生态输水前后塔里木河下游绿洲特征分析

依据樊自立等人对人工绿洲、天然绿洲的定义及分类,对塔里木河下游人工绿洲、天然绿洲包含的要素进行提取,并根据前人对干旱区人工、天然绿洲适宜配比的研究,结合相应的遥感影像数据,对塔里木河下游1990—2000年、2000—2010年人工绿洲和天然绿洲的变化规律及其比例进行分析,探讨该区人工绿洲和天然绿洲的适宜配比。主要结果为:1990—2010年期间,塔里木河下游人工绿洲平均以19.09 km~2/a的速率增加,而天然绿洲平均以13.20 km~2/a的速率减少。输水前在生态系统的退化过程中,高覆盖草地面积减少了43.91%,湖泊面积100%消失,同时水库面积减少了45.28%;输水后,高覆盖草地面积减少量大有好转,10 a间只减少了6.79%,水库面积增加了392.44%。塔里木河下游流域在生态输水前,耕地增加了12.31%,生态输水后,耕地增加了30.37%。1990—2010年间,而绿洲总面积(人工+天然)不变,变化主要是发生在人工绿洲与天然绿洲之间的相互转化,天然绿洲逐渐被人工绿洲替代,平均每增加1份面积的人工绿洲就要失去1.1份天然绿洲。     

气候变化与中国水资源

该书总结了国内外近年关于气候变化及其对水资源影响的若干研究成果,系统分析了中国近现代的基本水文气候特征,以及主要水文气候要素的时间变化规律,包括地面气温、降水、蒸发以及极端天气气候事件的年代和长期趋势变化特点,评价了气候变化对全国和各主要流域水循环和水资源的影响,初步预估了未来可能的气候变化趋势及其对水资源的影响,提出了我国水资源管理领域应对气候变化影响的战略和对策建议。     

济南市南部山区人工增雨保泉工程可行性分析

本文扼要分析了济南市水文地质概况及水资源开发利用现状，对南部山区降水量、地下水位、市区地下水位及趵突泉泉涌等资料进行综合分析，结果表明：南部山区地下水位与市区地下水位月相关置信度超过0．05，汛期超过0．01的显著水平；南部山区2－9月份降水量及汛期降水量与市区地下水位年最高月份相关置信度超过0．05的显著水平；在南部山区人工增雨开发空中水资源，是开源保泉有效途径之一。     

兰江流域近43年气候变化及对水资源的影响

利用累积距平法对兰江流域近43年（1961-2003年）气温、降水量和径流量资料进行分析，研究兰江流域气候变化及其气候变化对水资源的影响。结果显示：兰江流域近43年来气温、降水量总的趋势是上升的；1990年代是兰江流域气温上升和降水增加最显著的时段，主要表现在冬春气温明显上升，夏季降水量明显增加：兰江流域年径流深与年降水量基本保持同步变化。兰江流域过去43年的气候变化对流域内水资源产生了较大的影响，而且由于兰江流域内水资源空间分布差异较大，致使流域内人均水资源占有量较少的金华地区易受气候变化影响而出现供水紧张。     

我国内陆河流域水文循环与其生态功能浅析

近50 a来,我国的西北内陆河流域,与世界很多干旱、半干旱的缺水地区一样,水文循环及其生态功能正发生着一系列衰退及相伴的生态环境恶化现象。本文从气候、人类活动与水文循环间相互作用的观点,用实测的气候水文数据剖析了这一现象。提出水文循环通过其生态功能,与生态系统相伴相生,互相依存。水资源的过渡开发利用超出了水文循环的再生能力,延迟了水资源再生周期。由于内陆河的平原与盆地的干燥度指数十分大,暖干气候放大了人类活动对水文循环的不利影响,加剧了生态环境的退化。对于内陆河流域,人类生存与经济发展地区远离山区水源地,流域统一的水资源综合管理对于维持健康的水文循环和生态系统尤为重要。     

气候变暖背景下雅鲁藏布江流域降水变化研究进展

雅鲁藏布江是西藏流域面积最大的河流,在第二次青藏高原综合科学考察阶段,分析雅鲁藏布江流域降水变化规律,有助于深入了解高寒地区水循环与水资源演变规律,对合理开发利用高原地区水资源具有重要的借鉴意义。本文回顾总结了近30 a雅鲁藏布江流域降水研究取得的最新成果,其内容涉及降水时空分布特征、空中水汽密度垂直变化、水汽输送通道特征以及气候变暖背景下降水变化趋势和未来预估。对这些研究成果的梳理,旨在加深对雅鲁藏布江流域降水变化特征的理解和认识,为促进雅鲁藏布江流域降水变化研究提供参考。同时,指出了目前雅鲁藏布江流域降水变化研究中面临的问题,如因地形复杂导致的站点稀疏、观测困难、资料短缺等,需要在未来的科学考察中重点加以关注。     

绿洲环境形成机制和干旱区生态环境建设对策

绿洲生态环境建设对我国西北干旱地区的经济可持续发展有着特殊的战略意义。本文总结了绿洲小气候的一系列研究结果。根据绿洲小气候的形成机制和绿洲稳定性状态，提出了我国西北干旱区生态环境建设对策及提高绿洲的稳定性和抗干扰能力的建议。指出绿洲生态环境保护和建设对策应充分利用绿洲冷岛效应小气候特点，把有限的水资源与丰富的光热资源结合起来，发展独特的气候生态类型。对于不同稳定状态绿洲生态环境建设应采取不同对策。并指出良性绿洲生态环境建设应发展耐旱喜阳生态农业，提高水资源利用效率；低效绿洲生态环境建设应尽量调整绿洲格局，将破碎绿洲连通成片，力图减小晒衣绳效应；“退化绿洲”生态环境建设的对策是在足够水资源供给的条件下修复生态系统，限制地下水开采和农牧业的发展，抑制生态系统的进一步恶化。     

玛纳斯河流域气候变化对参考蒸散量的影响

蒸散量是内陆水循环的重要环节,探索西北干旱半干旱区气候因素对蒸散量的影响,有助于深入研究内陆水循环对气候变化的响应。本文利用玛纳斯河流域1964—2010年6个气象台站的日气温、风速、相对湿度等气候资料,通过Penman-Monteith公式估算玛纳斯河流域的参考作物蒸散量(RET),利用回归分析、Mann-Kendall等方法分析研究参考作物蒸散量的时空变化特征。结果表明:(1)玛纳斯河流域参考作物蒸散量空间差异明显,除石河子外南部绿洲区参考作物蒸散量均大于北部绿洲边缘区,季节变化趋势也较北部明显。从季节上来看,玛纳斯河流域参考作物蒸散量季节变化差异显著,夏季是参考作物蒸散量变化的主要贡献者,其次是秋季大于春季,冬季的变化最小。(2)南部绿洲区平均风速的减小是参考作物蒸散量减少的主要原因,北部绿洲边缘区相对湿度的增加是参考作物蒸散量减少的主要原因。     

能量与水分循环——气候研究的热点

主要介绍了能量与水分循环研究的关键科学问题，并介绍了近年来国际和国内开展的一系列大型科学试验计划。这些计划都是以开展大尺度水循环过程、陆面水循环过程、云与降水过程的观测试验为生长点，以分析、了解、模拟大气－陆地－海表的水分和热量交换及循环为研究基础，旨在进一步弄清气候变暖的物理成因和未来气候变化趋势；弄清中国、日本等东亚国家的旱涝形成机理；建立相应的气候模式，提出新的预报方法，从而实现较准确地预测气候变化和大尺度灾害性天气，合理调配水资源之目的。     

疏勒河绿洲系统气候变化的特征分析

概述了疏勒河流域绿洲系统的基本气候特点及近5O年来的气候演变特征,分析了疏勒河绿洲上游产流区和中下游绿洲开发区的主要气候要素的年际、年代际变化规律。指出在有限水资源条件下,中游人工绿洲的过度开发可能导致下游自然生态环境的恶化。     

Recent changes in precipitation extremes in the Heihe River basin,Northwest China

Changes in rainfall extremes pose a serious and additional threat to water resources planning and management, natural and artificial oasis stability, and sustainable development in the fragile ecosystems of arid inland river basins. In this study, the trend and temporal variation of extreme precipitation are analyzed using daily precipitation datasets at 11 stations over the arid inland Heihe River basin in Northwest China from 1960 to 2011. Eight indices of extreme precipitation are studied. The results show statistically significant and large-magnitude increasing and decreasing trends for most indices, primarily in the Qilian Mountains and eastern Hexi Corridor. More frequent and intense rainfall extremes have occurred in the southern part of the desert area than in the northern portion. In general, the temporal variation in precipitation extremes has changed throughout the basin. Wet day precipitation and heavy precipitation days show statistically significant linear increasing trends and step changes in the Qilian Mountains and Hexi Corridor. Consecutive dry days have decreased obviously in the region in most years after approximately the late 1980s, but meanwhile very long dry spells have increased, especially in the Hexi Corridor. The probability density function indicates that very long wet spells have increased in the Qilian Mountains. The East Asian summer monsoon index and western Pacific subtropical high intensity index possess strong and significant negative and positive correlations with rainfall extremes, respectively. Changes in land surface characteristics and the increase in water vapor in the wet season have also contributed to the changes in precipitation extremes over the river basin.     

气候变化对中国东部季风区水资源脆弱性的影响评价

将耦合暴露度、灾害风险、敏感性与抗压性的脆弱性评估模型应用于中国东部季风区水资源脆弱性评价,从水资源供需平衡角度分析了气候变化对东部季风区水资源脆弱性的影响。结果表明,2000年气候条件下,我国东部季风区接近90%的区域水资源处于中度脆弱及以上状态。其中水资源中度和高度脆弱区域约占全区的75%,极端脆弱区域接近15%。中国北方海河、黄河、淮河和辽河流域的水资源脆弱性最高。未来气候变化影响将加剧水资源脆弱性的风险,不同RCP排放情景下2030年代我国东部季风区水资源中度脆弱及以上区域面积有明显的扩大,极端脆弱区域将达到20%～25%。由于未来需水的进一步增加,中国北方水资源脆弱性的格局并未发生根本变化,而南方东南诸河等区域将面临可能发生的水危机。     

Vulnerability of and risk to water resources in arid and semi-arid regions of West China under a scenario of climate change

This paper quantifies the vulnerability of and risk to water resources (VRWR) under a scenario of climate change in the arid and semi-arid region of West China. A new approach integrating hazard, sensitivity, resilience, exposure and risk is developed to assess the VRWR from climate change. Drought is regarded as the key hazard, with its frequency and severity defined using a surface humidity index. Exposure is quantitatively linked with indicators of population and social and economic characteristics using statistical and Geographical Information System (GIS) methodologies. Risk is defined as the product of hazard, exposure and vulnerability, while vulnerability is treated as a function of sensitivity and adaptation. Vulnerability and risk in the water resources system in the coming 20 years are assessed for the RCP 4.5 scenario. The results reveal that both hazard and exposure of water resources display strong spatial variation in the study area. High hazard and exposure are found in the northern Tianshan Mountain as well as the eastern part of Hexi Corridor. Water resources are particularly sensitive to variation in precipitation and potential evapotranspiration in the upstream areas of Hexi Corridor, rivers in Central Asia, headwater streams of Tarim River and most of Chang Tang Plateau. Our assessment shows that there is high vulnerability of and risk to water resources in the study area, especially in the areas of Hexi Corridor, northern Tianshan Mountain and Tarim River. Under the RCP 4.5 climate change scenario, the vulnerability and risk decline over the entire area but remain at a serious level in inland rivers in Hexi Corridor, northern Tianshan Mountain and headwater streams of Tarim River. Thus, these areas are the highest priority for strengthening policy measures to adapt to climate change and reduce exposure and vulnerability and their risk to water resources.     

甘肃省河西内陆河流量长期变化特征

利用甘肃省河西地区3条主要内陆河石羊河、黑河、疏勒河40余年的流量资料以及河西走廊地区和祁连山区气象资料对河西地区内陆河流量的长期变化特征进行了分析,并对所获结果进行了讨论,得到一些有意义的结论.     

祁连山冰川消融与高空气温变化的关系

利用1986年6-9月冰川实地考察资料及酒泉站的高空探测资料，分析了1986年6-9月祁连山冰川消融随高空气温的变化特征和高空气温与河西地区托来河流量之间的关系。得出两者之间存在较好的相关关系。     

气候变化和人类活动对中国东部季风区水循环影响的检测和归因

水文循环过程受气候变化与人类活动的共同作用,区分气候内部自然变率与人类活动作用于水循环贡献对于增加气候变化的理解非常重要。本研究利用近期发展的考虑地下水取用水与灌溉影响的全球陆气耦合模式进行数值模拟,基于最优指纹法分析探讨中国东部季风区黄河、淮河、海河、珠江、长江、松花江流域水循环变化(地表温度、降水、径流、蒸散发)及归因。结果表明:大部分流域的地表温度年际变化在1965~2005年间检测到包括温室气体气溶胶人为排放、臭氧与土地利用变化产生的外强迫效应,显示在长期对于地表温度起主要作用的可能为上述强迫;1965~2005年降水年际变化仅在淮河及长江下游检测到上述强迫效应,且在长江下游效应占主导。在1965~1984年间,地表温度的年际变化在海河流域检测到由于地下水取水灌溉产生的外强迫效应,并且该效应占主导。在1982~2005年径流年际变化中,在淮河、长江下游及黄河下游处检测到了由于温室气体排放、气溶胶人为排放、臭氧变化及土地利用变化等产生的外强迫效应但无法有效分离,显示该信号在这些地区可能不为主导效应;1982~2005年间的蒸散发年际变化在珠江、长江下游同样检测到了上述强迫效应,并且该效应在长江下游占主导效应。     

山东高分辨率风能资源分布特征的数值模拟研究

基于WRF3.8.1数值模式,利用FNL 1°×1°再分析资料,对山东边界层10 m、70 m、100 m等高度2017年风场进行了逐日动力降尺度模拟,使用山东122个气象站逐日平均风速,对模拟结果进行了客观评估。结果表明：WRF模式可以较好地模拟出山东逐日平均风速变化特征,但模拟值普遍大于实测值,山东不同区域平均风速模拟效果差异较大,四季误差分析结果与全年略不同;山东沿海、半岛北部丘陵、崂山、日照中部五莲山、鲁中山区各山脉等区域以及微山湖、东平湖等大型湖泊区域年和四季10 m、70 m、100 m高度平均风速、平均风功率密度较大,大汶河、大清河、泗水河、沂河及其支流、淄河、潍河等流域中上游的山区间低矮平原地带较小,但各地风能资源的差异随高度增加而明显减小。平均风速、平均风功率密度时空分布结果可为山东内陆地区分散式低风速风电场的选址、风能资源开发利用提供参考。     

气候变暖对河西走廊棉花生长的影响

Based on the 1983-2002 cotton biological records and surface meteorological observations at Dunhuang agrometeolorogical station, impact of climate warming on cotton (Gossypium arboreum L.) in the Hexi oases in the arid Northwest China was studied. Results show that the growing season of cotton moved up in spring while postponed in autumn due to the climate warming from 1983 to 2002, thus prolonging the growing period of cotton in the Hexi Corridor area, which contributed to the increase in cotton's yield in the Hexi oases.     

Global Freshwater Storage Capability across Time Scales in the GRACE Satellite Era

Freshwater is recharged mainly by rainfall and stored inland for a period of time, which is directly affected by its storage capability. The storage capability of river basins has different spatiotemporal features that are important for the predictability of freshwater resources. However, the estimation of freshwater storage capability(FSC) remains a challenge due to the lack of observations and quantification indices. Here, we use a metric that characterizes hydrological "inertia"after rainfalls to analyze FSC over the 194 largest global major river basins based on satellite observations from the Gravity Recovery and Climate Experiment(GRACE) and simulations from the Community Land Model version 5(CLM5). During2003–16, the global land was observed to retain 28% of precipitation after one month based on GRACE observations, and the simulation depicts that the retained proportions decrease from 42% after one day to 26% after one month, with smaller FSC partly attributed to wetter conditions and higher vegetation densities. The root zone contributes about 40% to the global land FSC on daily to monthly time scales. As the time scale increases, the contribution from the surface soil decreases from 26% to 14%, while the contribution from the deep soil increases from 4% to 10%. Snow contributes over20% of land FSC, especially over high latitudes. With six decades of CLM5 long-term simulations, it is revealed that the change of FSC in most basins is related to internal climate variability. The FSC of river basins which displays the proportion of precipitation retained on land is worthy of further attention regarding the predictability of water resources.