,对旱碱麦气象产量影响排名前五的气象因子依次为分蘖期降水量、越冬期降水量、分蘖期最低气温、拔节期最低气温、抽穗期降水量。因此,河北旱碱麦种植应根据生育期降水情况采用保墒、灌水等水分管理措施,同时预防小麦分蘖期和拔节期的低温危害,以促进小麦生长发育和高产。

关键词：旱碱麦气象因子气象产量灰色关联度量化分析

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近40年内蒙古近地表土壤冻融状态时空演变特征解析

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水土保持研究 2025年第1期32卷 148-159页

作者：田鑫萨楚拉孟凡浩罗敏王牧兰张翔张昊琛内蒙古师范大学地理科学学院内蒙古自治区遥感与地理信息系统重点实验室内蒙古自治区土地储备中心

[目的]解析内蒙古近地表土壤冻融状态的时空分异及变化规律并量化驱动因素的影响，为区域生态环境保护及基础设施建设提供理论依据。[方法]基于ERA5-LAND土壤温度数据，利用Sen趋势分析(Theil-Sen median)、Mann-Kendall检验和多元回归... 详细信息

[目的]解析内蒙古近地表土壤冻融状态的时空分异及变化规律并量化驱动因素的影响，为区域生态环境保护及基础设施建设提供理论依据。[方法]基于ERA5-LAND土壤温度数据，利用Sen趋势分析(Theil-Sen median)、Mann-Kendall检验和多元回归残差分析，对内蒙古地区近40年地表土壤冻融状态的时空演变特征及其驱动因素进行了分析。[结果](1)近40年内蒙古地区秋冬始冻期和完全冻结期起始日期呈推迟趋势，变化速率分别为0.54 d/10 a和0.45 d/10 a;在空间分布上，随着经纬度的增加逐渐提前。冬春解冻期和完全融化期起始日期呈提前趋势，变化速率分别为2.17 d/10 a和2.15 d/10 a;空间上随着经纬度的增加逐渐推迟。(2)秋冬始冻期、完全冻结期和冬春解冻期的发生天数呈减少趋势，变化速率分别为0.10 d/10 a, 2.61 d/10 a和0.27 d/10 a,而完全融化期的发生天数则以2.68 d/10 a的速率在增加。空间分布上，除完全冻结期呈东北向西南逐渐减少的趋势，其余3个阶段均呈东北向西南逐渐增加的趋势。(3)不同土壤冻融状态受气候变化和人类活动共同驱动影响的面积占比最大，其次为单独由气候变化驱动影响的面积占比，单独由人类活动驱动影响的面积占比最小。[结论]近地表土壤冻融状态的时空分异及变化规律明显，不同区域不同土壤冻融状态的驱动力各不相同，对内蒙古地区生态环境保护及基础设施建设意义重大，未来应更加深入分析气候变化及人类活动对其的影响。

关键词：地表土壤冻融时空演变特征内蒙古气候变化人类活动

13-18岁青少年颈椎关节突关节发育特征的数字化三维形态分析

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中国组织工程研究 2025年第21期29卷 4486-4491页

作者：李贵花和雨洁史君李琨张少杰刘路李志军王星内蒙古自治区监狱管理局第一医院内蒙古自治区呼和浩特市010000 内蒙古医科大学基础医学院解剖学教研室内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学基础医学院生理学教研室内蒙古自治区呼和浩特市010110 内蒙古医科大学基础医学院数字医学中心内蒙古自治区呼和浩特市010110

背景:颈椎关节突关节作为颈椎后柱的重要解剖结构,在颈部活动、应力传导以及维持颈椎稳定性中发挥重要的作用。近年来通过解剖学和生物力学研究表明,颈椎关节突关节不对称可引起关节突关节的退变,颈椎关节突关节的退变可能是引起青年人... 详细信息

背景:颈椎关节突关节作为颈椎后柱的重要解剖结构,在颈部活动、应力传导以及维持颈椎稳定性中发挥重要的作用。近年来通过解剖学和生物力学研究表明,颈椎关节突关节不对称可引起关节突关节的退变,颈椎关节突关节的退变可能是引起青年人颈椎退变的主要原因。现有研究多集中在成人,国内对于学龄前儿童、学龄期儿童也有报道,而对于青少年颈椎小关节形态相关参数鲜有报道。目的:通过三维重建青少年颈椎关节突关节,测量其相关形态参数,并与儿童和成年人进行比较分析,探讨颈椎小关节形态发育的增龄变化规律,为临床颈椎小关节源性颈椎病的诊治和预防提供理论依据。方法:选择13-18岁青少年62例,行颈椎螺旋CT扫描后三维重建,要求无骨质破坏、肿瘤、畸形、骨折等,椎骨形态结构未发生改变,既往无脊柱相关手术,监护人对试验方案知情同意。按年龄分组,A组年龄为13-14岁,B组年龄为15-16岁,C组年龄为17-18岁。对各组青少年进行C_2-C_7关节突关节相关形态测量及统计分析。结果与结论:(1)3组关节突关节面高和关节面宽在随椎序的变化中,分别呈递减和递增趋势,下关节突关节面的高和宽均大于上关节面的相应指标;(2)关节突关节内高在3组年龄中,最小值均位于C5,且与年龄呈正相关变化;(3)关节突关节面间隙在3组中,A组C_(4-5)、B组C_(3-4)和C组C_(4-5)明显大于各组其余间隙;A、B组除C_(4-5)外,其余无显著性差异;C组除C_(2-3)其余椎序间关节面间隙均明显大于A、B组;(4)提示颈椎关节突关节面的形态随椎序的增加,逐渐由圆形过渡到椭圆形;在组间比较中,关节面高较关节面宽受年龄影响明显;各节段下关节面的面积均大于上关节面的面积,仅在C_(4-5)和C_(5-6)形态和面积有显著性差异;加之关节突关节内高最小值均位于C5,关节突关节面间隙明显增宽处也主要位于C_(3-4)和C(_4-5),因此颈椎失稳多发生于中位节段。

关键词：青少年颈椎关节突关节数字化形态三维重建

内蒙古黑岱沟露天煤矿抛掷爆破地方性震级与炸药量的经验关系

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地震研究 2025年第1期48卷 170-176页

作者：王桂林刘芳王韬翟浩舒雷贾彦杰韩晓雷周煊超魏建民郭伟苏日亚赵艳红张茜尚立坚贾昕晔吴卫远戴怡茹黑岱沟露天煤矿内蒙古鄂尔多斯010300 内蒙古自治区地震局内蒙古呼和浩特010051 北京港震科技股份有限公司北京102600 北京市地震局北京100080

利用黑岱沟露天煤矿的爆破资料,开展黑岱沟煤矿抛掷爆破地方性震级与炸药量的关系的研究。为了避免矿山地震台网地震仪在长期观测中传递函数、归一化因子、放大倍数等参数出现错误,开展同址台站对比分析,实时监控、修订参数。实测结果显... 详细信息

利用黑岱沟露天煤矿的爆破资料,开展黑岱沟煤矿抛掷爆破地方性震级与炸药量的关系的研究。为了避免矿山地震台网地震仪在长期观测中传递函数、归一化因子、放大倍数等参数出现错误,开展同址台站对比分析,实时监控、修订参数。实测结果显示,同址两台站记录到的爆破波形特征非常一致;使用矿山地震台网资料,采用5 km以内的地方性震级M_(L)的量规函数,测定了2023年5-8月4次爆破的地方性震级M_(L);联合使用矿山台网和内蒙古地震台网记录到的44次爆破的数据,采用正交回归方法,得到黑岱沟煤矿抛掷爆破地方性震级M_(L)与炸药量Y之间的经验公式为:M_(L)=3.15lg Y-6.88。

关键词：黑岱沟露天煤矿抛掷爆破地方性震级炸药量

基于APSIM模型的不同降水年型下春小麦水氮管理模式优化研究

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麦类作物学报 2025年第1期45卷 103-111页

作者：伍露程陈杨霏云樊栋樑罗蒋梅韩佳芮王天舒郭尔静中国气象局气象干部培训学院北京100081 丽水学院生态学院浙江丽水323000

为优化不同降水年型下春小麦高产稳产和高效利用水氮资源的管理决策方案,利用2009-2012年内蒙古自治区额尔古纳市上库力农场试验站与拉布大林农场试验站春小麦(内麦19)的试验观测资料,确定APSIM-wheat模型中小麦生长发育关键参数;基于... 详细信息

为优化不同降水年型下春小麦高产稳产和高效利用水氮资源的管理决策方案,利用2009-2012年内蒙古自治区额尔古纳市上库力农场试验站与拉布大林农场试验站春小麦(内麦19)的试验观测资料,确定APSIM-wheat模型中小麦生长发育关键参数;基于校准后的APSIM-wheat模型模拟分析1967-2017年雨养条件下春小麦生长发育过程,并依据降水量划分了3种降水年型(干旱、平水和湿润年型),根据土壤水分亏缺指数(soil water deficit on photosynthesis,SWD_(ef))确定最优水分管理时期;设计8个灌溉量梯度(15、30、45、60、90、120、150和180 mm)和13个施N量梯度(30、45、60、75、90、105、120、150、180、210、240、270和300 kg·hm^(-2))情景模式,结合水氮管理决策的遴选关键指标[水分利用效率(water use efficiency,WUE)、氮肥利用效率(nitrogen use efficiency,NUE)和产量],探究不同气候年型下最优春小麦水氮管理模式。结果表明:(1)校准后的APSIM-wheat模型春小麦发育期模块(出苗期、抽穗期和成熟期)模拟值与观测值的均方根误差(root mean square error,RMSE)在1.17~3.64 d范围内,归一化均方根误差(normalized root mean square error,NRMSE)在0.82%~1.90%范围内;产量模块模拟值与观测值的RMSE为371.50 kg·hm^(-2),NRMSE为8.54%,说明APSIM-wheat模型可以较好地反映不同降水年型下小麦的动态生长发育过程。(2)雨养条件下春小麦分蘖期—拔节期、拔节期—抽穗期和抽穗期—开花期的SWD_(ef)较低,且在生育期内仅灌溉一次的前提下,拔节期灌溉可以减轻干旱胁迫并显著提高产量。(3)干旱、平水和湿润年型春小麦拔节期最优水氮管理模式分别为灌溉量60 mm和施氮量105 kg·hm^(-2)、灌溉量60 mm和施氮量120 kg·hm^(-2)、灌溉量30 mm和施氮量150 kg·hm^(-2),其产量分别为4810.96±551.43、5378.06±768.86和6421.33±454.09 kg·hm^(-2)。

关键词： APSIM-wheat模型气候年型春小麦产量水分利用效率氮素利用效率管理模式

甘肃河西走廊实际水资源及其对林木适生程度的影响

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地理学报 1991年第1期46卷 35-46页

作者：陈昌毓甘肃省气象局气候资料室

根据河西走廊近年来水资源研究中比较一致的结果,计算了各县市绿洲年、日平均气温≥10℃期间的实际水资源。采用张宝堃和H.L.彭曼的气候学方法,对各县市林木生长期的蒸散耗水量进行了估算,与实测和调查资料对照表明,两种估算值大致可分... 详细信息

根据河西走廊近年来水资源研究中比较一致的结果,计算了各县市绿洲年、日平均气温≥10℃期间的实际水资源。采用张宝堃和H.L.彭曼的气候学方法,对各县市林木生长期的蒸散耗水量进行了估算,与实测和调查资料对照表明,两种估算值大致可分别反映林木基本正常生长和良好生长对水分的需求。提出了“实际干燥度”和“实际湿润度”的概念,并根据后者确定了各县市绿洲不同气候植被区林木的适生程度,以及应当选择的乔、灌木树种。

关键词：甘肃河西走廊水资源林木适生