论文

• 前言
• 李栋梁
• 2003 Vol. 22 (5): 0-0. 
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• 青藏高原是世界上最高、地形最复杂的高原,平均海拔在4000 m以上,号称世界第三极,是我国主要的寒区和冻土区,建筑青藏铁路是实现我国西部大开发战略的重大工程之一。青藏铁路格尔木至拉萨段,全长1118 km,其中通过多年冻土区的长度为632 km,占全线总长度的57%;全线海拔4000 m以上地段长度约为965 km,占总长度的86%。

• 青藏铁路沿线平均年气温变化趋势预测
• 李栋梁;郭慧;王文;魏丽
• 2003 Vol. 22 (5): 431-439. 
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• 青藏铁路沿线年平均气温具有很好的互相关性,特别是各站10年滑动平均气温序列互相关系数达到0.92,以此建立了1935-2002年青藏铁路沿线平均年气温序列 T _rw。研究表明: T _rw对太阳黑子周期长度(SCL)和大气中CO ₂浓度有落后5年和15年的显著响应,其相关系数分别为-0.76(SCL)和0.88(CO ₂)。利用近1000年SCL的76、93、108、205和275年显著周期及均生函数模型预测了未来太阳活动周期的快慢:21世纪前50年的SCL总体偏长,活动周期放慢;后50年SCL总体偏短,活动周期加快。在考虑大气CO ₂浓度倍增和气候自然变化情况下,预测21世纪前50年 T _rw与20世纪最后10年(1990年代)相比,其升温幅度在0.5℃左右;与20世纪最后30年(1971-2000年)相比,其升温幅度在1.0℃以内。这一升温幅度的概率为0.64~0.73。

• 青藏铁路沿线的四季划分及其温度变化分析
• 汤懋苍;钟海玲;李栋梁
• 2003 Vol. 22 (5): 440-444. 
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• 讨论了高原地区四季划分的标准,认为若以日平均气温作为指标,应比适用于我国东部的"张宝 标准"低5℃,根据铁路沿线7个气象站40年资料和温泉气象站6年资料,划出了各站四季的开始日期,发现格尔木和拉萨有短暂的夏季,高原主体上是"常年无夏,春秋相连",仅昆仑山口附近是"全年皆冬,春风不渡"。高原上温度随纬度的变化与我国东部平原相似,也是冬季梯度大,夏季小;逆温层厚度以柴达木盆地为最厚,向南逐渐变薄。

• 青南高原树轮年表的建立及与气候要素的关系
• 秦宁生;邵雪梅;时兴合;靳立亚;朱西德;汪青春
• 2003 Vol. 22 (5): 445-450. 
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• 根据青海南部曲麻莱、治多地区树木年轮样本,建立了青海南部高原(下称青南高原)树木年轮年表序列,系统地与所在地区气候资料进行了综合分析。通过响应函数,计算得出该年表对青南高原春季(4~6月)的最高温度和蒸发量的反映更为敏感。并重建了青南高原春季最高温度序列。

• 青藏地区未来百年气候变化
• 徐影;丁一汇;李栋梁
• 2003 Vol. 22 (5): 451-457. 
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• 利用各国政府间气候变化专门委员会(IPCC)数据分发中心(DDC)提供的7个全球海气耦合气候系统模式(CCC,CCSR,CSIRO,DKRZ,GFDL,HADL,NCAR)的模拟结果,对我国青藏地区未来100年由于人类活动影响造成的气候变化进行了分析,尤其是对青藏铁路沿线各站的平均温度、降水,以及最高、最低温度的变化进行了初步分析。结果表明,青藏地区的温度变化与全国相比,增暖幅度更大;21世纪中期,在只考虑温室气体的增加和既考虑温室气体的增加又考虑硫化物气溶胶增加时,青藏铁路沿线各站的增温幅度在2.8~3.0℃之间;21世纪末,青藏铁路沿线各站的增温幅度在3.8~4.8℃之间。冬季最低温度和夏季最高温度的增暖幅度也比平均温度的增暖幅度大,在两种情形下,青藏铁路沿线各站冬季最低温度在2050年将分别增加2~4℃和1~3℃,2100年将分别增加6~8℃和4~6℃;夏季最高温度在2050年分别增加2~4℃和1.2~2.8℃,2100年将变暖4~7℃和3.8~6℃。在只考虑温室气体的影响时,21世纪中期青海和西藏地区年平均的降水增加,增加的范围在2.5~10mm/mon,21世纪后期降水继续增加;考虑硫化物气溶胶的影响后,21世纪中期和后期除了青藏地区北部的降水略有增加外,其余大部分地区的降水基本上都将减少。由于全球气候模式的模拟存在较大的不确定性,仍需要做更多的深入研究。

• 温室效应对青藏高原及青藏铁路沿线气候影响的数值模拟
• 高学杰;李栋梁;赵宗慈;Filippo Giorgi
• 2003 Vol. 22 (5): 458-463. 
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• 在一个全球模式中嵌套了RegCM2区域气候模式,进行了CO ₂加倍对中国区域气候影响的数值试验,对青藏高原及青藏铁路沿线地区进行了重点分析。结果表明,在CO ₂加倍的情况下,这里的气温将明显升高,升高值一般在2.6~2.8℃以上,高于全国平均值。同时降水在青藏高原大部分地区也将明显增加;其中青藏铁路沿线的增加率一般在25%以上,远高于全国平均值水平。温室效应同时会使得青藏铁路沿线的日平均最高气温升高。

• 青藏高原近50年来气温的年代际变化
• 蔡英;李栋梁;汤懋苍;白重瑗
• 2003 Vol. 22 (5): 464-470. 
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• 根据青藏高原及周边地区一百多个气象台站的月平均气温资料,利用统计方法,分析了近50年来气温的年代际变化。结果表明:整个高原地区温度变化可分为6个不同的区域。在时间演变上可划分出相对高温时段(1963年以前)、相对低温时段(1963-1987年)和另一个相对高温时段(1987年以后)。还从天文因素、地球系统各圈层及气候系统内各因子相互作用和相互制约出发,探讨了引起高原气候变化的可能原因。

• 初冬青藏高原冻土过程的数值模拟
• 张艳武;吕世华;李栋梁;黄静
• 2003 Vol. 22 (5): 471-477. 
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• 利用改进了的加进NCAR陆面过程(LSM)的NCARMM5大气模式中的土壤冻融过程参数化方案和2001年10月2~30日的NCEP再分析资料,对青藏铁路沿线区域进行数值模拟试验。在新方案中改进了土壤径流和土壤渗透影响土壤层的水文过程,增加了对土壤含冰量的求解,较真实地反映了土壤的冻融过程。模拟结果表明,改进土壤冻融过程方案后,模式对地温、地面通量的模拟有一定的改进,能够反映土壤冻结初期陆面要素场的变化。

• 青藏高原地区NCEP新再分析地面通量资料的检验
• 魏丽;李栋梁
• 2003 Vol. 22 (5): 478-487. 
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• 利用1979-1998年地面气象站温度观测资料和1982年8月-1983年7月高原热源观测资料,检验了NCEP/DOE新再分析地面气温和地面辐射收支在青藏高原地区的偏差。比较表明,气温和地面辐射量新再分析值能反映实际年变化特征,但其温度值系统性偏低,偏低幅度随地区和季节而变化。由于其气温和地表温度偏低造成地表长波辐射和大气逆辐射系统性偏低;冬季积雪地区的地表吸收太阳辐射和净辐射新再分析值偏小;地面净长波、净短波和总的净辐射与实测的偏差比较小。分析发现,同化模式地形高度与地面气象站海拔高度的差异是造成气温新再分析与实测偏差的主要原因,冬季积雪区地表反照率新再分析值偏大是造成冬季地面净辐射偏小的因素,并加剧了冬季气温新再分析的偏差。其研究对改进气候模拟结果分析有一定的启发。

• NCEP/NCAR再分析资料在青藏铁路沿线气候变化研究中的适用性
• 魏丽;李栋梁
• 2003 Vol. 22 (5): 488-494. 
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• 通过对青藏铁路沿线8个常规气象站的温度和降水观测资料与NCEP/NCAR再分析资料的对比,详细地考查了再分析资料用于青藏铁路沿线气候变化研究的可行性。统计对比分析表明:再分析资料可较好地反映地面气温及降水的年变化特征,可基本反映其年际变率和年际间的差异。然而,再分析的气温值系统性低于实际观测值,降水量则系统性偏大;再分析资料得出的近40年气温长期变化趋势误差较大,降水的长期趋势特别是年降水有一定的参考价值。总体而言,再分析的气温好于降水,青藏铁路沿线主体好于两端,再分析资料可用于青藏铁路沿线主体段年到年际尺度的短期气候变化研究。

• 青藏铁路沿线超长期气候变化预测的概率估计
• 王文;李栋梁
• 2003 Vol. 22 (5): 495-498. 
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• 利用近1000年的太阳黑子周期长度(SCL)和自1920年以来的大气CO ₂浓度,以及1935-2000年青藏铁路沿线平均气温序列,在其距平值概率分布计算的基础上,研究了未来50~100年青藏铁路沿线平均气温变化趋势的概率。结果表明:SCL正距平出现的频数大于负距平的频数;CO ₂浓度的负距平出现的频数明显大于正距平的频数;青藏铁路沿线平均年气温正距平出现的频数略小于负距平的。作为试验,利用REEP方法将预测的2001-2100年青藏铁路沿线平均年气温相对于1990年代的增温概率进行了分析,表明青藏铁路沿线平均年气温到2050年升高0.5℃的概率为0.64~0.73;到2100年上升1.0℃左右的概率为0.45~0.64。

• 用模糊均生函数模型作青藏高原气候冷暖预测
• 董安祥;李栋梁;龚建福;张昆
• 2003 Vol. 22 (5): 499-502. 
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• 利用模糊均生函数模型(FMGF)和滑动T-检验,分析了近620年来青藏高原气候冷暖的变化趋势,并作出预测。结果表明:青藏高原最寒冷的时期为17世纪中期,最暖的是20世纪。温度存在31~45年的周期振荡。与20世纪后30年相比,未来50年中温度偏高约0.5℃。

• 青藏铁路沿线气温和地温的极值推算
• 董安祥;白虎志;李栋梁;薛万孝
• 2003 Vol. 22 (5): 503-506. 
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• 利用耿贝尔分布函数对青藏铁路沿线7个气象站的气温和0 cm地温进行了极值估计。结果表明:年极端最高气温50年一遇与常年接近,100年一遇比常年偏高0.1~1.5℃。年极端最高地温50年一遇比常年偏高0.0~10.2℃,100年一遇比常年偏高1.5~13.7℃。未来50年,如果年平均气温增加1.0℃,50年一遇的年极端最高气温将比常年偏高-0.1~2.0℃,100年一遇的将比常年偏高0.7~2.8℃。

• 青藏高原近代气温变化趋势及突变分析
• 马晓波;李栋梁
• 2003 Vol. 22 (5): 507-512. 
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• 利用青藏高原84个气象站建站至2001年的月平均气温资料,分析了40年来气温变化的时空分布特征及趋势,揭示了高原大部分地区平均气温和最高、最低气温普遍升高,最低气温上升速率是最高气温的1倍~3倍,气温日较差显著减小;青藏高原各区的气温突变多发生在20世纪80年代,大部分地区早于北半球1988年的气温突变,平均气温和最高、最低气温的突变在各区都有发生,平均气温突变开始于柴达木盆地(1973年),最高、最低气温及气温日较差(DTR)分别开始于高原东部、柴达木盆地和高原南部等地;不同季节的突变随时间地点而有所变化。

• 青藏铁路青海段夏季温度预测的精度检验
• 时兴合;秦宁生;唐红玉;周陆生;扎西才让;朱西德;戴升
• 2003 Vol. 22 (5): 513-517. 
• 摘要 ( ) PDF (1218KB) ( )
• 利用高原夏季温度(代用)、年太阳黑子相对数、西宁年平均气温,以及青藏铁路青海段夏季温度制作1990-2000年预测,得出最优子集预测的定性和定量评分高于周期外推,但低于均生函数。周期外推、均生函数、最优子集定性趋势预测的平均评分分别为60%~67%、80%和67.5%,而定量预测误差≤1.0℃的平均评分分别为40%~57%、77.5%~82.5%和70%~72.5%。

• 利用乌兰树木年轮重建托托河冬季气温序列
• 汪青春;周陆生;秦宁生;李林;朱西德;王振宇
• 2003 Vol. 22 (5): 518-523. 
• 摘要 ( ) PDF (1217KB) ( )
• 探讨了利用乌兰多个树木年轮年表的信息,异地重建托托河站冬季1~3月气温的途径及方法,重建了托托河800多年气温序列。结果表明,重建的冬季气温序列的主要冷、暖期与已有结果基本吻合,13、15和17世纪的冷期及14和16世纪的暖期是存在的,而17世纪的寒冷期持续时间最长,寒冷程度也最强。本文对重建气温序列的阶段性、突变和周期进行了初步的统计分析,为青藏铁路工程沿线气候演变提供背景资料。

• 青藏高原气温变化及其异常类型的研究
• 李林;朱西德;秦宁生;王振宇;汪青春;周陆生
• 2003 Vol. 22 (5): 524-530. 
• 摘要 ( ) PDF (322KB) ( )
• 利用青藏高原81个气象台站近30年年平均气温、年平均最高、最低气温资料,采用EOF、RE-OF、气候线性趋势分析以及累积距平法等方法对青藏高原气温的时空分布特征及其异常类型进行了分析。结果表明:青藏高原年平均气温、年平均最高、最低气温空间变化在具有很好的主体一致性的同时,存在着南北及东西分布的差异,大地形特别是高原主要山脉走向对气温的空间分布具有十分明显的影响;其年际波动呈现出明显的上升趋势,并在20世纪80年代中后期发生过突变;其空间异常类型主要受地形和冷空气活动的影响较为显著。