汉江上游流域水文循环过程对气候变化的响应

气候变化对水资源的时空格局及水循环产生了不同程度的影响。以汉江上游流域为例,采用线性回归法、Mann-Kendall非参数检验等方法,分析了1961-2013年的水文气象要素变化特征;构建了分布式时变增益模型(DTVGM),验证了模型在该流域的适用性;根据CMIP5多模式集合平均的结果,分析了RCP4.5和RCP8.5情景下2011-2099年的降水、气温及径流的响应过程。结果表明,1961-2013年汉江上游流域年降水量随时间缓慢减少,气温显著上升,年均径流量显著减少;在两种气候情景下,未来该流域降水量较基准期有所增加,气温随时间将显著上升,径流量较基准期减少但是随时间呈现增加趋势。结果预示着在未来气候变化的情况下,汉江上游流域水文循环将受到较大影响,可能出现一定程度的水资源短缺。     

滇池流域气候变化及与水资源利用的关系

利用昆明站1953-2000年的逐日气象数据、滇池1961-2004年月平均水位流量、海口和蔡家村水文站1953-2005年逐月径流量及2000水平年的社会经济统计资料,采用Mann-Kendall方法分析了滇池流域近50年来的气候环境和农业用水变化趋势,Granger因果分析方法检验流域降水与径流的因果关系。研究结果表明:①滇池流域内气温升高,日照时数、相对湿度和平均风速降低,降水量略微增加;年均ET0显著降低,在1990年前后发生由减少到增加的转折变化;干湿指数为雨季增加、枯季显著降低;水稻灌溉定额和农业综合灌溉定额都呈减少趋势。②在1-3、8、9月份出现"蒸发悖论"现象,蒸发量与降水量之间的变化趋势存在"逆向关系"的时段为1-3、9、10、12等月份。③昆明站年降水与蔡家村站年径流无因果关系,但与海口站年径流在10%的检验水平上存在因果关系;在年度、枯季及汛期,海口站年径流与下游的蔡家村站年径流都存在明显的因果关系。④滇池出湖径流变化与流域内降水的不一致性,反映出全球气候变化已对滇池流域的水资源利用产生了影响,但滇池水生态环境的修复治理仍须立足于全社会节约用水、城市截污和污水资源化、水源地保护、外流域引水等措施。     

2000—2012年科尔沁沙地植被与气候因子间的响应关系

利用2000—2012年气温、降水量、归一化植被指数（NDVI）数据,对科尔沁沙地气候与植被变化特征及其定性与定量响应关系进行了分析。结果表明,研究区植被长势自东向西逐渐变差有28.56%的面积呈变差趋势,其余呈变好趋势;多年植被长势呈变好趋势,降水呈微弱增加趋势,气温变化趋势不明显。累积2~3个月降水量、当月及平均2~3个月气温对植被影响较大;降水量增多、年内4—11月份气温升高、4—8月份单月年际变化中4月最低气温升高和6—8月份平均、最高气温降低,均促进植被生长;水热同期比单独因子变化对植被影响更大。NDVI在0.03~0.33时受气温影响显著;在0.33~0.43时受降水量影响显著;在0.43~0.62时受水热共同影响显著;在0.53~0.62时气温升高会抑制生长。当降水、气温分别在一定范围内变化,或在一定范围内变化时的水热共同作用下,NDVI响应于一定范围,且部分响应范围间有共同的重叠响应区域。     

多模式多情景下西北内陆干旱区未来气候变化预估

基于排放情景RCP2.6,RCP4.5和RCP8.5,采用站点实测资料、ERA-40再分析资料以及从23种大气环流模式中优选的5种大气环流模式数据,构建统计降尺度模型SDSM,预估中国西北内陆干旱地区黑河流域的未来(2021-2050年)日最高、最低气温以及降水情景.结果表明:构建的降尺度模型对黑河流域气温模拟效果较好,率定期及验证期中的决定系数R^{2和纳什效率系数NSE均在0.9以上,均方根误差RMSE整体控制在实测值的20%内;降水模拟效果较气温而言略差,但除下游沙漠地区模拟效果一般外,其余地区模拟结果的R2及NSE均在0.500以上.未来情景预估结果表明:较基准期(1976-2005年)而言,未来3种排放情景下仅1种模式模拟的降水量整体呈下降趋势,其余4种模式模拟的结果有增有减,年降水量变化幅度大多在±10%以内;不同季节、月份间的降水量变幅差异性更为显著,且大多模式显示出夏季降水减少,春季降水增多的现象;所有模式模拟的未来最高、最低气温较基准期而言均呈上升趋势,最高气温增幅大于最低气温增幅,且气温增幅随典型浓度目标值提升而升高.}     

变化环境下的元谋干热河谷区水热响应分析

以变化环境影响下的脆弱区金沙江元谋干热河谷为研究对象,通过多种验证方法,研究气温、极端最高气温、极端最低气温、降水量、日降水量大于0.1 mm的日数和最大日降水量等水热指标对变化环境的响应规律.结果表明:从年际来看,自1956年以来,年均气温、极端最高气温均呈降低趋势,而极端最低气温则微弱升高,降水量、日降水量大于0.1 mm的日数和最大日降水量均为升高趋势;从年内来看,平均气温四季均为降低趋势,春季最显著,秋季最不明显,降水量四季均表现为增加趋势,其中春季最显著,冬季最不显著;从未来趋势来看,平均气温维持降低趋势的概率比升高的大,年降水量维持增加趋势的概率较转向降低趋势的概率要大,干热河谷有可能转为干暖或干温河谷.     

雅砻江流域1961-2018年极端气候时空演变研究

近年来我国极端气候事件频发，研究极端气候的变化规律，能够预防自然灾害对人类生活造成的伤害以及水资源分布的失衡。雅砻江拥有我国重要的水电能源，基于雅砻江流域1961-2018年日降雨、日气温数据计算得到26个极端气候指数，利用线性拟合、Sen’s斜率估计、Mann-Kendall突变检验以及Pettitt检验法分析极端气候指数的趋势和突变；使用反距离权重空间插值法（IDW）进行空间插值，分析极端气候指数的空间分布特征。结果表明：雅砻江流域极端高温、低温以及平均温差指数在空间上都是南高北低；流域北部气温偏寒，结冰和霜冻日数偏长，而南部气温偏暖，夏天日数和生长期长度偏长。极端降水指数除持续干期，其他指数在空间上也是南高北低，且在东南部达到最大值。在全球气候变暖的趋势下最高和最低气温极值温度上升，高温增长速率小于低温增长速率，从而温差逐渐缩小；结冰和霜冻日数减少，夏天日数、生长期长度和暖日持续日数增加，使得流域冬季变短夏季变长，适合动植物生长的温度持续时间增长。极端降水指数除了持续干期，其余指数均呈现上升趋势，年降水量增加幅度最大，强降水量增加幅度次之。说明1961-2018年雅砻江流域极端气...     

根河流域1980-2017年气候和径流的变化特征分析

根河流域处于我国寒温带地区,气候和自然环境较为特殊,分布着大面积冻土,对于气候变化非常敏感。【目的】通过分析根河流域气象要素和径流的变化,探讨气候和水文之间的相互关系,为该流域的水资源科学管理提供理论依据。【方法】以额尔古纳水系根河流域为研究对象,利用M-K检验和Hurst指数等方法,分析根河流域1980-2017年气象要素和径流的变化趋势及相互作用关系。【结果】①根河流域年平均气温在1980―2017年,共上升了1.10℃,在α=0.01的水平上呈上升趋势,且上升趋势有较强的持续性(H=0.75)。其中,生长季的气温变化最为强烈(Z=4.63)。②根河流域生长季降水量占年降水量的85%,趋于下降趋势,下降幅度为1.68 mm/a。③根河流域始冻期和完全冻结期的空气相对湿度分别α=0.001和α=0.01的水平上显著下降,且下降趋势有很强的持续性(H=1.0),变化幅度为0.05%/a。④根河流域径流量趋于下降趋势,在1997年和1999年发生突变,不年降水量发生突变的时间基本吻合,且降雨不径流的变化趋势一致,相关性分析表明,降雨不径流的相关系数为0.91。⑤根河流域径流量不年均气温相关系数为0.50,气温主要以增加流域各因子的蒸散发以及土壤和河流冻结、融化的时间或面积来影响流域径流量。【结论】根河流域降水量和径流在1980―2017年没有很大的变化趋势,气温呈猛烈的上升趋势,流域气候整体上趋于夏季越来越干冷,冬季干热的趋势。     

近55年来气候变化和人类活动对增江径流变化影响的定量研究

为探讨增江流域径流的变化特征及其对气候变化和人类活动的响应,选取1960-2015年河流实测径流量进行计算和分析。结果表明:56 a年来,增江流域径流总体呈微弱增加趋势,每10 a增加0.6 mm,1960s径流量最少,2000s的径流量最多,1960-1972年为枯水期,1972-1984年为丰水期,1984-1991年为枯水期,此后至今一直为平水期。增江流域具有明显的丰枯季节变化,汛期流量占年径流总量的80%,径流总体呈明显的不对称双峰型,最大峰值出现在6月份,而次峰都出现在8月,夏季Cv值最小,冬季丰枯振荡最为明显。域内气候增暖明显,降雨量增加,蒸发量减少,下垫面参数n减小,对径流的增加十分有利。径流对各因子的敏感度绝对值为:最低气温最高气温降水相对湿度太阳辐射LUCC风速。气候变化和人类活动的多年平均贡献率分别为51.1%、48.9%。1980s后人类活动对径流影响程度大幅增加,2000s后人类活动影响减少,趋于缓和,人类正在努力和自然处于一种和谐平衡关系。因此,人类活动对径流变化的影响不容忽视。     

资料匮乏地区径流降尺度模型构建及预测

基于贝叶斯神经网络,构建了资料匮乏地区的径流降尺度模型,模拟了叶尔羌河卡群站月平均径流,与BP神经网络的结果进行了对比,验证了BNN的优越性,并结合CMIP5三种气候模式GFDL_ESM2G,GFDL_ESM2M及MIROC5的RCP 4.5,RCP 6.0,RCP 8.5三种情景,对未来3个时段(2020年代,2050年代,2080年代)卡群站月平均径流进行了预测,并定量计算了预测的不确定性区间,研究表明:贝叶斯神经网络降尺度模型可以较好地捕捉叶尔羌河的径流特征,即相关系数达到0.9以上,效率系数达到0.8,且模拟效果比ANN较优;未来情景下,叶尔羌河流域受气温升高影响,3个时段年径流均呈现增加的趋势,增加幅度分别为75%~92%,83%~110%,88%~127%,其中RCP8.5情景下的径流增加幅度比其他情景较明显;不同月份径流存在不同程度的增加趋势,其中5-8月份变化趋势相对较明显。     

玛纳斯县大棚卷帘机的推广与应用

玛纳斯县位于天山北麓中段,准噶尔盆地南缘,气候特点是冬季严寒、夏季酷热,热量充足,降水量少且分布不均。年平均温度6.9℃,极端最高气温42.0℃,极端最低气温-37.7℃,年降水量190.1mm,年最大降水量为41.8mm,无霜期168天。县境内有塔西河和玛纳斯河两条河流,为农作物生长提供了稳定的灌溉水源。玛纳斯属大陆性气候,气候干燥,年平均气温地区差异较大,年降水量为190mm,山区降水量最多,北部降水量最少,地区分布大体呈现由南向北减少的趋势。     

变化环境下的龙川江流域水循环要素响应与趋势

根据实测资料,分析了1950年以来龙川江流域气温、降水、水面蒸发和径流等水循环要素的变化情况.结果表明受全球升温的影响,龙川江流域气温和降水量均为较明显的升高和增加趋势,年径流量呈现为非常微弱的减少趋势,而年蒸发量则表现为非常明显的减少趋势.从年代际来看,气温在20世纪80年代以前是偏冷期,80年代以来为偏暖期;蒸发量...     

开展秋冬浇地 扩大灌溉面积

我旗的农民总结出这样一条经验:"见苗三分收",所以干旱的北方,如何抓春苗,是获得农业稳产高产的一个关键环节.在当地气候干旱、水源短缺的情况下,大力开展秋冬浇地,是扩大灌溉面积,增强农业后劲的有力措施.我旗的气候特点是干旱少雨、冬天寒冷、夏季酷热,多年平均降水量仅330毫米,多年平均气温4.5℃,最高气温39.4℃,最低气温-30.1℃,无霜期137天,降水量集中在6～8月份,占全年降     

滦河流域月降雨空间变异性研究

介绍了 权重系数法推求普通kriging的理论半变异函数模型参数，并将这种方法应用到滦河流域月降雨空间变异性研究中，然后采用交叉验证法检验了kriging法的插值效果。根据计算结果分析可知，各月变程变化范围较大，其中8月份变程最大，为178km，说明该月降雨空间变异性最小。同时，各个月份的 比值范围在0～23.08%之间，这表明滦河流域降雨量具有较强的空间相关性。     

牧区供水基本井技术改造

苏尼特右旗位于内蒙古高原中部,总土地面积26 700km~2,草场面积26 672km~2,总人口69 000人,是一个纯牧业旗,1989年牲畜创历史最高水平达到109万头。这个旗属干旱大陆性气候,年平均气温4.6℃,最高气温37.9℃,最低气温-33.5℃,多年平均降水量180mm,蒸发量2 800mm,无霜期120天,境内无地表径流,以开发利用地下水为生。     

基于统计降尺度的长春市未来气候变化趋势分析

应用统计降尺度模型SDSM（Statistical Downscaling Model）,对GCM输出序列进行降尺度处理,生成长春市未来气候变化情景,并利用线性趋势、滑动平均、Mann-Kendall趋势分析等方法分析对2020s（2010-2039年）、2050s（2040-2069年）和2080s（2070-2099年）3个时期的气温和降水的变化特征进行了分析。模拟结果表明,验证期（1976-1990年）内,长春市月平均日最高气温的实测值和模拟值拟合的很好,SDSM模型能够较好的模拟生成长春市未来气候变化情景。与基准期相比,2020s,2050s和2080s最高气温平均分别上升1.67℃、3.44℃、5.65℃,最低气温平均分别上升1.07℃、2.68℃、4.69℃,平均日气温倾向率变化为0.63℃/10年;年降雨量也呈增加趋势,倾向率变化为11mm/10年;研究区未来气温和降雨量年内变化情况呈现不均匀性,春季降水量呈下降趋势,夏季降雨量呈现显著增加趋势,倾向率变化为12.7mm/10年,且相对于其他季节,夏季对全年降雨量的增加贡献最大,秋季降雨变化不显著,冬季增加趋势较平稳;与其他各季相比,气温在夏季的增幅最显著。分析成果为进一步研究未来气候变化情境下长春市水资源状况提供理论基础。     

近57年舞水河流域极端温度变化特征分析

基于舞水河流域内部及周边三个国家气象站1958-2014年的逐日最高和最低温度资料,采用统计方法对舞水河流域极端温度变化特征进行分析。结果表明近57年来舞水河流域:(1)年平均最高、最低温度均表现出上升趋势,变化速率分别为0.08℃/10 a和0.19℃/10 a;(2)春季平均最高气温的上升幅度最显著,为0.16℃/10 a,秋冬季平均最低气温的上升趋势最显著,为0.23℃/10 a;(3)年平均最高、最低气温于1990s末进入持续正距平期;(4)霜日、冷夜日数呈显著减少趋势,暖夜日数呈显著增加趋势,三个极端温度指数显著减少和增加都始于1980s中期。     

青海湟水流域气温与降水时空变化特征

为了分析青海湟水流域气温与降水的时空变化特征,选取流域13个气象站点1959―2006年逐日降水与气温资料,用Mann-Kendall突变检验、小波分析等方法研究了气温与降水时空变化特征。结果表明,流域多年平均年降水量在年内分配极不均匀,降水量在春季和冬季有增加趋势,夏季和秋季有减少趋势;降水量以2.13 mm/10 a的速率减少。流域多年平均气温和月平均气温均呈升高趋势,年平均气温以0.348℃/10 a的速率升高。降水和气温空间分布极不均匀,流域西北和东南地区降水量较少,中部地区降水量较多;流域多年平均气温自西北地区到东南地区逐渐升高。年降水系列的突变点在2001年,第一主周期为3 a,第二、第三主周期分别为8 a和15 a;年平均气温系列无突变点,第一主周期为25 a,第二、第三、第四主周期分别为8 a、15 a和3 a。     

基于CMIP5模式的不同集合方法对鄱阳湖流域降水及气温模拟能力的比较

全球气候模式被广泛应用于未来气候模拟及评估，其对地区实际气候模拟的准确性决定了研究结论的可靠性。为探索不同集合方法对降水和气温的模拟能力，基于第五次耦合模式比较计划CMIP5中的19个气候模式历史数据，比较了各模式对鄱阳湖流域气候的模拟能力，并选出最优模式；在此基础上，运用集合算术平均及贝叶斯模型平均（BMA）方法，构建了全模式等权集合、择优模式等权集合、全模式BMA集合及择优模式BMA集合4种多模式集合模型，评估了各集合模型对鄱阳湖流域气候变化的模拟能力。结果表明：(1)单模式及集合模型对气温的模拟能力优于对降水的模拟能力；(2)在年尺度上，全模式等权集合和择优模式等权集合模型低估了流域的多年平均气温及降水，而全模式BMA和择优模式BMA模型能较好地描述流域多年气候平均态，其中择优模式BMA模型优于全模式BMA；在月尺度上，全模式BMA模型在气温及降水的率定期与验证期均有着较好的模拟效果；(3)全模式BMA集合和择优模式BMA集合模型模拟的气温呈现南高北低、东高西低的分布特征，降水表现出东高西低、北高南低的分布特征，相较于全模式等权集合和择优模式等权集合模型能更好地再现流域降水与气温...     

VIC模型在西江流域径流模拟中的应用

基于大尺度陆面水文模型VIC模型,以确定性系数、相对误差为评判标准,以1961-1990年为研究期,对西江流域12个水文站的径流过程进行模拟分析。结果表明:在研究区参数率定期与验证期内,多年径流模拟效果良好,确定性系数较高,相对误差较小;以1975年为例,VIC模型能够基本再现天峨、武宣水文站年内日径流过程。可见VIC模型在西江流域基准年时期具有较好的适用性,可为流域径流预报以及区域未来气候变化对径流变化影响的研究奠定一定基础。     

基于线性回归的电网夏季降温负荷与气温相关性分析

以徐州地区历史负荷及气温数据为基础,采用最大负荷比较法估算降温负荷大小,给出降温负荷在地区负荷中的占比。并利用线性回归方法分析降温负荷同日平均气温、日最低气温、日最高气温三种气温因子之间的相关关系,结果表明日平均气温对降温负荷相关性最大,其次为日最低气温,最次为日最高气温,并给出日平均气温位于25℃以下、22~28℃、28~30℃、30℃以上四个不同区间时,温度每升高1℃降温负荷的增加量的结论。