京—张地区积雪时空变化及其对2022北京冬奥会的潜在影响

发布时间：2017-12-06 13:10

  本文关键词：京—张地区积雪时空变化及其对2022北京冬奥会的潜在影响

  更多相关文章： 积雪 气象观测 多源遥感 时空变化特征 RegCM 4模型 北京冬奥会 京-张地区

【摘要】：积雪特性敏感活跃,可以显示气候系统的变化,其低导热率和高反射率的特点能够对区域尺度甚至于全球范围的能量平衡、辐射以及人类活动产生作用。在全球气候变暖的背景下,研究学者们开始聚焦积雪的时空变化,根据IPCC第五次评估报告,全球范围内积雪持续减少。第24届冬季奥林匹克运动会将在北京-张家口地区举行,因此监测和分析当地的积雪特征、时空分布和变化规律对了解当地自然环境条件及筹备冬奥会相关工作具有深远意义。气象观测与遥感数据是监测积雪的主要信息来源,采用以上两种手段可以从多角度监测和分析积雪的特性和时空变化信息。选用了气象观测资料,以及多源遥感数据(NOAA-AVHRR、MODIS、由SMMR/SSMI/SSMIS获取亮温数据反演的雪深)探究了京-张地区冬季的积雪特征及时空变化。利用遥感数据分析的内容包括:(1)1980-2014年冬季及冬季逐月的积雪面积和积雪深度时空变化。(2)2001-2014年冬季的积雪覆盖率年内变化和积雪覆盖频率的时空变化特征。利用1962-2014年气象台站的记录分析了:(1)积雪日数、积雪连续日数、积雪期以及积雪初日、终日的年际变化特征。(2)气象站的积雪日数、积雪连续日数、积雪期、积雪期积雪率、积雪初日及积雪终日的时空变化特征和除积雪期积雪率之外所有指标的Mann-Kendall变化趋势。(3)气象站积雪日数分别与温度指标、降水指标、极涡面积指数之间的相关关系。此外,利用RegCM4模型模拟了 2012-2022年冬季及冬季逐月的温度和降水情况,并结合历史数据和预测数据总结了京-张地区的积雪丰富性和稳定性,以及对举办冬奥会的影响。研究结果表明:(1)1980-2014年,冬季积雪面积和深度均呈现增加趋势,12月和1月趋势与冬季相同,2月相反。积雪深度年内变化呈现"倒U"型;空间分布中,冬季平均积雪深度范围是0-2 cm,高值区域分布在京-张北部地区。2001-2014年,研究区冬季积雪覆盖率年内变化特征与积雪深度相似。京-张地区的冬季积雪覆盖频率较低,整体变化呈现微弱增加趋势,空间分布不均匀,高值区域与积雪深度高值地区对应。(2)冬季(12月和1月)积雪指标变化趋势上升,1月积雪最为丰富和稳定。冬季积雪变化可以分为三个过程:积雪积累期(12月和1月上旬),积雪维持期(1月中、下旬)和积雪消融期(2月)。张家口的积雪情况好于北京。(3)积雪日数呈增加趋势,12月和1月的积雪日数增长,2月下降;积雪连续日数呈微弱下降趋势;积雪初日和终日均趋向提前,且终日提前的速度更快;积雪期趋向收缩,反映积雪稳定性下降。气象站个体中,68%的气象站积雪日数趋于上升;多数气象站积雪连续日数呈现不显著上升,但是下降的绝对值大于上升;积雪初日提前和延迟的气象站数目基本持平,84%的气象站积雪终日提前;84%的气象站积雪期缩短。除积雪期积雪率之外的积雪指标,空间分布上均满足"西北-东南"方向阶梯状变化趋势。(4)绝大多数气象站积雪日数与积雪期平均温度有负相关关系,所有气象站的积雪日数与0℃以下天数、降雪天数、降雪率之间存在明显正相关关系。极涡面积指数与冬季平均温度之间存在显著负相关关系,与积雪日数之间不存在显著相关关系。(5)2017-2022年冬季相比2012-2017年温度升高、降水增多。(6)冬季积雪资源变化趋于丰富,但是实际积雪指标处于较低状态,并且2月份的变化趋势与冬季相反;冬季积雪稳定性很可能下降,其中2月份下降趋势明显,因此需要做好人工造雪的准备。
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P426.635

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