气候变暖背景下祁连山七一冰川融水径流变化研究

本文利用2006年实测水文数据,找出冰川自动气象站气温与冰川融水径流量关系,并根据酒泉气象站与冰川末端气象站气温关系,重建1960～2004年七一冰川融水径流资料.近40多年来,酒泉站气温增加幅度为0.24℃/10a,冰川融水量增加幅度为0.076×106 m3/10 a,冰川融水量随气温增加明显.利用气候突变分析发现,气温发生突变点为1996年,1996～2004年冰川表面年平均气温比1960～1995年间高0.41℃,年冰川融水量1996～2004年比1960～1995年增加了0.41×106 m3(增加26.9%),冰川融水径流量在气候变暖背景下变化显著.     

天山四棵树河冰川径流变化特征及其对河流径流的可能影响

源系统,应正视社会经济发展与生态环境保护问题,采取多种措施,减缓气候变化,遏制区域环境的恶化趋势,保护好干旱地区的生命线一高山冰川,维系干旱区十分脆弱的生态环境.     

2050年前气候变暖冰川萎缩对水资源影响情景预估

根据有不确定性的综合预测 ,到 2 0 5 0年左右青藏高原温度可比 2 0世纪末升高 2 .5℃左右 ,其导致冰川强烈消融的夏季升温为 1.4℃ ,将使平衡线上升 10 0m以上 .冰舌区消融冰量超过积累区冰运动来的冰量 ,冰川出现变薄后退 ,初期以变薄为主融水量增加 ,后期冰川面积大幅度减少 ,融水量衰退 ,至冰川消亡而停止 .考虑冰川大小 ,冰川类型响应气候变暖的敏感性有重大差别 ,应用新编中国冰川目录的统计数据 ,选择若干区域 ,预估 2 0 5 0年前冰川萎缩对水资源影响情景 .祁连山北麓河西地区 ,天山北麓准噶尔盆地南缘 ,天山南麓吐鲁番 哈密盆地的多数出山河流的冰川 ,以面积小于 2km2 者占绝对优势 ,对气候变暖最为敏感 ,衰退迅速 ,本世纪初期出现融水量高峰 ,中期融水量减少 ,对每条河流的影响以 10 6～ 10 7m3 ·a-1计 .少数流域如疏勒河、玛纳斯河等 ,冰川融水量占河川径流 1/ 3以上 ,有若干 5～ 30km2 左右中等规模冰川存在 ,预期至本世纪中期才出现融水高峰 ,融水增加值以 10 8m3 ·a-1计 .塔里木盆地周围高山冰川总面积达 2 2 0 0 9km2 ,有面积超过 10 0km2 、冰舌为厚表覆盖的大冰川 2 2条 ,退缩缓慢 ,冰川融水量在叶尔羌河、玉龙喀什河与阿克苏河等占 5 0 %～ 80 % .现在塔里木河干流主要靠天山西南部     

乌鲁木齐河源气候特性与冰川融水径流

乌鲁木齐河源冰川径流采用实测的１号冰川物质平衡、降水等为基本资料进行估算：冰川强烈消融期在７月中旬－８月旬，冰川多年平均径流深度为４４２ｍｍ。相当于冰川每年减薄１３５ｍｍ。用“替代冰川”估算出山口以上冰川总径流量为１．８７×１０＾７ｍ＾３，占英雄总径流的８％。     

我国典型海洋型冰川区高海拔区输出水量变化对气候变暖的响应

通过丽江盆地气象水文观测资料研究发现: 冰雪消融加剧、融水增加, 漾弓江流域径流量明显上升; 高海拔冰雪区消融期提前, 春季径流增加明显; 高海拔冰雪区的径流输出对漾弓江流域水量平衡的贡献量逐年增加, 体现了全球气候变暖背景下高海拔冰雪区对整个流域水循环的重要性.对海螺沟流域实测气象水文资料的分析也表明, 气候变暖背景下, 该流域冰雪区水量输出也逐年上升.两流域高海拔区输出水量的剧烈增加, 明显响应了气候变暖, 表明了流域水循环的加速, 这必然将对区域的发展和资源开发产生重要影响.      

中天山冰川径流的计算模型

在前苏联中天山进行了两年的野外调查研究，利用所得资料，建立一个计算亚大陆型山地冰川物质－能量交换和冰川径流的模型。找出了控制这一地区现代冰川作用的主要冰川气候因素并使之定量化。计算了一地区冰川在全球水循环中的作用以及输入这一封闭水系的水气，即贮存在这一地区的水分占大气总水汽通量的份额。发现全球大气循环变化同冰川作用的相互影响。此外，重建了这一地区冰川３００年来物质平衡各分量。     

第三极地区冰川径流研究进展北大核心CSCD

青藏高原是地球上除南北极之外冰川面积最大的区域,被称为地球“第三极”。全球变暖导致该地区冰川普遍退缩,融水释放成为冰川径流,使得下游河川径流发生重大变化,给下游流域水资源利用与管理带来挑战。然而由于第三极地区特殊的地形和复杂的气候,加上冰川水文过程内在的复杂性,使得冰川径流的研究十分困难。本文总结了目前关于冰川径流研究的几类主要方法:直接观测法、遥感观测法、水量平衡法、水化学示踪法和冰川水文模型法,其中冰川水文模型法使用最为广泛。在第三极地区,前人利用这些方法对于冰川径流的研究结果表明,自20世纪90年代以来,冰川径流普遍呈现上升趋势,但是其对于总径流的贡献同时受气候条件和流域内冰储量的影响,存在显著的空间差异;总体来看,位于西风控制区的流域的冰川径流贡献普遍大于季风控制区的流域。未来变化方面,除部分冰储量较大的西风区流域(塔里木河、印度河)外,第三极地区大多数流域冰川径流将在本世纪中叶前达到峰值。但是目前由于观测不足、模型物理机制简化等制约,对于第三极地区冰川径流的研究存在很大的不确定性,未来需要开展更多观测、开发更先进的冰川水文模型以提高第三极地区冰川径流研究的准确性,进而为该地区水资源利用与管理和防洪减灾工作提供科学依据。     

冰川加剧消融对我国西北干旱区的影响及其适应对策

西北干旱区是我国生态最脆弱的地区之一, 也是国家安全和生态安全的核心区.冰川是西北干旱区的"固体水库", 高山冰雪融水一直是当地赖以生存和发展的重要水源, 是该地区独特的绿洲经济的命脉.在气候变暖的大背景下, 西北干旱区冰川加剧消融退缩, 冰川数量和规模均呈减少趋势.未来冰川将进一步萎缩, 冰川融水对河流补给将有显著变化.冰川加剧消融已严重影响到该地区水资源变化格局、 农业可持续发展和生态系统稳定, 对现有水资源管理与灾害防治等对策与措施提出巨大挑战.应采取从转变经济发展用水和管理理念, 到提高适应冰川消融的水利建设、 加强防灾与预测技术研究等方面的积极探索适应对策, 以应对气候变暖背景下冰川加剧消融给西北地区带来的挑战.     

西北地区近代及历史时期气候变化趋势分析

利用小波分析、Mann-Kendall等统计方法和台站资料、历史时期气候代用资料及太阳黑子资料,分析了西北地区气候突变发生的时间及分布、与太阳活动的关系.结果表明:西北地区在气候变暖的背景下,降水增加,主要分布在新疆及河西等地,东部变化不大或略有减少;目前正处在百年尺度上太阳活动的强烈时期,树木年轮表明西北地区干湿变化除与太阳黑子周期有很好的正相关外,还存在64a变化周期.     

西北地区水资源可利用量与承载能力估算

界定了水资源可利用量和径流口径生态需水的概念。对西北地区的径流口径生态需水和水资源可利用量进行估算。西北地区水资源总量为1638 5×108m3,但需净出境水量为411 9×108m3,实有水资源总量为1226 6×108m3,径流口径生态需水量为454 4×108m3,除去保留给生态的生态需水、偏远封闭流域难以利用的水量,人类可以消耗利用的可利用量有742×108m3,其中黄河流域可利用量为187×108m3,西北内流区当地可利用量为555×108m3。建立了水资源承载能力优化计算模型,估算西北地区的水资源承载能力,并建议用水资源承载能力图谱表示水资源承载能力。在人均GDP每10年翻一番、水资源利用效率每年提高7%的条件下,西北地区水资源承载能力2010年为11310万人,2020年为12019万人,2030年为12733万人。     

西北内陆河流域水资源特点初析

依据西北各省 (自治区)的有关资料,对西北内陆河流域的水资源特点进行了综合分析,提出了西北内陆河流域水资源的四大特点:①内陆河流域径流主要形成于山区,散失于山前平原盆地,径流的补给源主要是降水、冰雪与地下水;②冰雪资源对内陆河地表水资源有较大的调节作用;③降水、地表水与地下水转化关系特征明显;④内陆河区水平衡状态,易受人类活动影响等。     

全球气候变暖对西北地区秋季降水的影响

分析了在全球气候变暖背景下,西北地区秋季降水的时空变化特征和主要影响因素,发现秋季降水量的均值突变现象在四季中最为明显,西北地区东部和西部降水在年代际尺度上具有相反的变化趋势.El Nino年秋季,新疆脊偏强,印缅槽偏弱,西北地区东部降水偏少;La Nina年秋季降水形势相反.CO₂倍增情况下的数值试验表明,西北地区西部夏季降水增加明显,而秋季不明显;西北地区东部夏季降水呈减少趋势,而秋季降水增加明显.     

祁连山冰川水资源

利用本文提出的祁连山冰川融水径流模数的经验公式,估算出该区冰川融水径流为11.56×10~8m~3,占河西地区河川径流总量的12.5％。其时空分布不均匀,西部大于东部,夏季多于春季。     

西北地区水资源承载能力研究

通过分析西北地区的水资源量、可利用量、人类生存发展对水资源的需求,提出了西北地区人口承载量,对西北地区的水资源承载能力进行了评价。从评价结果来看,西北地区黄河流域、河西地区和新疆的东疆地区将出现人口超载,超载的原因是水资源紧缺,尤其是在人口密度较大的区域水资源更为紧缺,人口和经济发展对水资源的需求超过了水资源的承载能力。     

1961-2011年西北地区春季降水变化特征及其空间分异性

利用西北地区121个气象站1961-2011年降水量资料, 分析了西北地区春季降水的基本气候特征;通过EOF、REOF、功率谱等方法, 对西北地区春季降水的时空特性进行了研究, 用Mann-Kendall检验法检验西北地区春季降水序列是否存在突变现象.结果表明: 西北地区春季降水空间分布极不均匀, 其空间分布特征是东南部和西北部为多雨区、中间为少雨区.西北地区春季降水在第一空间尺度上为全区一致, 在第二空间尺度上可分为2个自然气候区, 在第三空间尺度上可分为6个自然气候区.从年代际变化来看, 1980年代是近半个世纪来降水最多的10 a, 1970年代是降水最少的10 a;西北地区春季降水的年际变率十分显著, 降水最多的年份是最少年份的3倍多. 1961-2011年间西北地区春季降水发生了明显的突变: 1973年出现了一次趋于减少的突变, 1985年出现了一次趋于增多的突变. 18~19 a的长周期是其主要周期, 其次是5 a和7 a的短周期. 未来20 a西北地区春季降水量呈缓慢下降的趋势.     

从末次冰盛期冰川规模探讨当时的气候环境——以乌鲁木齐河源区末次冰盛期冰川为例

根据乌鲁木齐河源区末次冰盛期形成的保存完好的古冰川遗迹和现代气候条件下冰川物质平衡与气候的关系，用冰川动力学方法估算出冰川达到末次冰盛期规模时的气候条件。依据末次冰盛期冰川面积，结合冰川平衡线高度和冰川体积综合分析，乌鲁木齐河源区末次冰盛期的夏季气温应比现代低４．８℃左右，降水约只有现代的３０％。但目前其它古气候方法的研究结果表明，末次冰盛期的夏季气温比现代低５．６℃左右，两者相差０．８℃，其原因可能主要是冰川动力学方法未考虑构造抬升对气温的影响，据此推测，乌鲁木齐河源区末次冰盛期至今的构造上升量约为１３０ｍ。     

西北干旱区近50年气候变化特征与趋势

20世纪后期全球增暖趋势越来越明显，受全球增暖的影响，西北地区的气候也将受到不同程度的影响。选取了西北干旱区1951-2000年的21个代表站点气温、降水量资料，采用趋势系数法对西北干旱区近50年气温和降水变化进行分析，找出各分区的变化趋势。结果表明：近50年西北干旱区气温呈上升趋势（0．22℃／10a），1986年后气温明显升高；柴达木盆地和新疆北部升温较大；各季都有增温趋势，贡献最大的是秋冬两季。降水变化有增加的趋势（3．2mm／10a），年降水量贡献最大的是夏季；各区降水都有增加，其中新疆北部降水增加最多。西北干旱区近50年气温升高趋势是南北高，中间低；降水量增加趋势从东南向西北呈现递增的格局。