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淮河流域多尺度極端氣象事件時空特征及遙相關(guān)研究 版權(quán)信息
- ISBN:9787030750402
- 條形碼:9787030750402 ; 978-7-03-075040-2
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
淮河流域多尺度極端氣象事件時空特征及遙相關(guān)研究 內(nèi)容簡介
本書的整體框架和內(nèi)容上包含相互聯(lián)系的5個章節(jié)內(nèi)容。**章為問題提出,明確研究背景及意義,通過梳理文獻(xiàn)掌握國內(nèi)外研究近期新動態(tài),確定研究的主要內(nèi)容與研究框架。第二章,介紹淮河流域的區(qū)域概況,包括自然概況和社會經(jīng)濟概況。第三章,通過數(shù)據(jù)分析,分析淮河流域降水和特別降水的時空分布特征。第四章,探討不同ENSO事件對淮河流域降水過程的影響,既對比了傳統(tǒng)型和新型ENSO事件對淮河流域季節(jié)降水的影響,又分析了太平洋東部暖事件、太平洋中部暖事件、太平洋東部冷事件對季節(jié)降水的影響,同時探索海溫變化與ENSO對淮河流域降水影響的關(guān)系。第五章,綜合多種氣候因子,討論多氣候因子聯(lián)合對流域特別降水的影響。
淮河流域多尺度極端氣象事件時空特征及遙相關(guān)研究 目錄
第1章 緒論 1
1.1 竹林風(fēng)景線的起源與發(fā)展 1
1.2 竹林風(fēng)景線的建設(shè)意義 2
第2章 竹林風(fēng)景線的概念、分類及形態(tài) 4
2.1 竹林風(fēng)景線的概念 4
2.1.1 定義 4
2.1.2 效能作用 5
2.1.3 構(gòu)建形式 6
2.2 竹林風(fēng)景線的分類 8
2.2.1 按照建設(shè)目的與功能分類 8
2.2.2 按照建設(shè)地基礎(chǔ)分類 10
2.2.3 按照構(gòu)建形式分類 11
2.2.4 按照營造要素分類 13
2.3 竹林風(fēng)景線的形態(tài) 15
2.3.1 定性研究 15
2.3.2 定量研究 17
第3章 竹林風(fēng)景線構(gòu)建研究 26
3.1 竹林風(fēng)景線構(gòu)建理論基礎(chǔ) 26
3.1.1 生態(tài)理論 26
3.1.2 規(guī)劃理論 27
3.1.3 空間理論 29
3.1.4 康養(yǎng)理論 33
3.2 竹林風(fēng)景線構(gòu)成原則 34
3.2.1 功能復(fù)合 34
3.2.2 邊界開放 34
3.2.3 空間連續(xù) 35
3.2.4 生態(tài)安全 35
3.2.5 群落豐富 35
3.2.6 格局適宜 35
第4章 竹林風(fēng)景線建設(shè)實踐 36
4.1 各宜竹區(qū)竹林風(fēng)景線建設(shè) 36
4.1.1 核心宜竹區(qū)竹林風(fēng)景線發(fā)展概況 36
4.1.2 主要宜竹區(qū)竹林風(fēng)景線發(fā)展概況 39
4.2 竹林風(fēng)景線三大構(gòu)建模式 42
4.2.1 以“景觀優(yōu)先”的模式構(gòu)建 42
4.2.2 以“富民為主”的模式構(gòu)建 58
4.2.3 以“文化引領(lǐng)”的模式構(gòu)建 63
第5章 竹林風(fēng)景線的認(rèn)定、評價體系 85
5.1 竹林風(fēng)景線認(rèn)定體系 85
5.1.1 指導(dǎo)思想 85
5.1.2 指標(biāo)構(gòu)建與篩選 85
5.2 竹林風(fēng)景線評價體系 92
5.2.1 指導(dǎo)思想 92
5.2.2 指標(biāo)構(gòu)建與篩選 92
第6章 竹林風(fēng)景線的效益分析 99
6.1 生態(tài)效益 99
6.1.1 涵養(yǎng)水源效益 99
6.1.2 固土保肥效益 99
6.1.3 固碳釋氧效益 100
6.1.4 物種保育效益 101
6.2 經(jīng)濟效益 101
6.2.1 **產(chǎn)業(yè) 101
6.2.2 第二產(chǎn)業(yè) 101
6.2.3 第三產(chǎn)業(yè) 104
6.3 康養(yǎng)效益 104
6.3.1 環(huán)境生態(tài)保健功能 104
6.3.2 社會群體健康效應(yīng) 106
6.3.3 人體生理心理響應(yīng) 106
6.4 文化效益 109
6.4.1 物質(zhì)成就 109
6.4.2 精神成果 112
第7章 展望 116
7.1 創(chuàng)新與發(fā)展 116
7.1.1 理論意義 116
7.1.2 實踐意義 116
7.1.3 發(fā)展前景 119
7.2 研究結(jié)論 122
7.2.1 “景觀優(yōu)先”模式 122
7.2.2 “富民為主”模式 122
7.2.3 “文化引領(lǐng)”模式 122
7.3 不足與思考 123
參考文獻(xiàn) 126
附表 129
后記 156
淮河流域多尺度極端氣象事件時空特征及遙相關(guān)研究 節(jié)選
第1章緒論 1.1 問題提出 70%的地球表面被海水覆蓋,海洋通過接收太陽輻射的能量,從而調(diào)節(jié)地球的熱量與溫度[1-3]。海洋熱量的變化引起大氣環(huán)流的異常,進(jìn)而引起全球氣溫、降水等氣候要素的變化,對區(qū)域氣候變化產(chǎn)生影響[1,4]。氣候是影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的一個重要驅(qū)動因子[5],氣候變化不僅影響整個生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,對社會、經(jīng)濟的和諧發(fā)展也有很重要的影響。 尼爾尼諾-南方濤動(El Nino and southern oscillation,ENSO)是指示氣候年際變化或更長尺度變化的主要信號[6]。ENSO事件不僅直接造成熱帶太平洋地區(qū)的天氣氣候異常,還會以遙相關(guān)的方式間接地影響全球的氣候變化,成為近年來全球氣候變化研究的熱點問題之一[7-9]。厄爾尼諾(El Nino)是指在南美洲秘魯-厄瓜多爾沿岸秘魯洋流異常增暖的現(xiàn)象。相反地,若秘魯洋流出現(xiàn)異常低溫現(xiàn)象,則稱為拉尼娜(La Nina)。厄爾尼諾、拉尼娜是ENSO事件的暖、冷兩種位相,合在一起統(tǒng)稱為厄爾尼諾。南方濤動(southern oscillation,SO)是指橫跨東西南太平洋的海平面氣壓場呈相反變化的現(xiàn)象,即當(dāng)東南太平洋的高壓減弱時,印度洋低壓槽(從印度尼西亞到北澳大利亞)也相應(yīng)地減弱,呈現(xiàn)“蹺蹺板”式的變化[10]。Bjerknes[11,12]發(fā)現(xiàn)厄爾尼諾和南方濤動有密切的聯(lián)系,厄爾尼諾現(xiàn)象發(fā)生時海平面氣壓也會發(fā)生改變,于是將厄爾尼諾和南方濤動并稱為厄爾尼諾-南方濤動。 ENSO在全球氣候和大氣環(huán)流中起到重要的作用[13]。大氣環(huán)流的異常直接導(dǎo)致異常天氣氣候現(xiàn)象的發(fā)生[14]。ENSO通過影響大氣環(huán)流,不僅能夠加劇極端水文氣象災(zāi)害事件的發(fā)生,而且由ENSO循環(huán)引起的干旱、洪水、極端的高低溫等自然災(zāi)害會帶來巨大的社會經(jīng)濟損失[15-26]。例如,1997~1998年強厄爾尼諾造成全球多個區(qū)域出現(xiàn)暴雨、洪水、干旱等災(zāi)害,至少20000人死亡,經(jīng)濟損失達(dá)340多億美元[26]。正是由于ENSO對區(qū)域氣候以及大氣環(huán)流具有重要影響,有關(guān)ENSO的區(qū)域響應(yīng)問題已經(jīng)成為全球氣候變化研究的熱點之一,尤其是ENSO對亞洲東部、非洲、美洲等區(qū)域降水和氣溫的影響近年來引起了廣泛的關(guān)注[27-29]。 國內(nèi)外學(xué)者嘗試從ENSO這一指示氣候年際變化或更長尺度變化的主要信號中探尋氣候年際變化的規(guī)律,以期指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、合理防災(zāi)避災(zāi)、科學(xué)規(guī)劃利用水資源。隨著全球氣候變化研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)ENSO循環(huán)呈現(xiàn)多樣性。近期有研究表明,存在一種表征赤道太平洋中部海表溫度異常增溫的厄爾尼諾事件[30-33],我們稱其為新型厄爾尼諾(El Nino Modoki)事件。這種新型厄爾尼諾事件對全球氣候的影響與傳統(tǒng)厄爾尼諾事件不同[34-39],它對很多地區(qū)的降水都有顯著影響,如日本、新西蘭、美國西海岸等,且與傳統(tǒng)ENSO事件的影響相反。新型厄爾尼諾事件使ENSO對區(qū)域氣候變化的影響更加復(fù)雜。 除了ENSO事件之外,還有很多影響區(qū)域降水的大尺度氣候因子。例如,北大西洋濤動(north Atlantic oscillation,NAO)對青藏高原北部降水有顯著影響[40];ENSO和太平洋十年際振蕩(Pacific decadal oscillation,PDO)對中國降水產(chǎn)生聯(lián)合影響,在El Nino/PDO的暖位相下我國大部分地區(qū)的降水減少,反之亦然[41]。ENSO、NAO、印度洋偶極子(Indian Ocean dipole,IOD)、PDO和大西洋多年代際振蕩(Atlantic multidecadal oscillation,AMO)等大尺度氣候因子通過影響東亞季風(fēng)[42-44],進(jìn)而影響中國區(qū)域降水特征[8,39-41]。 不同的ENSO事件對區(qū)域降水時空變異的影響有何不同?不同的ENSO事件對流域的季節(jié)降水有何具體影響?在不同ENSO事件的背景下,疊加NAO、PDO、IOD等不同氣候因子,其對流域降水的綜合影響有何不同? 我國大部分區(qū)域處在季風(fēng)區(qū),氣候變化受東亞季風(fēng)、南亞季風(fēng)影響顯著。已有研究發(fā)現(xiàn),ENSO、PDO、IOD等大尺度氣候因子通過影響東亞季風(fēng),進(jìn)而對我國氣候變化產(chǎn)生影響。 ENSO事件是能夠反映全球氣候變化異常的重要指示信號之一。ENSO事件的變化異常對全球區(qū)域尺度的降水、氣溫等氣候均有重要影響,但由于區(qū)域地形地貌、氣候背景等因素的不同,ENSO事件對區(qū)域的影響強度和方式等不盡相同[45]。早在20世紀(jì)30年代,我國就開展了ENSO事件對中國氣候的影響方面的研究。例如,涂長望[46]分析了南方濤動指數(shù)等與我國降水、氣溫及氣壓的關(guān)系及其可能的聯(lián)系機制,并嘗試通過建立這種遙相關(guān)關(guān)系來預(yù)測我國夏季旱澇災(zāi)害。20世紀(jì)80年代以來,國內(nèi)學(xué)者圍繞中國夏季臺風(fēng)、旱澇和東北地區(qū)低溫與ENSO事件的遙相關(guān)關(guān)系開展了大量研究[47,48]。20世紀(jì)90年代以來,學(xué)者們更加深入地揭示了ENSO對我國流域氣候、洪旱災(zāi)害、河川徑流變化及土地覆被等的影響。 淮河流域是我國十大流域之一,流域涉及河南、湖北、安徽、山東、江蘇5省,流域面積約27萬km2。它地處我國東部的南北氣候過渡帶,具有“有降水澇、無降水旱、強降水洪”的特點。淮河流域是我國重要的商品糧、棉、油基地之一,其在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已占有舉足輕重的地位,在保障國家糧食安全和促進(jìn)經(jīng)濟、社會、生態(tài)和諧發(fā)展方面均具有重要的作用。 在氣候變化和人類活動的影響下,淮河流域因災(zāi)損失逐年增多,其旱澇災(zāi)害風(fēng)險有增加的趨勢[49]。相關(guān)的研究成果表明,淮河流域旱澇災(zāi)害的變化與ENSO事件有遙相關(guān)關(guān)系。基于此,本書研究不同ENSO事件對淮河流域不同時間尺度的降水的影響,揭示淮河流域不同尺度降水時空分布演變特征及其與ENSO事件的遙相關(guān)關(guān)系;基于不同的ENSO事件,耦合PDO、IOD、NAO等氣候因子綜合分析對流域季節(jié)降水與極端降水時空演變的影響。本書對提升淮河流域極端氣象發(fā)生規(guī)律的認(rèn)識,對管理流域水資源、合理規(guī)劃農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)防洪抗旱減災(zāi)等具有重要的理論與現(xiàn)實意義。 1.2 研究動態(tài)與趨勢 1.2.1 ENSO對區(qū)域降水的影響研究動態(tài) 1.ENSO指數(shù)的多樣性方面的研究動態(tài)與趨勢 為了研究ENSO對區(qū)域氣候的影響,學(xué)者們提出了許多不同的指數(shù)作為劃分ENSO事件的依據(jù),這些ENSO事件類型大致可分為增暖區(qū)位于熱帶東太平洋的經(jīng)典型(EP)和增暖區(qū)位于赤道中太平洋的增暖型(CP)這兩類[50]。這兩種增暖型ENSO事件可引起沿赤道的海面溫度(sea surface temperature,SST)分布的不同,從而導(dǎo)致熱帶大氣環(huán)流的異常[51]。 許多學(xué)者針對不同區(qū)域的特征,提出了不同的指數(shù)。例如。Trenberth和Stepaniak[32]提出了一個表征中太平洋和南美地區(qū)SST梯度的TNI(trans-Nino index),TNI和Ni.o3.4指數(shù)聯(lián)合可以監(jiān)測El Nino的演變過程;Ashok等[30]設(shè)計并提出了表征三極型海溫異常分布的EMI(ENSO Modoki index);Li等[52]改進(jìn)了EMI,提出了修正的IEMI(improved El Nino Modoki index);Ren和Jin[53]在前人研究的基礎(chǔ)上,得到一組新指數(shù)CTI(cold-tongue index)和WPI(warm-pool index);Wang等[54-59]根據(jù)增暖中心位置的不同,將EMI劃分為I和II兩類;國家氣候中心則是采用1區(qū)、2區(qū)、3區(qū)、4區(qū)海溫距平指數(shù)之和作為判定厄爾尼諾事件的依據(jù)[60,61]。無論哪一種指數(shù),均是為了更好地分析ENSO對區(qū)域氣候的影響,以便更好地發(fā)揮ENSO的指示作用。 2.ENSO的年代際變化的影響 一些研究發(fā)現(xiàn),ENSO事件本身的強度、周期、冷暖事件不對稱性等具有明顯的時間變化特征,這種時間上的變化差異導(dǎo)致其對區(qū)域氣候的影響也具有時間變化特征[62]。已有的研究普遍認(rèn)為20世紀(jì)70~80年代是ENSO事件年代際變化的明顯分界線:Rasmusson和Carpenter[63]認(rèn)為20世紀(jì)80年代前后ENSO事件發(fā)生了明顯變化,Wang[64]則認(rèn)為1976年以后厄爾尼諾事件發(fā)生了顯著的變化。在ENSO事件發(fā)生年代際變化的同時,大氣環(huán)流、南方濤動、海溫背景場等均發(fā)生變化[65-67]。此外,ENSO的不同位相也發(fā)生變化,并能夠引起海氣耦合的加劇,激發(fā)更強烈的ENSO循環(huán)振蕩[61]。在厄爾尼諾發(fā)生年代際變化的同時,熱帶太平洋有效位能(available potential energy,APE)的振幅、頻率均有不同程度的變化[68]。熱帶太平洋的海溫異常變化與熱帶印度洋的海溫異常變化也有聯(lián)系,而且這種聯(lián)系因季節(jié)而不同:對冬季而言,1976年之前兩者的聯(lián)系較為顯著,之后兩者的聯(lián)系相對較弱;對夏季而言,兩者的聯(lián)系則與冬季相反[69]。 3.ENSO對我國降水的影響 El Nino可以改變大氣環(huán)流的異常波動,進(jìn)而影響東亞季風(fēng),從而對我國大部分地區(qū)的降水產(chǎn)生影響[70]。 在El Nino成熟期,中國南部冬季、春季及秋季降水增多;中國南部和北部夏季降水減少,淮河以南、長江以北之間的地區(qū)降水增多[39]。Zhang等[39]的研究發(fā)現(xiàn)El Nino顯著影響中國的降水。Zhang等[18]通過研究長江流域年極端降水和ENSO的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)長江流域上、中、下游與ENSO的相關(guān)程度不同,其中上游呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),下游呈現(xiàn)正相關(guān)。王月等[71]對我國東部地區(qū)夏季極端降水對ENSO的響應(yīng)特征進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)冷暖年當(dāng)年夏季極端降水在華北地區(qū)東部增加顯著。郭其蘊和王日昇[72]認(rèn)為El Nino年亞洲冷空氣南下的路徑偏東,中國南方多雨。宗海鋒[73]研究發(fā)現(xiàn)我國夏季降水的年際變化與ENSO之間的遙相關(guān)關(guān)系具有明顯的地域差異,在東部地區(qū)這種相關(guān)關(guān)系的不穩(wěn)定性相對較小,而西北和東北地區(qū)則很大。20世紀(jì)70年代末以后,ENSO引起了亞洲高空大氣環(huán)流的異常波動,從而導(dǎo)致我國夏季華南地區(qū)的降水在ENSO的發(fā)展期明顯增多,而在東北地區(qū)則減少[74]。除了ENSO的不同發(fā)展階段外,ENSO的不同位相也與我國降水有密切的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),在ENSO的暖位相時期,我國大部分地區(qū)夏季的降水量偏少,而在冷位相時期華南大部分地區(qū)的夏季降水量偏少,黃河流域和西南地區(qū)的降水量則偏多[75]。ENSO事件通過影響亞洲夏季風(fēng)對我國降水產(chǎn)生影響:在El Nino發(fā)展年,我國華南沿海地區(qū)及江淮流域的降水量增多;而在El Nino衰亡期,江淮流域的降水則減少;對于拉尼娜而言,這種影響正好相反[76]。 4.ENSO對淮河流域降水的影響 對于ENSO對淮河流域降水、洪旱災(zāi)害等方面的影響,前人已經(jīng)有了一定的研究,取得了一些研究成果。 平均海平面溫度異常對江淮流域梅雨的影響具有多時空尺度的特性[77,78]。不同時段不同位相的Ni.o3區(qū)海溫異常對江淮流域的降水產(chǎn)生影響[79,80]。江淮流域汛期的降水受到赤道地區(qū)平均緯圈和經(jīng)圈環(huán)流的影響[81]。洪澤湖枯水年和ENSO事件之間具有密切聯(lián)系[82]。ENSO事件能夠引起淮河流域降水異常,其冷暖期也對春、冬季降水產(chǎn)生影響,引起降水減少和增多[83]。江淮下游里下河腹部地區(qū)的汛期降水與ENSO冷暖事件的遙相關(guān)有顯著的階段性特征[84]。 不同ENSO事件以及ENSO事件的不同位相對淮河流域降水的影響具有復(fù)雜的時空特征。那么,不同ENSO事件影響下不同尺度區(qū)域的降水過程特征如何?新型ENSO事件與傳統(tǒng)型ENSO事件對淮河流域降水影響有何不同?這些問題均有待進(jìn)一步研究。 1.2.2 氣候因子對極端氣象事件的聯(lián)合影響的研究動態(tài) 一些已有研究表明,ENSO與全球氣候變化的關(guān)系不是平穩(wěn)性的,而是受其他氣
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