气候变化对秃尾河流域径流量的影响

为探讨秃尾河流域径流量对气候变化的关系,利用秃尾河流域1970～2005年36 a来的气温、降水和天然径流量数据,对该流域气温、降水和径流量年际和季节性的变化特征及趋势进行了分析,研究了气候因子与径流量的相关性.研究结果表明:秃尾河流域年平均气温呈现明显升高趋势,以冬季升温为主；年降水表现为缓慢减少趋势,降水减少主要表...     

半干旱草原型流域径流变化特征及其影响因子定量分析

研究引起径流变化的主要驱动因子对流域水文水资源与生态相关研究具有重要的指导意义。以典型草原型流域-锡林河流域1970-2014年径流及气象数据为基础,采用Mann-Kendall法、弹性系数法定量分析了气候变化及人类活动对径流变化的贡献程度。结果表明:近45a来锡林河流域年径流量呈显著下降的趋势,在1979、1986和1998年发生突变。1980-1986年人类活动对径流减少的贡献率为46.57%;1987-1998年人类活动对径流增加的贡献率高达91.46%,气候变化的贡献率仅为8.54%;1999-2014年人类活动对径流减少的贡献率为66.16%。整体而言,人类活动是锡林河流域径流变化的主要驱动力。     

气候变化和人类活动影响下的北大河流域径流变化分析

基于北大河流域周边台站的气象水文数据,综合运用趋势分析、Mann-Kendall突变检测和Hurst指数(R/S分析法)等方法,从气候变化和人类活动两个方面分析了流域径流的变化趋势及原因,重点探讨了冰川变化对河川径流的影响。结果表明:1950s-2015年,北大河流域整体上呈现增温增湿的变化趋势,其中升温趋势显著,而降水增加不明显。气候变化在山区和平原区特点不同,山区增温增湿的幅度明显高于平原区。气温和降水年际变化序列都具有持续性,未来气温将持续快速上升,降水将微弱增加。径流的年际变化呈现不显著的减少趋势,减少率为0. 11×10~8m~3/10a,且未出现明显的突变点。流域内人类活动对径流的影响极小,气候变化是引起径流变化的主要原因。在1980s-1990s,山区降水的阶段性减少以及冰川处于相对稳定状态造成河流径流的持续减少,并在1990s后期达到最少;2000年以来,持续增温造成冰川融水急剧增加成为近期径流增加的主要原因,气候转型引起的降水增加也在一定程度上加剧径流增加。     

三江平原挠力河流域近50年降水时空分布特征

通过非参数检验法(Mann-Kendall)分析三江平原挠力河流域19个气象站点近50年(1956-2004)降水序列的变化趋势,并利用Surfer8.0做出流域降水量及倾斜度β值等值线图,研究该流域降水的时空分布特征。结果表明:时间上,总体上挠力河流域降水以年均1.500mm/a的幅度逐渐减少,其中9月份降幅最大,为-0.439mm/a;同时,夏秋两季(6～11月)降水都是减少的,特别是夏季(6～9月),降幅达-1.485mm/a;此外,流域降水年内分布不均,其中夏季降水最多,占全年降水总量的69.8%。空间上,对于年序列而言,降水大致以七星河流域为中心向下游逐渐增加,同时,龙头站附近出现了降水减少的低值中心;对于季序列而言,挠力河流域春季降水逐渐增加,最大值为0.338mm/a(八五三),而夏、秋、冬季降水逐渐减少,其中夏季降水变化较复杂,秋季降幅均值最大,冬季降幅最小。     

河西走廊三大内陆河流域出山径流变化特征及其影响因素分析

以1961-2010年河西走廊三大内陆河流域出山年径流资料为基础,综合运用趋势分析、MannKendall突变检测、Morlet小波分析、R/S分析、降水-径流深度双累积曲线等多种数理分析方法,研究了河西走廊三大内陆河流域出山年径流的变化特征、影响因素及未来可能的变化趋势。结果表明:(1)1961-2010年,石羊河流域出山年径流呈微弱减少趋势,黑河流域和疏勒河流域出山年径流呈显著增加趋势,50年来黑河流域和疏勒河流域出山年径流存在显著突变特征;(2)1961-2010年,石羊河流域和黑河流域出山年径流经历了"枯-丰-枯-丰"4次交替,疏勒河流域出山年径流经历了"枯-丰"2次交替;(3)1961-2010年,石羊河流域、黑河流域、疏勒河流域出山年径流变化的主周期分别为5年、22年和15年,但不具有统计显著性;(4)河西走廊三大内陆河流域出山年径流变化受祁连山区降水影响较大,山区人类活动对年径流变化影响较小;(5)未来石羊河流域出山年径流可能呈减少趋势,黑河流域和疏勒河流域出山年径流可能呈增加趋势。     

内蒙古巴拉格尔河径流变化的驱动因素

基于巴拉格尔河流域1959—2015年的水文、气象和社会经济等数据,采用累积距平法、改进的Mann-Kendall趋势检验法和累积量斜率变化率比较法等,定量分析了年代、水文年、季和月尺度下的径流变化规律及主要驱动因素。结果表明:巴拉格尔河流域径流量在各时间尺度均呈现显著减少趋势,而各气候要素的波动变化趋势不明显,流域内社会经济快速发展,人类活动显著;径流量在2000年代最小,相对于1960年代来说减少了74.78%;流域径流变化最显著的突变点为1998年,变化期(1999—2015年)与基准期(1959—1998年)相比,该流域气候波动对径流减少的贡献率仅为28.86%,而人类活动对径流减少的贡献率达到71.14%,因此,人类活动是引起径流量减少的主要驱动因素。     

叶尔羌河流域气温、降水及径流变化特征分析

应用叶尔羌河流域的9个水文、气象站的观测资料,分析了叶尔羌河流域的气温、降水、径流的变化特征.结果显示:年代际时间尺度上叶尔羌河全流域以及帕米尔高原区、低山丘陵区、平原区在20世纪90年代以来呈明显的增暖、变湿趋势;44 a来年平均气温均呈显著的线性增加趋势,帕米尔高原区秋季温度上升最显著,平原区冬季升温最显著;帕米尔高原区与平原地区均以夏季降水的线性增湿最为显著;近50 a来,叶尔羌河流域中,仅提兹那甫河年径流量呈显著线性增加趋势,叶尔羌河年径流量虽然也呈线性增加趋势,但不显著;叶尔羌河与提兹那甫河年径流量自70年代以来呈反位相变化.     

和田河流域半世纪来气温、降水突变分析

利用和田河流域和田市气象站1954-2007年逐月气温及降水资料,采用Mann-Kendall、滑动t和Yamamoto法联合检测半世纪来和田河流域气温、降水年及四季突变事实,结果发现:半世纪来,和田河流域气温发生了以变暖为主的显著突变,春、夏、秋三季和年突变点在90年代中期1996～1997年,冬季在1984～1985年;除秋季外,年和春、夏、冬三季都有降水突变,年、春、夏季以突变增加为主,年、春季突变点在1986、2001～2002年,夏季在1985年,冬季以突变减少为主,出现在1978、1994年;气温、降水突变互有影响,1996年春、夏季出现的显著暖突变直接导致同年年气温的显著暖突变,1986年春季降水的突变增加直接导致同年降水的突变增加,1996年气温的显著暖突变引起同年年降水的显著减少突变;不同突变检测方法灵敏性不同,应将多种方法结合使用,以增加突变检测点的可信度和确定性。     

全球变暖情境下天山山区水循环要素变化的研究

根据有关水文气象台站的观测资料,分析了1960~2005年来天山山区气温、降水、径流的变化。结果表明:受全球升温的影响,自上个世纪80年代以来天山山区气温明显升高,近十年来增温幅度最大;天山南坡降水增加幅度高于天山北坡,尤其是天山南坡西段是近十年降水增幅最大的区域。大多数水文站出山口径流量呈现增加的趋势。天山南坡从上个世纪80年代后期开始增加,天山北坡径流1996年后增加显著。近十年来天山南坡中西段河流出山径流量增加幅度在30%以上,并且春、夏、秋、冬四季径流量都呈增加趋势。相对来说,春夏两季天山南坡以降水补给为主的小河径流增加幅度较大;秋季天山山区受冰川融水补给的河流径流增幅较大;受冬季气温升高的影响,冬季天山南北坡的河流径流增幅都较大。     

1957-2012年讨赖河流域降水变化特征

在气象观测数据基础上,运用数理统计方法对讨赖河流域1957-2012年降水变化进行研究.结果表明:①20世纪60、80、90年代秋季降水量偏少,70年代及2000年以后偏多,其他季节20世纪70、90年代相对较少,80年代相对偏多;夏季降水2000年以后明显增加,年降水量60、70、90年代偏少,80年代及2000年以后偏多.②除春季降水略有下降、冬季无明显变化外,其他季节降水均呈增加趋势,夏季上升幅度最大且通过了显著性检验,秋季次之.③1957-2012年研究区降水量均存在26～30 a的长周期变化,此外,还存在15 a以及8 a左右的周期变化.④年、夏、秋、冬季降水量分别在1980、1972、2003、1970年突变增加,均通过了0.01的置信度水平检验,再次表明了讨赖河流域从暖干向暖湿转型的气候特征.     

近50年来喀什噶尔河流域气温、降水及径流的变化趋势

应用喀什噶尔河流域内7个气象站、3个水文站的观测资料,分析了全流域、平原区和帕米尔高原的气温、降水以及出山口控制站年径流量的变化特征.结果显示:①从20世纪90年代开始,喀什噶尔河全流域以及平原区和帕米尔高原的年以及冬、秋季明显增暖,近5年春季迅速增温.从90年代起,全流域与高原区的年降水量明显增加,近5年平原区也明显增加;自90年代起全流域的春季、夏季降水明显增加,而近5年秋、冬季增湿迅速;近5年平原区的秋、春季以及冬季降水增加明显,高原区却以夏、秋季增湿最明显.②喀什噶尔河全流域以及平原区和帕米尔高原的年气温与降水量都呈显著的线性增加趋势.平原区的秋、冬季气温显著上升,冬季最明显,夏季呈不显著的下降趋势;平原区的四季降水呈不显著的上升趋势.帕米尔高原的夏、秋、冬季气温呈显著的上升趋势,秋季最明显;帕米尔高原的四季降水呈上升趋势,只有夏季的增湿趋势较显著.③喀什噶尔河年径流量(3站合计)近47年来呈显著的线性上升趋势,以3.0%·(10 a)-1的速率增加.流域内3条河流情况有所不同,克孜河径流量的线性增加趋势最明显,而盖孜河呈不显著的下降趋势.     

Impact of climate factors on runoff in the Kaidu River watershed:path analysis of 50-year data

Runoff formation is a complex meteorological-hydrological process impacted by many factors,especially in the inland river basin.Based on the data of daily mean air temperature,precipitation and runoff during the period of 1958-2007 in the Kaidu River watershed,this paper analyzed the changes in air temperature,precipitation and runoff and revealed the direct and indirect impacts of daily air temperature and precipitation on daily runoff by path analysis.The results showed that mean temperature time series of the annual,summer and autumn had a significant fluctuant increase during the last 50 years(P < 0.05).Only winter precipitation increased significantly(P < 0.05) with a rate of 1.337 mm/10a.The annual and winter runoff depthes in the last 50 years significantly increased with the rates of 7.11 mm/10a and 1.85 mm/10a,respectively.The driving function of both daily temperature and precipitation on daily runoff in annual and seasonal levels is significant in the Kaidu River watershed by correlation analysis.The result of path analysis showed that the positive effect of daily air temperature on daily runoff depth is much higher than that of daily precipitation in annual,spring,autumn and winter,however,the trend is opposite in summer.     

近52年来磴口地区气候变化分析

本文分析了磴口52年(1954-2005)逐月平均气温和降水量。结果表明:年平均气温逐年代递增,低温年发生在50至70年代,暖温年发生在80年代后,体现为"前凉后暖"的特点;年平均气温及各季平均气温均呈明显上升趋势,增长幅度依次为冬季>全年>春季>秋季>夏季。降水量年代际变化比较明显,60年代与90年代降水明显偏多,其它年代偏少,而且70年代是降水偏少的转折时期。年际间降水变化趋势不明显,丰水年与枯水年分别为36.5%和27.0%。降水的年际变幅夏季最大,秋季次之,冬季最小。降水主要集中在夏季,而且年降水的波动形态与夏季基本一致。     

黄土塬区降水变化对冬小麦土壤耗水特性及水分利用效率的影响

采用人工遮雨棚和自流滴灌系统来实时人工干预降水,研究了黄土塬区不同降水条件即正常降水(CK)、降水减少1/3(R-1/3)和降水增加1/3(R+1/3)条件下,麦田0~4 m土壤水分变化、冬小麦耗水特性及WUE。结果表明:(1)降水变化改变了冬小麦对土壤水的利用和补给;降水减少,冬小麦对土壤水的利用增强,导致生育期和休闲期深层土壤含水量降低,且很难补充恢复;降水增加,冬小麦也会部分利用深层土壤水,土壤含水量在生育期呈降低趋势,在冬小麦收获后,土壤水得到补给,土壤含水量会逐渐恢复并高于前期土壤含水量。(2)冬小麦优先利用降水转化而来的土壤水,然后利用土壤前期储水;对于越冬~成熟期的总耗水量(ET)组成,R-1/3处理的冬小麦对降水和0~2 m土壤水分的利用增强,降水量(P)和0~20 m土壤贮水变化量(ΔW0-2 m)各自约占ET的40%;R+1/3处理P占ET的比例约是ΔW0~2 m的1倍多;CK处理P占ET的比例比ΔW0~2 m高15%左右;降水减少,降水占耗水量的比例降低,0~2 m土壤水占耗水量比例增加;降水增加,则有相反的结果。(3)降水减少,WUEbio(基于生物量的WUE)相对于CK处理降低了1.3%,但产量下降程度(7.1%)小于耗水下降程度(14.2%),WUEgrain(基于籽粒产量的WUE)反而增加;降水增加,相对于CK处理生物量减少5.3%而籽粒产量增加4.5%,但水分的消耗增加了11.4%,WUEbio和WUEgrain均降低。总之,降水变化改变了冬小麦对土壤水的利用、土壤水的补给、冬小麦的耗水组成以及生物量和产量的平衡,最终影响冬小麦WUE。     

西安市气温和降水变化趋势分析

利用西安市1961-2009年的月平均气温与降水资料,对西安市气候特征及动态变化进行分析。结果显示：年平均气温及春、秋、冬季气温呈上升趋势,增温率分别为0.3 ℃/10 a,0.54 ℃/10 a,0.23 ℃/10 a和0.42 ℃/10 a,春、冬季升温明显。1月平均气温总趋势上升,升温率为0.23 ℃/10 a,20世纪80年代开始7月升温明显。年降水量有减少倾向,春、秋季降水明显减少,其中春季减少率为-14.8 mm/10 a,而夏季降水明显增加,增长率为21.8 mm/10 a,冬季降水小幅度增加。80年代及2001-2009年汛期年均降水较多。春、夏、秋季气温与降水有较好的相关性,而全年及冬季气温与降水相关规律不明显。     

干旱区绿洲41年温度和降水变化趋势及分析

近年来,气候变化成为全球关注的热点问题,气温和降水量的变化直接影响到我国的生态环境建设和经济发展。本文以新疆石河子气象局1961~2002年年均气温、最大冻土深度和降水量观测资料为研究对象,运用线性拟合方法、滑动平均方法、散点图法进行趋势和相关关系分析。结果表明:(1)自20世纪60年代后期以来,石河子年均气温呈上升趋势,最大冻土深度呈下降趋势。(2)石河子年降水量呈上升趋势,而每年的降水量主要集中在春季。(3)石河子春、夏、秋三季节随着温度升高降水量下降,冬季则相反。(4)用M-K法分析,得出历年温度和降水发生了突变及发生突变的时间。     

1960—2019年黄河源区气候变化时空规律研究

黄河源区是气候变化敏感区及生态环境脆弱区,也是黄河的主要产流区,其气候变化问题备受关注。利用黄河源区均一化气温和降水观测数据,系统分析了近60 a黄河源区平均气候与极端气候事件的变化特征。结果表明:1960—2019年黄河源区年平均气温、平均最高及最低气温表现出增温趋势的一致性,且源区东部增温幅度高于西部;黄河源区年均气温在2000年前后发生突变转折,转折后升温速率达0.61℃·(10a)^-1,高于1960—2019年的增温率0.37℃·(10a)^-1。1960—2019年黄河源区年降水量总体呈微弱增加趋势[7.6 mm·(10a)^-1],2003年后进入降水偏多阶段,近10 a(2010—2019年)源区平均年降水量达到610 mm;春、夏、冬季降水增多,秋季降水减少;其中源区东部夏、秋季降水减少明显,阶段性干旱风险加剧。近10 a源区平均气温、降水量均为60 a来最高值,总体处于最暖湿阶段。受持续暖湿化影响,1960—2019年黄河源区平均极端气温阈值呈显著的增大趋势,而霜冻日数减少;年最大3日降水量和强降水日数增多,降水强度增大,其中尤以夏季最为显著,对源区生态保护和水资源利用乃至黄河全流域高质量发展均可能带来风险挑战。     

Long-term variations in runoff of the Syr Darya River Basin under climate change and human activities

In this study,we analyzed the hydrological and meteorological data from the Syr Darya River Basin during the period of 1930–2015 to investigate variations in river runoff and the impacts of climate change and human activities on river runoff.The Syr Darya River,which is supplied by snow and glacier meltwater upstream,is an important freshwater source for Central Asia,as nearly half of the population is concentrated in this area.River runoff in this arid region is sensitive to climate change and human activities.Therefore,estimation of the climatic and hydrological changes and the quantification of the impacts of climate change and human activities on river runoff are of great concern and important for regional water resources management.The long-term trends of hydrological time series from the selected 11 hydrological stations in the Syr Darya River Basin were examined by non-parametric methods,including the Pettitt change point test and Mann-Kendall trend tests.It was found that 8 out of 11 hydrological stations showed significant downward trends in river runof f.Change of river runoff variations occurred in the year around 1960.Moreover,during the study period(1930–2015),annual mean temperature,annual precipitation,and annual potential evapotranspiration in the river basin increased substantially.We employed hydrological sensitivity method to evaluate the impacts of climate change and human activities on river runoff based on precipitation and potential evapotranspiration.It was estimated that human activities accounted for over 82.6%–98.7%of the reduction in river runoff,mainly owing to water withdrawal for irrigation purpose.The observed variations in river runoff can subsequently lead to adverse ecological consequences from an ecological and regional water resources management perspective.     

新疆阿勒泰地区降水变化特征分析

采用阿勒泰地区7个气象观测站1961-2009年逐月和2010年1～3月降水量资料,运用Mann-Kendall趋势检验、Cubic函数、Mann-Kendall突变检测、R/S分析、Morlet小波变换法,对该地区降水量进行分析。结果表明：① 该地区年和冬季降水量呈显著的增多趋势,其他季节没有显著的变化;区域中存在较大的差异;降水量的线性趋势与Mann-Kendall趋势变化基本一致。② Cubic函数曲线拟合表明,年和春冬季降水量呈单调上升趋势,由少到多转型的时间在20世纪60年代初中期;夏季降水量呈现多、少、多、少的变化,目前处于低值点;秋季变化不明显;各站点中时空分布存在较大的差异。③ 年降水量在1983年前后、夏季在1987年前后发生了由少到多的显著突变,春秋季无显著突变,冬季无突变点;各区域中突变的时间不一致。④ 年及各季降水量存在显著的年代际和年际尺度的周期变化。⑤ 降水量的变化具有反持续性。     

Estimation of water balance in the source region of the Yellow River based on GRACE satellite data

Water storage has important significance for understanding water cycles of global and local domains and for monitoring climate and environmental changes.As a key variable in hydrology,water storage change represents the sum of precipitation,evaporation,surface runoff,soil water and groundwater exchanges.Water storage change data during the period of 2003-2008 for the source region of the Yellow River were collected from Gravity Recovery and Climate Experiment(GRACE)satellite data.The monthly actual evaporation was estimated according to the water balance equation.The simulated actual evaporation was significantly consistent and correlative with not only the observed pan(20 cm)data,but also the simulated results of the version 2 of Simple Biosphere model.The average annual evaporation of the Tangnaihai Basin was 506.4 mm,where evaporation in spring,summer,autumn and winter was 130.9 mm,275.2 mm,74.3 mm and 26.1 mm,and accounted for 25.8%,54.3%,14.7% and 5.2% of the average annual evaporation,respectively.The precipitation increased slightly and the actual evaporation showed an obvious decrease.The water storage change of the source region of the Yellow River displayed an increase of 0.51 mm per month from 2003 to 2008,which indicated that the storage capacity has significantly increased,probably caused by the degradation of permafrost and the increase of the thickness of active layers.The decline of actual evaporation and the increase of water storage capacity resulted in the increase of river runoff.