黄河断流与El Nio事件的遥相关

黄河断流事件的发生是人为因素与自然因素———人类生产活动用水量急增与天然径流量骤减共同作用的结果。自然因素作为天然背景具有不可低估的作用,在引起黄河断流的所有气候因子中,降水减少的贡献最显著,其次是蒸发增加的影响。当代黄河断流事件的发生和持续加重似与El Nin~o事件的频繁发生及其持续强劲有某种关联,本文即通过对黄河径流及其流域内的降水、蒸发、气温等方面气候因素与El Nin~o事件的遥相关作用进行分析,寻求导致黄河径流减少的可能原因,从而揭示黄河断流与El Nin~o事件的联系。结果表明,通常情况下,ElNin~o事件发生时,黄河流域年平均降水量减少10.35%,可造成黄河年径流减少12.95%(含有来自蒸发增加所造成的影响),约相当于减少73.45×108m3的水量。随El Ni~no事件强度的加深,降水量与径流量均迅速递减,强El Nin~o事件黄河流域年平均降水量减少20.43%,黄河径流量减少25.59%(147.17×108m3);1997年断流最严重时降水减少30.62%,径流骤减40.27%(229.96×108m3)。可见El Ni~no事件对黄河断流所造成的影响是相当深刻的。     

黄河断流与El Ni(～n)o事件的遥相关

黄河断流事件的发生是人为因素与自然因素——人类生产活动用水量急增与天然径流量骤减共同作用的结果。自然因素作为天然背景具有不可低估的作用,在引起黄河断流的所有气候因子中,降水减少的贡献最显著,其次是蒸发增加的影响。当代黄河断流事件的发生和持续加重似与El Nin〖DD(Y-1.5mm〗~〖DD)〗o事件的频繁发生及其持续强劲有某种关联,本文即通过对黄河径流及其流域内的降水、蒸发、气温等方面气候因素与El Nin〖DD(Y-1.5mm〗~〖DD)〗o事件的遥相关作用进行分析,寻求导致黄河径流减少的可能原因,从而揭示黄河断流与El Nin〖DD(Y-1.5mm〗~〖DD)〗o事件的联系。结果表明,通常情况下,El Nin〖DD(Y-1.5mm〗~〖DD)〗o事件发生时,黄河流域年平均降水量减少10.35%,可造成黄河年径流减少12.95% (含有来自蒸发增加所造成的影响),约相当于减少73.45×108 m3的水量。随El Nin〖DD(Y-1.5mm〗~〖DD)〗o事件强度的加深,降水量与径流量均迅速递减,强El Nin〖DD(Y-1.5mm〗~〖DD)〗o事件黄河流域年平均降水量减少20.43%,黄河径流量减少25.59%（147.17×108m3）;1997年断流最严重时降水减少30.62%,径流骤减40.27%（229.96×108 m3 ）。可见El Nin〖DD(Y-1.5mm〗~〖DD)〗o事件对黄河断流所造成的影响是相当深刻的。     

黄河上游和源区气候、水文的年代际变化及其对华北水资源的影响

利用我国气象观测站1951~2000年降水、气温资料以及黄河上游有关水文测站1960~2003年的径流资料,分析了黄河上游和源区气候的年代际变化及其对径流变化的影响,并分析了黄河上游径流变化对华北水资源的影响。分析结果表明:黄河上游和源区降水从20世纪90年代有所减少,气温明显上升,导致了黄河源区和上游径流量锐减。黄河上游径流的减少是90年代黄河下游流量锐减、黄河断流天数增多的重要原因,并表明了黄河上游来水量的多少是影响华北地区水资源的重要原因。     

中国当代土地利用变化对黄河流域径流影响

使用区域气候模式(RegCM3)和大尺度汇流模型(LRM),研究中国地区土地利用/植被覆盖变化对黄河流域降雨径流过程的影响。RegCM3嵌套于欧洲数值预报中心(ECMWF)再分析资料ERA40,分别进行了中国区域在实际植被和理想植被分布情况下两个各15年(1987～2001年)时间长度的积分试验。随后,RegCM3 两个试验的输出径流结果分别用来驱动LRM。与观测资料的对比分析表明,在实际土地利用状况下,LRM能较好地模拟黄河河川径流的季节和年际变化。研究结果指出,当代土地利用引起了冬季黄河上游部分地区降水减少,中下游地区降水增加;引起夏季整个黄河流域降水的减少。总体来说,当代土地利用变化引起黄河流域年平均降水的减少。对于水文站河川径流量,除了冬春季略有增加外,其他月份河川径流均会减少,并且在9月减少最多。土地利用引起的植被退化造成黄河径流的大幅度减少,并且越向下游减少幅度越大,这可能是引起黄河下游断流的重要原因之一。     

近年来黄河下游断流的干旱背景分析

近年来黄河下游连年断流 ,引起社会的极大关注。文中根据全国 1 60个基本气象测站近47a的月降水量资料 ,应用旋转主分量分析等统计分析方法 ,分析了黄河流域平均降水量的年际变化 ,比较了全国各区域降水量异常及其累积程度 ,还与历史上著名的大旱灾荒和黄河下游断流事件作了对比分析。结果表明 ,近 2 0 a来 ,黄河流域尤其黄河下游山东省及其附近地区 ,遭遇到数百年一遇的气候上连续干旱阶段 ,近 1 0 a来累计少降的雨水总量 ,相当于黄河 4 a的径流量。黄河下游近 2 0 a里集中发生了 1 5 a明显的干旱年份 ,其中 5 a大旱 ,1 0 a干旱。其干旱的累积程度不仅是全国最严重的地区 ,而且超过了历史上著名的“崇贞大旱”(1 640年 )和 1 372年的大旱及黄河下游断流事件     

1997年汛期黄河流域干旱气象成因分析

分析表明,1997年汛期500hPa中纬度地区盛行纬向环流,西风带冷空气路径偏比、偏弱;盛夏期间黄河流域先后受贝加尔湖阻塞高压和青藏高原高压控制;副高偏比、偏西、台风异常偏少。正是受上述主要环流系统的影响,1997年汛期黄河流域出现了持续性严重干旱,黄河下游利津站出现了有资料记录以来主汛期最长断流时间和最多断流次数。     

黄河源区径流量变化特征及其影响因子研究进展

近年来黄河源区径流的锐减,对下游水资源和经济造成了一定的威胁。本文对近年来黄河源区径流量变化特征及其影响因子的研究进行了概述与总结,结果表明近年来黄河源区径流量年内单、双峰分布形式不均,年际、年代际丰枯变化频繁,最长也只有4~5年的周期,且枯水年持续时间多于丰水年。影响源区径流量的主要气候因子是降水,降水的增加使得径流量增加,温度升高,蒸发量加大,使得径流量减少,同时人为因素造成植被覆盖减少,沙漠化加剧,破坏了源区生态环境,对径流量减少也起到很大的作用;根据以往研究总结指出,应更加关注径流量年内单、双峰分配形式变化特征及高原局地热力性质和环流场(如地面感热、高原季风等)对于径流量的影响,同时还应加强分析自然和人为因子对于径流量减少的定量贡献。      

气候变化与黄河断流的思考

黄河的洪水及泥沙闻名于世 ,进入 2 1世纪 ,黄河上又出现了很多新情况、新问题 ,尤其是随着气候的变化、人口的增长、经济的快速发展 ,黄河水资源供需矛盾日益尖锐 ,断流已成为黄河面临的新热点。由断流以及社会发展所带来的污染超标和生态环境问题也更加突出 ,对国家经济可持续发展构成了严重威胁。深入研究断流的原因和对策 ,以提高黄河水资源系统对气候变化的适应能力 ,确保黄河长治久安     

黄河断流对三角洲土地利用格局的影响

黄河三角洲90%以上的工农业及生活用水依赖黄河，1997年黄河山东段全面断流226天，对黄河三角洲社会、经济及生态环境的各个方面都产生了直接或间接的影响。基于3S技术，以1987年、1997年和2002年三期卫星遥感影像数据为基础，从土地利用的法观角度出发，分析黄河严重断流对黄河两侧10km缓冲区内土地利用格局的影响。对比分析表明黄河三角洲的面积增长与黄河下游来水量密切相关;2.缓冲区内盐地滅蓬、纯芦苇湿地、沟渠和农田四类土地利用类型均在1997年面积最大;3.柽柳+碱蓬、極柳+芦苇的混生群落、河道、养殖场及滩涂五类土地利用类型的面积在1997年最小;4.缓冲区内其它7类土地利用类型的面积均随时间表现为稳定的增长趋势。总体看来，黄河两侧缓冲区内的土地利用类型随着黄河来水量的变化，相应地呈现出一定的规律。     

黄河源头地区气候变化对水资源的影响

用玛多1953~2004年气象资料及塘乃亥的黄河径流量资料,分析了玛多平均气温、降水量、累计积雪量、蒸发量等与塘乃亥流量变化的关系,从气候角度找出了影响黄河断流的原因。     

黄河流域城镇化对地下水的影响分析

黄河流域是我国重要的生态屏障,也是我国粮食作物的主要产区。近年来,随着城镇化的发展,当地水资源分配出现了显著变化。因此,厘清黄河流域城镇化作用下水循环的改变对制定黄河流域城镇化政策具有重要意义。本文利用资源环境科学与数据中心的黄河流域下垫面数据、世界人口数据集的人口密度和Gravity Recovery and Climate Experiment (Grace)的Center for Space Research (CSR)陆地总水储量格点数据,开展了黄河流域城镇化过程中地下水的变化特征分析工作。结果表明：黄河流域城镇化程度具有显著的空间差异,下游存在明显的城镇化加剧现象;全域人口密度整体呈上升趋势,其中下游的人口增长趋势最大;黄河流域的地下水呈下降趋势,以下游的地下水下降最为显著。通过对比黄河流域新增城镇、不变城镇和消失城镇的地下水变化差异,发现地下水下降幅度最小出现在消失城镇,新增城镇的地下水下降幅度小于不变城镇的区域。因此,黄河流域城镇化对地下水的减少具有显著的作用,新增城镇地下水并没有出现显著下降的结果也说明近年来城镇化后的地下水保护政策取得的效果良好。     

从自然控制论看黄河上游人工增雨

用自然控制论原理和方法,从理论上探讨了用人工增雨来解决黄河断流所遇到的一些问题及解决方案.结果表明,只有在黄河上游地区增加降水才可以缓解黄河断流问题,河曲地区是最佳人工增雨区.针对河曲有限区域人工调控天气问题,首次提出了解决人工增雨的正问题与反问题的概念.在此基础上,给出了河曲地区人工增雨的概念模型.     

黄河流域水汽的区域分布及演变特征

利用1948-2009年NCEP/NCAR再分析资料,研究了黄河流域年平均、1、4、7、10月整层水汽含量的时空分布特征。结果表明：年平均水汽含量为5～27mm,时间上,冬季（1月）和夏季（7月）分别为最低和最高,空间上,青藏高原和黄河下游上空分别为最低和最高,西风带水汽大小居于两者之间;利用旋转经验正交函数（rotated empirical orthogonal function,REOF）展开方法,将黄河流域年平均水汽含量划分为2个区,1、4、7、10月均划分为4个区;年平均及各月全流域和黄河中下游区水汽含量均趋于减少,其余各分区演变趋势各异。     

黄河上游水源补给区气候变化及对水资源的影响

应用黄河上游重要水源补给区玛曲县气温、降水资料分析得出:气温年际变化呈上升趋势,降水量年际变化呈下降趋势。气候变化导致可能蒸发量增加,可利用水资源量减少。水资源量多项式拟合变化趋势呈2谷1峰波动型,枯水期年际变化的时间尺度成倍延长。     

黄河流域蒸散发与气温和降水以及风速的相关性分析

黄河流经我国干旱半干旱地区,其流域蒸散发变化对当地的生态安全和经济发展尤其重要。本文利用欧洲中期天气预报中心第五代再分析产品（ERA5）定量分析了1979-2020年黄河流域蒸散发的时空变化特征,并结合气温、降水和风速数据,对黄河流域蒸散发与3种气候因子进行了相关性分析。结果表明：黄河流域蒸散发在1979-2020年呈波动下降趋势,空间分布差异明显,源区附近蒸散发上升,上游的干旱区附近蒸散发基本不变,而中游和下游地区主要呈现下降趋势。1979-2020年黄河流域气温持续上升,降水呈波动下降趋势,风速呈上升趋势。对黄河流域蒸散发与气候因子的相关性分析表明,蒸散发与气候因子的相关性空间差异较为明显,蒸散发与气温、风速呈负相关,与降水呈正相关的区域占流域的较大部分;而在复相关性方面,黄河流域大部分地区蒸散发与气候因子的相关性较强,其中以流域上游的干旱区附近复相关性最强。研究黄河流域不同地区蒸散发与气候因子的相关性可为黄河流域水资源的开发管理和区域气候调节提供科学参考。     

1961—2018年中国主要江河枯季径流演变特征与成因

枯季是水旱、水生态和水资源问题的重要时期,枯季径流的变化直接影响着河流生态和流域水资源管理。基于中国网格气象数据和主要江河枯季径流资料,初步分析了1961—2018年中国气候变化趋势和主要江河枯季径流演变特征与成因。结果表明,全国枯季平均气温显著上升,北方地区升温较早,南方地区2001—2018年升温明显。全国约84%的地区枯季降水有增加趋势,其中约42.2%的地区增加显著;全国枯季降水呈现西北、东北和东南显著增加,中部变化不显著格局。黄河中游和海河枯季径流下降显著,2001—2018年黄河中游枯季径流较1961—1980年减少了34%,同时期海河流域枯季径流量减少幅度均超过80%;松花江上游和长江流域枯季径流增加显著,2001—2018年松花江上游枯季径流量增加了约67%,长江流域枯季径流量增加了约16%。枯季降水增加主导了松花江上游、辽河、淮河、长江以及珠江枯季径流的增加;气温的显著上升对黄河中游和海河等地枯季径流有显著负向作用;人类活动是松花江中游、黄河和海河枯季径流下降的主要影响因素。尽管全国枯季降水的增加对于缓解流域生态和水资源问题有积极作用,但人类活动和气温显著上升加速了水资源的消耗,加大了流域水资源脆弱性。     

未来气候变化对黄河和长江流域极端径流影响的预估研究

使用NASA-NCAR全球环流模式FvGCM结果驱动高分辨率区域气候模式RegCM3 (20 km),进行1961～1990年当代气候模拟(控制试验)和2071～2100年IPCC A2排放情景下未来气候情景模拟(A2情景模拟试验)。将RegCM3同高分辨率大尺度汇流模型LRM(分辨率0.25°×0.25°)连接,分析水文极端事件在A2情景下相对于当代气候的变化,预估未来气候变化对我国黄河和长江流域水文极端事件的影响。结果表明:(1)未来黄河流域径流年变率增大,月变率减小,日变率在头道拐站以上流域减小,以下流域增大。未来兰州以上半湿润地区,流域东南部湿润区出现径流量峰值的可能性增大,而流域西北部干旱半干旱区出现径流量百分位极值的可能性减小。未来黄河流域中游地区发生流域洪水的风险在夏季月份减少,其余月份均增大。(2)未来长江干流径流年际变率增大,上中游地区径流日和月变率减小,下游地区略有增大;未来汉江流域径流量的年、月和日变率均增大。未来长江干流发生流域洪水的风险在夏季明显降低,而汉江流域各月发生流域洪水的可能性均增大。     

Analysis of changes in the relationship between precipitation and streamflow in the Yiluo River, China

The Yiluo River is the largest tributary of the middle and lower Yellow River below the Sanmenxia Dam. Hydro-climatic variables have changed in the Yiluo River during the last half century. In this study, the trends in the annual precipitation and streamflow were analyzed in the Yiluo River during 1960–2006. The results indicated that both the annual precipitation and streamflow decreased significantly (P?<?0.05) from 1960 to 2006. Pettitt’s test shows that there was a change point for annual streamflow series around the year 1986 (P?<?0.05), while there was no change point identified for the annual precipitation series from 1960 to 2006. Annual streamflow decreased more significantly than annual precipitation since 1986. The relationship between the annual precipitation and streamflow presented a non-stationary state since 1986. This non-stationary relationship was mainly influenced by human activities. The average annual amount of water diversion from the Yiluo River increased significantly since the mid-1980s, accounting for 31.3 % of the total streamflow decrease from 1986 to 2006. In addition, land use/cover change (LUCC) contributed to 27.1–29.8 % of the decrease in streamflow. Human activities, including water diversion and LUCC, together contributed to 58.4–61.1 % of the decrease in streamflow and led to the non-stationary relationship between the annual precipitation and streamflow from 1986 to 2006. This study detected the changes in the precipitation–streamflow relationship and investigated the possible causes in the Yiluo River, which will be helpful for the understanding of the changes in streamflow in the Yellow River Basin.     

华北地区一次黄河气旋发生发展时所引起的暴雨诊断分析

利用NCEP/NCAR的再分析资料和GMS红外黑体亮度温度 (T_BB) 资料等, 对1991年6月9—11日的一次黄河气旋暴雨过程进行了诊断分析。结果表明:黄河气旋的发生发展是大气斜压性强烈发展的结果, 强的高空辐散与正涡度平流共同作用形成了黄河气旋, 对流层低层的暖平流促进了黄河气旋的进一步发展, 并对其移动方向有引导作用; 暴雨出现在黄河气旋的初生、发展阶段, 产生于气旋前部暖区的盾状云系中; 暴雨的水汽有西南和东南两个来源, 其中西南水汽通量大于东南; 暴雨区上空大气具有很强的对流不稳定性, 中尺度对流云团的发生发展, 造成了气旋降水分布的不均匀性和强降水中心; 降水造成的凝结潜热释放对气旋的发展有正反馈作用。