中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-334)
- 作品数：11 被引量：145H指数：8
- 相关作者：李兰海包安明白磊姚亚楠陈晓娜更多>>
- 相关机构：中国科学院新疆生态与地理研究所中国科学院研究生院中国气象局更多>>
- 发文基金：中国科学院知识创新工程重要方向项目国家重点基础研究发展计划国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：天文地球水利工程更多>>
- 新疆北疆地区季节性冻土结冻过程与日积温的关系被引量：23
- 2012年
- 传统的度日因子模型很难分辨在结冻期土壤每日结冻和解冻的过程,而日小时积温可以区分正积温和负积温对土壤冻结过程的影响.利用北疆地区1951-2010年气象站数据和决策树算法,分析计算日小时积温及表层5cm和10cm土壤冻结状态数据及日小时积温对季节性冻土冻结现象的影响.结果表明:在北疆范围年小时正积温以每年平均160℃增长,而年小时负积温以每年平均153℃减少.季节性冻土发生冻结现象所需的临界值分布与北疆地区气候和土壤分布基本一致,但仍存在空间差异性.北疆地区5cm土壤结冻所需的日小时负积温为-50℃以下,而5cm到10cm土壤结冻所需日小时负积温的平均值差值为-15℃左右.与日最低气温和日平均气温作为土壤结冻判据相比,日小时积温临界值作为判据可获得较高的精确度.在昌吉地区和阿勒泰地区冻土的平均深度随着日小时负积温临界值的增加而减少.
- 白磊李兰海李倩包安明
- 关键词：冻土决策树积雪
- 天山北坡典型内陆河流域积雪年内分配与年际变化研究——以玛纳斯河流域为例被引量：13
- 2011年
- 以500m分辨率的MOD10A2积雪遥感影像和气象站点数据为基础,以积雪覆盖率和初雪日与积雪日数为变量对玛纳斯河流域积雪的年内分配(2007年10月-2008年9月)与年际变化(1960年-2006年)进行了分析探讨。结果表明:水文年内玛纳斯河流域积雪变化较大,北部开阔的河谷地带积雪覆盖呈现明显的季节性变化;南部山区海拔较高,季节性积雪消融后,流域冰川主要分布在海拔3600m以上的山顶以及山谷间西北向的坡地上。同时,1960～2006年间玛纳斯河流域积雪呈现出初雪日推迟和积雪日数减短的趋势。对流域初雪日出现的频率分析表明:1960～1988年间流域初雪日出现的时间相对较早,平均出现日期为每年的第303天,1994-2006年间初雪日有显著推迟,平均出现日期为每年的第313天。于此同时,玛纳斯河流域的积雪日数呈减少趋势,速度为0.06天/年,该速度小于初雪日推迟的速度0.3天/年,这说明初雪日推迟的同时,玛纳斯河流域的积雪期呈现减短的趋势;该特征是47年来流域冬季平均气温与累计降水量的升高所直接驱动的结果,但两者并不具备统计学上的相关关系。
- 陈晓娜包安明
- 关键词：玛纳斯河流域积雪变化
- 融雪径流研究的理论与方法及其在干旱区的应用被引量：29
- 2010年
- 融雪径流是干旱区河流的重要补给水源,融雪径流研究是干旱区水资源管理及分配的重要组成部分。基于国内外大量研究成果,本文从理论和方法入手对干旱区融雪径流研究现状进行分析和总结。理论研究是融雪径流发展及应用的基础,理论研究部分包括气候变化对融雪径流的影响、融雪径流水过程与物质迁移研究及融雪径流模拟研究;研究方法是融雪径流研究得以进行的数据和技术条件,研究方法部分包括基于站点数据和传统统计分析方法的融雪径流研究和站点数据与遥感数据相结合的分布式或半分布式融雪径流研究。最后,结合现有研究理论和研究方法,本文简要分析了干旱区融雪径流研究存在的主要的问题和展望融雪径流研究的趋势,包括融雪径流对气候变化的响应模式、积雪遥感监测和分布式融雪径流的模拟。
- 包安明陈晓娜李兰海
- 关键词：干旱区积雪融雪径流
- 基于IPCC情景下新疆地区未来气候变化的预估被引量：16
- 2012年
- 新疆地区地形复杂且地面观测站点分布稀疏,降低了以往基于中国地区的气候变化预估效果。在降尺度方法中,偏差校正方法相对于区域气候模式和统计降尺度方法,对于区域气候变化预估更加实用和经济。本文采用Delta方法对24个GCMs模型月数据降尺度至0.5°水平分辨率,分析A1B、A2和B1三个情景下新疆未来气候变化格局。结果表明到2099年三个情景下年平均气温分别为10.0℃、11.1℃和8.5℃,年降水量有显著的增加趋势。在中天山地区、伊犁河流域、天山南坡和塔里木河下游地区的带状区域增温幅度小于北疆准噶尔盆地、帕米尔高原和昆仑山北坡。对于年降水量,在南疆西部相对于参考时期呈现微弱的减少趋势,在昌吉地区、吐鲁番地区、哈密地区和昆仑山北坡-阿尔金山一带呈现显著性的增长趋势。
- 李兰海白磊姚亚楠杨青
- 关键词：降尺度插值区域气候模式
- 基于数字相机拍摄影像的山区积雪消融动态观测研究--以天山积雪站为例被引量：8
- 2012年
- 在山区,基于卫星影像的积雪监测很难获得高时间和高空间分辨率的数据。而山区复杂地形也降低了传统外推方法对积雪深度外推的精度。本研究在2011年于中国科学院天山积雪与雪崩研究站,利用数字相机对阳坡积雪面积进行监测。并在30mDEM的基础上校正影像得到融雪期研究区域积雪的时空变化。同时,利用山坡预设的雪尺监测阳坡积雪深度,使用分类回归树算法外推得到研究区内的积雪深度。在此基础上,评估不同温度变量驱动下SRM模型的融雪模块精度。研究表明,在山区使用数字相机拍摄研究积雪的时空变化是可行的。相对于卫星影像,在时间和空间分辨率显著提高。但仍然存在一些不足。分类回归树外推得到的研究区域内的积雪深度精度较高,以日最高气温和日小时积温驱动下SRM可以基本识别在日平均气温低于0℃下的融雪过程。
- 白磊郭玲鹏马杰李兰海
- 关键词：分类回归树照片雪盖雪深
- 天山巩乃斯河谷积雪深度及季节冻土温度对气温变化的响应被引量：8
- 2012年
- 气候变化影响着积雪的时空变化和季节冻土的水热变化,同时积雪变化对季节冻土的水热状态也有着重要的影响。为了分析积雪和气温对季节冻土热状况的影响,本文使用基于TFACE原理的试验装置在天山积雪与雪崩研究站进行了野外空气增温控制试验。野外试验设置了三种处理:自然状态、增温Ⅰ和增温Ⅱ。自然状态为无人为干扰的纯自然状态,增温Ⅰ为距积雪或土壤表层10cm气温增温约2℃,增温Ⅱ为距积雪或土壤表层10cm气温增温约4℃。结果表明:气温增加对积雪消融有显著的影响。在初始雪深为128cm条件下,增温I和增温II处理下的积雪消融时间比自然状态下分别提前19天和25天。在融雪期,气温、最大雪深和最大雪深发生的日期是影响季节冻土温度的重要因子。积雪覆盖条件下,季节冻土从深层开始解冻。而积雪的消失使土壤直接接受太阳辐射,土壤温度则迅速升高,从而使增温I和增温II处理下的季节冻土提前解冻。积雪消失后,季节冻土解冻的方向是从表层开始逐渐到深层。若积雪深度超过100cm时,积雪和土壤交界面的热交换基本达到平衡,此时土壤热通量损失达到最小值。融雪水对土壤温度特别是深层未冻结土壤有制冷作用。停止增温后,三个室外试验处理下的土壤温度随着时间逐渐趋于一致,并且土壤温度随着气温的波动而显著变化。
- 郭玲鹏李兰海徐俊荣包安明
- 关键词：积雪季节冻土增温
- 开都河日径流时间序列混沌分析与模拟被引量：2
- 2012年
- 本文利用相空间重构技术和混沌理论讨论了开都河日径流的混沌性质。通过日径流时间序列的功率谱分析,从定性角度讨论了日径流时间序列的混沌特征。进一步根据互信息量法得到相空间重构的延时,再根据Cao方法得到相空间重构的嵌入维数。利用Matlab软件计算得到相空间重构的延时和最佳嵌入维数分别为τ=6,m=14。这样将一维的开都河日径流时间序列重构成14维的相空间。通过最小数据量法计算出开都河日径流时间序列最大Lyapunov指数。利用最大Lyapunov指数对开都河日径流时间序列进行定量混沌分析。最后通过二阶Volterra自适应一步模型进行模拟。结果表明:开都河日径流时间序列的功率谱是连续的,功率谱呈现随频率增高而以指数方式递减趋势,区别于具有离散尖峰谱特征的周期时间序列和具有连续的、频率和振幅不相关谱特征的随机时间序列。这从定性角度表明开都河日径流时间序列具有混沌特征。通过计算得到开都河日径流时间序列的最大Lyapunov指数0<λmax=0.0097<1,从定量角度表明开都河日径流时间序列具有较弱的混沌特征。利用二阶Volterra自适应一步模型模拟得到相关系数和相对均方根误差分别0.9376和0.2390。这说明利用Volterra自适应模型模拟效果较好。
- 胡增运袁山林吉力力·阿不都外力李兰海刘英
- 关键词：相空间重构最大LYAPUNOV指数
- 天山南北坡气象因子对出山口径流影响通径分析--以开都河和玛纳斯河流域为例被引量：12
- 2012年
- 基于开都河和玛纳斯河流域1950年代末以来的气象和水文资料,本文应用趋势分析、相关分析和通径分析等方法对比分析了近50年积温(>0℃)、降水量和径流深在年和季节尺度上的变化趋势以及日积温和降水对出山口日径流深的直接和间接影响。分析表明近50年玛纳斯河流域仅年积温和秋季积温显著增加,而开都河流域除冬季外其他季节积温和年积温均呈现显著增加趋势。除开都河流域冬季降水量有显著的增加趋势外,两流域年降水量和其他季节降水量变化均不显著。两流域出山口年径流深增加趋势显著。相关分析和通径分析显示两流域日积温和日降水对出山口年、春季、夏季和秋季日径流深均有极显著直接影响。两流域日积温对年、春季和秋季日径流深的直接影响大于日降水。积温和降水是出山口径流产生的重要驱动因子,但积温的驱动能力要大于降水的驱动能力。
- 李雪梅张飞云尚明吉力力·阿不都外力李兰海
- 关键词：径流深通径分析玛纳斯河流域开都河流域
- 开都河流域积雪特征变化及其与径流的关系被引量：12
- 2012年
- 本文利用MOD10A2遥感影像提取开都河流域2000年-2010年积雪覆盖数据,结合水文气象站点数据分析了开都河流域积雪时空分布特征、及气象因子-积雪面积-径流之间的关系。结果表明:开都河流域积雪面积在时间上的分布特征体现在年内和年际的变化。年内积雪变化较大,冬季积雪面积达到最大,夏季面积最小。近11a来积雪面积年际变化呈微弱的下降趋势,其中夏季和冬季下降趋势较明显,春季和秋季的变化趋势不明显。通过研究区积雪面积与气候资料的相关性表明,冬春季气温与流域积雪面积相关性最大,夏季最小;而降水在冬季和积雪面积的相关性最大。对径流和基流的影响因素进行分析表明积雪面积对春季径流和基流影响最大,在夏季的影响最小。气温与径流和基流的相关性在春秋季最大,降水量在夏季与径流和基流最相关。由此可见,气温在影响流域积雪面积变化方面起着重要作用,而气温和积雪面积在春秋季对径流和基流的影响最大,夏季降水对径流和基流的影响最大。
- 李倩李兰海包安明
- 关键词：积雪径流基流
- ERA-Interim和NCEP/NCAR再分析数据气温和气压值在天山山区适用性分析被引量：27
- 2013年
- 利用在天山山区海拔超过1 500 m的气象站的逐日气温和气压数据与同期经过水平方向和垂直方向插值后ERA-Interim和NCEP/NCAR两套再分析数据进行回归分析,研究再分析数据在天山山区不同季节的适用性,并验证再分析数据偏差与气候区的一致性。结果表明:从整体上,ERA-Interim数据气压和气温的可信度优于NCEP/NCAR数据,但在局部存在差异。两套再分析数据的偏差与气候分区、高程和季节相关。中天山山区再分析数据气温偏差呈现暖偏差,而天山南坡呈现冷偏差。两套再分析数据的气温偏差在高山带呈现暖偏差,在中山带呈现冷偏差。春秋两季气温的偏差小于夏冬两季。气压的偏差在夏季低于其他三季。而偏差可能会导致以再分析数据为驱动的气候模式结果的偏差。
- 白磊王维霞姚亚楠马杰李兰海
- 关键词：ERA-INTERIMNCEPNCAR气温气压
