综述

• 三江源区气候变化及其环境影响研究综述
• 孟宪红;陈昊;李照国;赵林;周秉荣;吕世华;邓明珊;刘雨萌;李光伟
• 2020 Vol. 39 (6): 1133-1143.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00144   
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• 三江源区地处青藏高原腹地， 是中国长江、 黄河和澜沧江三大河流的发源地，并且作为全球气候变化的“敏感区”， 气候变化无疑会对该区域的气候、 环境和水资源产生深刻影响。本文综述了三江源区近50~60年气候、 环境和水资源变化的事实， 主要认知如下： （1）三江源区总体呈现升温趋势， 升温速率约为0.33 ℃·（10a）^-1， 是青藏高原同期的1.2倍。（2）三江源区降水总体呈现增加趋势， 趋势约为6.653 mm·（10a）^-1， 为青藏高原同期降水增加率的71%。（3）三江源区年最低和最高气温呈现显著增加趋势， 且冷季增幅大于暖季。降水量的变化趋于稳定， 降水变率减小， 严重干旱或暴雨事件均呈减少趋势。（4）三江源区南部积雪日数最多且呈显著增加趋势， 黄河源区整体上呈现积雪初日推迟、 终日提前、 积雪期缩短和积雪日数减少趋势。（5）在升温影响下， 冻土严重退化， 并引起沼泽湿地的发育， 在降水增加和气温升高引起的融水增加的双重影响下， 三江源区湖泊沼泽持续扩张。（6）尽管三江源区降水总体呈增加趋势， 但径流变化存在较大的区域差异， 长江源区径流显著增加， 而黄河源区则为减少趋势， 直门达和香达水文站径流变化倾向率分别为6.69×10⁸ m³·（10a）^-1和1.1×10⁸ m³·（10a）^-1。最后， 对气候变化影响下水循环变化及其对环境和水资源影响的研究现状进行了讨论， 并呼吁加强大气水文过程的耦合研究， 量化气候变化、 人类活动及陆气耦合多圈层相互作用的研究以加强其影响区域气候环境和水循环的认识， 为三江源区适应气候变化和青藏高原生态文明建设提供参考。

论文

• 青藏高原积雪变化特征及其对土壤水热传输的影响
• 罗江鑫;吕世华;王婷;刘宜纲
• 2020 Vol. 39 (6): 1144-1154.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00143   
• 摘要 ( ) PDF (5202KB) ( )
• 青藏高原积雪变化对陆面能量水分传输过程有重要影响。本文采用RegCM4.7-CLM4.5模式模拟了高原及其周边地区31年的积雪过程， 通过对模拟结果的EOF分解， 发现高原积雪的时空变化主要呈现为高原主体与高原东北部反相、 东西反相以及南北反相3种模态， 方差贡献率分别为30.05%， 14.86%和8.48%。合成分析显示， 高原积雪异常中心与高原的主要积雪区较为一致， 积雪深度与积雪日数均有减小的气候倾向， 高原东南部的“三江源区”减小趋势最明显， 高原中北部积雪有略微增加的趋势。积雪与土壤水热参量的相关分析显示， 多雪区积雪可以有效减少土壤中热量的流失， 对土壤起到“保温”作用， 积累和鼎盛阶段积雪与土壤温度、 地表热通量同位相变化； 积雪融水又可以增加土壤湿度， 对土壤起到“增湿”作用， 鼎盛阶段积雪与土壤含水量正相关， 积雪日数对土壤湿度的影响要高于积雪深度。在多雪区， 多雪年积累阶段、 鼎盛阶段的土壤温度和土壤湿度也要高于少雪年。对整个高原而言， 积雪偏多使得土壤冻结程度加大， 土壤含水量减少。

• 三江源腹地积雪过程中近地层空气温湿度垂直观测分析
• 张娟;王维真;梁继
• 2020 Vol. 39 (6): 1155-1166.  DOI:10.7522/j.ssn.1000-0543.2019.00138   
• 摘要 ( ) PDF (5796KB) ( )
• 积雪是导致目前全球水资源收支平衡中最大误差的原因之一， 雪深的上升与下降过程将改变地气之间的相互作用。本文基于三江源腹地甘德地区积雪野外观测试验站， 利用每30 min频次2、 4、 8和16 m四个高度的空气温湿度、 2 m高度的辐射数据及雪面温度， 结合同步雪深观测数据， 分析了2018年1 -5月间两次较大积雪过程中雪深上升、 下降时期近地层的温湿度垂直变化特征。结果表明， 在雪深上升时期， 2月过程先出现了逆湿而后出现了逆温现象， 而在4月过程中无逆温及逆湿现象出现； 雪深快速增加时段， 两次过程在4 m高度均出现暖湿现象。雪深下降时期， 两次过程均出现了逆温、 逆湿现象， 出现时间及消退时间不一致且先出现了逆湿后出现逆温现象； 两次过程在雪深上升过程中白天及夜间均出现了4 m偏暖现象， 在雪深下降过程中仅有白天出现了4 m偏暖现象； 在雪深下降时期， 雪面温度对短波辐射较气温更为敏感， 不同深度的雪深与辐射的相关性存在差异； 2月， 雪深下降的影响因子顺序为雪面温度>短波辐射>气温， 而4月为气温>雪面温度>短波辐射。

• 黄河源区积雪对冻土水热过程影响的数值模拟
• 姚闯;吕世华;李照国;方雪薇;张少波
• 2020 Vol. 39 (6): 1167-1180.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00128   
• 摘要 ( ) PDF (7236KB) ( )
• 利用2014年5月1日至2015年7月31日黄河源区鄂陵湖草地站点的实测大气强迫资料， 驱动陆面过程模式CLM4.5， 针对高原积雪对土壤水热过程的影响进行了敏感性试验。通过对比分析数值模拟结果发现： （1）高原积雪增加， 土壤开始消融的时间有滞后， 积雪越多， 土壤开始融化的时间越晚， 融化速率越快， 土壤消融过程持续时间越短。（2）积雪在土壤处于完全冻结期时， 有一定的保温作用。当积雪减少， 其保温作用减弱， 土壤向大气的热输送增加， 热量主要以感热的形式向大气输送。积雪在土壤处于消融期时有一定的降温作用， 降温作用可持续到6月份。（3）在土壤消融期， 积雪有一定的增湿作用。积雪消融带来的湿土壤可增大地表吸收的辐射能量， 高湿土壤有着较大的潜热输送， 使得此时感热通量较低。积雪融化后的湿土壤可持续到6月份以后。

• 青藏高原不同深度湖泊无冰期湖气温差及湖表辐射与能量平衡特征模拟分析
• 杜娟;文莉娟;苏东生
• 2020 Vol. 39 (6): 1181-1194.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00133   
• 摘要 ( ) PDF (6770KB) ( )
• 湖气温差是影响无冰期湖泊和大气界面热量交换的重要因素， 但由于青藏高原野外观测试验开展不易， 目前青藏高原湖泊湖气温差特征的研究仍然存在不足， 同时对青藏高原湖泊湖表辐射和能量收支的研究也较少。本文利用中国区域高时空地面气象要素驱动数据集（简称ITPCAS）驱动公用陆面模式中的湖模块（简称CLM-Lake）， 对由浅至深的鄂陵湖、 班公错、 纳木错三个较大、 较深青藏高原湖泊无冰期湖气温差及湖表辐射能量平衡特征进行了研究。MODIS湖表温度数据、 气象站观测数据对模拟结果进行验证表明， CLM-Lake能较好地模拟出高原湖泊湖表温度的年内变化。由于高原地区高海拔导致的低气温和强太阳辐射影响， 深度分别为23 m和95 m的鄂陵湖和纳木错湖在无冰期湖气温差始终为正， 且从春末夏初至秋末冬初持续增大； 现有观测资料和模拟结果表明， 深度为37 m的班公错在6 -7月出现了负的湖气温差， 这可能是因为班公错湖区在6 -7月更暖更干， 加强了湖泊的蒸发， 使湖泊吸收的净辐射更多转化为潜热释放， 造成湖表面增温减弱且慢于气温， 出现负湖气温差。这一现象与高原其他湖泊在无冰期湖气温差一般为正的情况有所不同， 但由于所用班公错观测资料为5 m深处的湖水温度和距离湖畔10 km的陆面气温， 因此还需要更为准确的观测进一步验证。模拟的三个湖泊感热通量变化趋势与湖泊湖气温差变化趋势相似， 模拟的潜热通量全年均为正值。

• 不同参数化方案和再分析资料在典型高原湖泊地区的适用效果评估分析
• 杨显玉;吕雅琼;文军;马耀明;黄安宁;田辉;张少波
• 2020 Vol. 39 (6): 1195-1206.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2020.00052   
• 摘要 ( ) PDF (4526KB) ( )
• 利用三种国际常用的再分析资料驱动WRF模式， 并结合2013年6月21 -30日的实际观测资料， 对模式中不同边界层参数化方案和陆面过程参数化方案在青藏高原鄂陵湖、 扎陵湖以及纳木错湖区域的感热、 潜热等陆-气相互作用参量进行了适用性评估。结果表明： WRF模式能够模拟研究区域感热和潜热通量以及2 m温度的日平均变化特征， 但是对感热和潜热通量的峰值均存在一定的高估现象。在扎陵湖、 鄂陵湖区域， 模式对草地下垫面潜热的模拟Case8（RUC+YSU+FNL）的模拟效果最好， RMSE值为27.16 W·m-2； 对于草地感热和草地2 m高度气温的模拟Case10（CLM+YSU+NCEP-2）效果最好， RMSE分别为29.01 W·m-2和1.41 ℃； 对于湖面2 m高度气温的模拟Case5（RUC+YSU+FNL）效果最好， RMSE最低值为1.18 ℃； 整体而言， Case 10的RMSE归一化指数为1.70， 是扎陵湖、 鄂陵湖地区11组试验中整体模拟性能中相对较好的试验方案。在纳木错湖地区， 模式对草地下垫面潜热的模拟Case6（SLAB+YSU+FNL）的效果最好， RMSE最低值为16.11 W·m-2； 对于草地感热的模拟Case8的模拟效果最好， RMSE最低值为42.93 W·m-2； 对于草地2 m高度气温的模拟Case7（Noah+YSU+FNL）效果最好， RMSE最低值为0.69 ℃； 整体而言， Case 1（CLM+YSU+FNL）的RMSE归一化指数为1.0， 是纳木错地区11组试验中整体模拟性能中相对最好的试验方案。

• 鄂陵湖周边草地生长期地表能量平衡观测分析
• 马千惠;齐木荣;杨清华;吴仁豪;吕世华;孟宪红;李照国;奥银焕;韩博
• 2020 Vol. 39 (6): 1207-1218.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00132   
• 摘要 ( ) PDF (5862KB) ( )
• 利用2011 -2013年鄂陵湖畔高寒草地点的观测数据， 分析了生长期高寒草甸地表能量通量平衡特征， 并对可能影响地表能量平衡的关键物理过程进行了讨论。研究发现， 当使用5 cm处土壤热通量代表地表热通量时， 观测通量之间存在很大的不闭合性。不闭合能量的平均日变化峰值出现在正午前后， 平均约为180 W·m^-2。利用计算土壤热储计算得到的地表热通量， 可以使最大日平均不闭合能量从182.76 W·m^-2减少到98.68 W·m^-2， 能量闭合度从0.61提升至0.69。进一步分析发现， 5 cm土壤含水量存在显著的日变化， 其中在08:00 -12:00（北京时）土壤存在显著的增湿与增温过程。通过分析指出， 这个时段的土壤水分变化应该是由草地浅层土壤的凝露过程引起。计算发现， 凝露过程产生的热储约占5 cm之上土壤热储的34%。晴天与阴天条件下， 凝露过程也存在差异。凝露过程除了加热地表外， 还返还了部分由于蒸散作用而消耗的土壤水分， 对于当地生态维持有促进作用。

• 砾石参数化对青藏高原陆面过程模拟的影响及敏感性分析
• 马翠丽;吕世华;潘永洁;方雪薇;李照国;王婷
• 2020 Vol. 39 (6): 1219-1231.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2020.00005   
• 摘要 ( ) PDF (4025KB) ( )
• 将砾石参数化方案加入陆面模式CLM4.5中， 验证了新方案在模式中的适用性且土壤温湿度模拟效果优于原方案， 有效提升了深层土壤温度峰值和土壤含水量谷值的模拟。利用新方案研究土壤中不同砾石含量对陆面过程的影响分析发现： 土壤导热率随砾石含量增多而增大， 使深层土壤夏季（冬季）吸热（放热）增强， 模拟值升高（降低）。土壤含水量大（小）的时候土壤导水率随砾石含量增多而增大（减小）， 造成土壤含水量模拟值减小（增大）。同时砾石的增多减小了冬季深层土壤温度的模拟值， 使深层更多的水变成了冰， 进一步减小了土壤导水率， 造成深层土壤含水量模拟值的减小。砾石改变了土壤水热过程， 进而影响了地表辐射通量和能量通量的变化， 各月份砾石含量的不同对其贡献均有所不同， 总贡献表现为随砾石含量的增多， 土壤净辐射减小。

• 陆面模式砾石参数化在BCC_AVIM陆面过程模式中的应用及检验
• 马翠丽;吕世华;潘永洁;张少波;李照国;姚闯
• 2020 Vol. 39 (6): 1232-1245.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00129   
• 摘要 ( ) PDF (7006KB) ( )
• 考虑砾石（砾径大于2 mm）对陆面过程的作用， 利用青藏高原玛多站实测资料检验陆面模式砾石参数化方案对BCC_AVIM陆面过程模式土壤水热模拟的影响。结果发现， 砾石改变了土壤质地的组成， 造成土壤中水热基本参数的变化， 从而影响土壤导水率和土壤导热率， 最终影响土壤温湿度的模拟。利用玛多站实测数据， 对比新旧方案， 发现新方案减小了土壤温度和土壤含水量的模拟值， 减小了模拟结果的绝对偏差和均方根误差， 增大了土壤温湿度模拟的相关系数， 改善了原模式土壤水热模拟性能， 尤其是深层土壤含水量的模拟效果提升明显。同时， 新方案减小了浅层土壤含冰量的模拟， 增加了深层土壤含冰量的模拟， 增大了积雪覆盖率和积雪深度的模拟。

• BCC_CSM模式砾石参数化方案在青藏高原模拟效果检验
• 徐悦;吕世华;马翠丽;张少波;刘宜纲
• 2020 Vol. 39 (6): 1246-1256.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00140   
• 摘要 ( ) PDF (12010KB) ( )
• 利用包含了砾石参数化方案的BCC_AVIM陆面过程模式， 并耦合到国家气候中心气候系统模式（BCC_CSM）对青藏高原区域进行了模拟效果检验。然后使用CRA-40土壤温湿度产品和地面气温、 降水的格点资料， 通过对比原方案和新方案对土壤温湿度、 地表气温和降水的模拟效果。结果表明， 新方案减小了青藏高原地区土壤温湿度的偏差、 均方根误差， 增大了相关系数， BCC_CSM中高原地区的地表气温的模拟值在加入砾石后更加符合观测， 尤其是夏季， 新方案地表气温与观测值的相关系数增大， 均方根误差减小。BCC_CSM中新方案在青藏高原地区降水的模拟效果也有所提升， 降低了原方案对于降水量的模拟峰值， 较原方案相比新方案趋势与观测更为接近。

• 区域气候模式RegCM砾石参数化方案及其在青藏高原模拟效果评估
• 刘宜纲;吕世华;徐悦;马翠丽
• 2020 Vol. 39 (6): 1257-1269.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00141   
• 摘要 ( ) PDF (15628KB) ( )
• 为了将砾石的影响考虑进区域气候模式RegCM4.7中， 首先建立了适配RegCM4.7模式包含砾石含量的土壤数据集， 并发展了一套应用于区域气候模式的砾石参数化方案。在此基础上利用中国陆面融合再分析数据（CRA-40）评估了砾石参数化方案在高原区域的模拟效果。结果表明： 整个青藏高原范围内均存在砾石， 且土壤中层以下含量更高； 原始土壤水热参数化方案在高原区域模拟的地表与各层土壤温度普遍低于参照数据， 而砾石参数化方案较原方案有所升高； 原始土壤水热参数化方案在高原区域模拟的土壤体积含水量在土壤浅层偏高， 在高原西部的土壤深层偏低， 而砾石参数化方案进行了一定程度的修正。通过评估， 砾石参数化方案对于青藏高原土壤水热的模拟效果有较为明显的提升。

• 青藏高原冻结期地表热储分析——以鄂陵湖畔草地为例
• 齐木荣;马千惠;杨清华;吴仁豪;吕世华;孟宪红;李照国;奥银焕;韩博
• 2020 Vol. 39 (6): 1270-1281.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00134   
• 摘要 ( ) PDF (4808KB) ( )
• 根据鄂陵湖畔高寒草地站点2011 -2013年的观测数据， 分析了冻结期高寒草甸地表能量通量平衡特征， 在假定冻结期土层中各相态水的质量近似稳定的基础上， 对热储项进行了定量分析。由于缺少对积雪深度的直接观测， 根据地表反照率定义了积雪期。首先对冻结期地表能量特征进行了比较， 发现无积雪时地表波文比多数时候大于3， 而在积雪期， 波文比大多时候小于0.5。有积雪时土壤各层温度平均日较差都显著地减小， 其中0.05 m处土壤温度日较差相较于无积雪时减少4 ℃。伴随温度日较差减小， 积雪期土壤内相变过程也会减弱， 引起土壤湿度变化幅度的减少。积雪层可以吸收短波辐射， 因此有积雪存在时， 地表能通量传输过程需重新考虑。计算热储后发现， 非积雪期土壤温度变化和相变过程贡献的热储项分别占不闭合能量（简称占比）的69%和12%， 这个比例在阴天和晴天也会存在不同。在积雪期， 积雪热储项占比为88%， 而土壤热储占比仅为10%左右。与晴天相比， 阴天积雪热储占比下降， 土壤热储占比上升。这说明短波辐射增强会迅速增加积雪吸收的热量， 但对积雪下冻土的影响却很小。对于冻结期中非积雪期闭合度的分析， 同时考虑土壤温度和相变热储时闭合度会增加0.01~0.02， 且阴天闭合度整体大于晴天。

• 近32年隆宝高寒湿地时空变化特征及其气候驱动力分析
• 史飞飞;周秉荣;颜亮东;祁栋林;乔斌;石明明;陈奇
• 2020 Vol. 39 (6): 1282-1294.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00139   
• 摘要 ( ) PDF (5308KB) ( )
• 湿地是水陆相互作用形成的独特生态系统， 极易受到气候变化的影响。以长江源区隆宝高寒湿地为研究对象， 首先采用随机森林方法提取1986 -2017年隆宝的地表类型信息并对其时空演变特征进行分析， 其次利用主成分分析等方法从气候角度出发对影响湿地演变的主要气候驱动因子进行定量辨识， 最后构建湿地面积与气候变化的响应关系模型以用于后期湿地演变规律预测。结果表明： （1）近32年隆宝湿地演变特征受地势影响在空间上存在非均一性， 在时间上湿地面积总体呈下降趋势， 在2002年前后出现由增至减的转折， 高寒湿地逐渐向高寒草甸平稳演替； （2）近32年隆宝气候呈现气温显著升高， 而降水量增加趋势不显著， 风速和蒸发量显著增大， 相对湿度和积雪日数显著减少， 地表温度显著升高， 最大冻土深度在年际波动中逐步变浅， 在2002年后区域内气候整体呈现明显的暖干化趋势； （3）隆宝湿地面积演变依次与风速、 气温、 地表温度和相对湿度的响应程度较高。

• 基于实测土壤属性CLM4.5对青藏高原高寒草甸模拟性能的评估
• 苏有琦;张宇;宋敏红;王少影;尚伦宇;周可
• 2020 Vol. 39 (6): 1295-1308.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.000136   
• 摘要 ( ) PDF (8844KB) ( )
• 为了改进陆面过程模式对青藏高原高寒草甸下垫面的模拟能力， 选取玛曲站、 阿柔站、 那曲站3个典型高原高寒草甸观测站6 -9月的观测资料， 特别是实测土壤属性数据， 并将实测土壤属性数据代入陆面过程模式CLM4.5（Community Land Model）进行单点数值模拟试验， 为改进模式参数化方案提供依据。研究表明： （1） CLM4.5模式能较好地再现高寒草甸下垫面的土壤温湿度、 辐射通量和湍流通量的季节变化， 修改土壤属性后模拟效果明显优于修改前， 但较观测值还存在一定偏差。（2） 修改土壤属性后CLM4.5模式在玛曲站和那曲站对各层土壤湿度的模拟值更接近观测值， 在阿柔站对浅层土壤湿度模拟效果的改善优于深层土壤。修改土壤属性后， 模式地表虽然与各站点实际地表更为接近， 但对土壤温度的改进不明显。（3）修改土壤属性前后反射辐射的模拟值在三个站点均偏低， 但修改土壤属性后模拟效果优于修改前。模式对地表长波辐射的改进不显著， 其中阿柔站的模拟值与观测值的相关性较高， 且偏差较小。（4） CLM4.5模式对各站感热通量的模拟值均高于观测值， 修改土壤属性后， 感热通量的模拟值更接近实测值且在玛曲站和那曲站的潜热通量模拟值与观测值更为接近。

• 基于高分一号卫星遥感数据的青藏高原高寒湿地信息提取方法研究
• 张帅旗;周秉荣;史飞飞;陈奇;苏淑兰
• 2020 Vol. 39 (6): 1309-1317.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00131   
• 摘要 ( ) PDF (3877KB) ( )
• 青藏高原蕴含着最典型、最多样的高寒湿地类型。为了探究高寒湿地的退化状况， 首先需要对高寒湿地信息进行精细化提取。选用玛多县GF1-WFV生长季影像， 利用先进的分层分类法， 选择分割尺度为50对影像进行分割， 然后利用单波段阈值法及坡度阈值对湿地进行判识， 结合非生长季影像， 综合利用波谱关系法、混合水体指数法、归一化差异水体指数法及单波段阈值法对玛多县的高寒湿地分类系统的Ⅲ级类别进行逐一提取， 最后得到玛多县高寒湿地类型的地物信息及分布状况。研究表明： （1）随机选取检验样点， 采用混淆矩阵的方法， 对提取的高寒湿地分类影像进行精度评价， 分类精度达到88.59%， Kappa系数为0.8637， 精度通过检验。分类结果显示， 结合了影像的纹理特征和光谱特征的分层分类技术在高寒湿地信息的提取方面更加优于其他传统方法， 能够实现高寒湿地的精细化信息提取与分析。（2）玛多县高寒湿地面积呈东多西少， 北多南少分布， 其中永久性淡水湖的面积最大为1685.58 km²， 占玛多县总高寒湿地面积的69.05%； 其次是草本沼泽和永久性河/溪， 面积分别为495.56 km²和94.81 km²， 占比分别为20.34%和3.88%； 季节性咸水湖、季节性淡水湖、间歇性河/溪、洪泛湿地、泥潭沼泽、灌丛沼泽、内陆盐沼及冰川积雪的湿地类型面积在1.25~73.23 km²， 所占比例不足1%， 其中面积最小的是季节性咸水湖和季节性淡水湖。（3）高分数据在青藏高原高寒湿地信息提取中具有不受高海拔影响分辨率的特点， 因此具有更强的的可行性和应用性， 尤其选择时间分辨率不同的生长季及非生长季的影像， 在获取季节性高寒湿地类型信息方面具有更大的优势。（4）玛多县高寒湿地类型中， 湖泊面积有增加的趋势， 但河流和洪泛湿地面积有减少的趋势， 如果不采取及时、有效的保护措施， 玛多县的湿地有可能继续退化。

• 那曲地区浅薄残余层对对流边界层发展的影响
• 景慧;赵林;孟宪红;韩博;李照国;陈昊;胡泽勇;张剑锋
• 2020 Vol. 39 (6): 1318-1328.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00137   
• 摘要 ( ) PDF (5315KB) ( )
• 利用那曲站2016年夏季探空数据及其他气象观测数据， 对8月25日和26日那曲大气边界层结构进行了研究。发现8月25日和26日白天晴空对流边界层的发展过程存在显著差异。8月25日和26日14:00（北京时， 下同）的边界层高度分别为1244 m和1966 m， 而25日和26日08:00 -14:00累计的地表感热通量分别为605 W·m^-2和650 W·m^-2。也就是说， 在地表感热加热的累计通量的差异仅为7%的条件下， 白天晴空对流边界层高度的差异能达到60%。进一步分析发现， 浅薄残余层的存在可能是造成边界层高度差异的主要原因。本文还初步评估了欧洲中期天气预报中心最新一代高时空分辨率的再分析数据ERA5在那曲地区的适用性。结果表明， 8月26日的ERA5再分析数据可以基本再现位温、 风速的垂直分布特征， 边界层高度也与观测比较一致， 但峰值时间存在滞后性。

• 多源数据在高原机场一次低空风切变过程分析中的综合应用
• 颜玉倩;田维东;李金海;韩炳宏
• 2020 Vol. 39 (6): 1329-1338.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2020.00035   
• 摘要 ( ) PDF (8507KB) ( )
• 为提高西宁机场风切变预报预警能力， 利用ERA-Interim再分析资料、 机场自动气象站观测资料、 风廓线雷达资料以及激光雷达资料， 对2018年4月26日发生在西宁机场由微下击暴流引发的低空风切变过程进行综合分析。结果表明， 此次低空风切变过程发生在西宁机场11号跑道， 是在风速突然变化过程中发生的水平风切变。低空风切变发生前西宁机场处于横槽前部， 以西北气流为主； 西宁机场上空多云且为低高度对流云， 地面湿度条件较好（t-td≤4 ℃）； 中层（750~650 hPa）有干空气卷入， 有利于对流活动的发展。风廓线雷达显示飞机落地时刻有较强的下沉运动并出现了低层降水， 低空风切变过程发生前10~20 min 1000 m以上空中存在强乱流； 激光雷达监测表明13:25（北京时， 下同）在沿降落轨迹线距跑道入口4.05 km， 高度475 m处出现气旋性涡旋， 是低空风切变出现的前期信号； 13:29 -13:30形成微下击暴流并出现小高压环流， 在跑道入口441 m、 高度81 m处出现中辐散， 辐散风诱发水平风切变， 导致飞机低高度复飞。

• 夏季青藏高原空中云水资源的时空特征分析
• 赫小红;宋敏红;周梓萱
• 2020 Vol. 39 (6): 1339-1347.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00135   
• 摘要 ( ) PDF (2032KB) ( )
• 为了揭示青藏高原空中云水资源的分布状况， 利用ERA-Interim月平均再分析资料和EOF分解、 相关分析等方法对1979 -2016年夏季高原空中云水资源的时空演变特征进行了研究。研究表明： （1）夏季高原整层水汽含量变化范围为2~25 kg·m^-2， 呈东南向西北递减； 1979 -2016年高原地区水汽含量变化呈增加趋势。（2）夏季高原整层水汽通量均为正值， 水汽输送主要以向东输送为主； 高原大部分地区为弱水汽辐合区， 净获得水汽； 除南边界外， 其余边界及周边地区为水汽辐散区， 净失去水汽。（3）整层云水含量分布大值区主要在喜马拉雅南翼和高原东南部地区， 高原区域的整层云水含量以1.9 g·m^-2·（10a）^-1以上的速率增加。（4）1979 -2016年夏季高原区域平均的整层水汽含量随时间增加， 增加率为0.3 kg·m^-2·（10a）^-1； 南北向水汽收入呈增加趋势， 东西向水汽收入呈减少趋势， 从而高原区域水汽净收入变化趋势不明显。

• 机器学习算法对涡动相关缺失通量数据的插补研究
• 王少影;张宇;孟宪红;宋敏红;尚伦宇;苏有琦;李照国
• 2020 Vol. 39 (6): 1348-1360.  DOI:10.7522/j.issn.1000-0534.2019.00142   
• 摘要 ( ) PDF (11880KB) ( )
• 受观测系统故障、 质量控制与质量保证等因素影响， 涡动相关系统的长期观测常存在大量缺失。本文利用三种机器学习算法（随机森林RF， 支持向量机SVM， 人工神经网络ANN）和国际通量网络边缘分布抽样法（MDS）方法对若尔盖高寒湿地生态系统研究站2016年感热（H）、 潜热（LE）以及净生态系统交换（NEE）通量序列进行了插补。结果表明： RF算法的模拟能力优于SVM和ANN算法； 三种机器学习算法的模拟能力在夜间和日出、 日落时段以及冬、 春季节相对较弱； 插补方法的选择对H和LE的年累积量无显著影响， 但其对NEE年累积量可造成-42 gC·m^-2的差异。