1956-2003年拉萨河流域径流变化趋势

Taking the Lhasa River Basin above Lhasa hydrological station in Tibetan Plateau as a study area, the characteristics of the annual and monthly mean runoff during 1956-2003 were analyzed, based on the hydro-data of the two hydrological stations （Lhasa and Tanggya） and the meteorological data of the three meteorological stations （Damxung, Lhasa and Tanggya）. The trends and the change points of runoff and climate from 1956 to 2003 were detected using the nonparametric Mann-Kendall test and Pettitt-Mann-Whitney change-point statistics. The correlations between runoff and climate change were analyzed using multiple linear regression. The major results could be summarized as follows： （1） The annual mean runoff during the last 50 years is characterized by a great fluctuation and a positive trend with two change points （around 1970 and the early 1980s）, after which the runoff tended to increase and was increasing intensively in the last 20 years. Besides, the monthly mean runoff with a positive trend is centralized in winter half-year （November to April） and some other months （May, July and September）. （2） The trends of the climate change in the study area are generally consistent with the trend of the runoff, but the leading climate factors which aroused the runoff variation are distinct. Precipitation is the dominant factor influencing the annual and monthly mean runoff in summer half year, while temperature is the primary factor in winter season.     

拉萨河流域近50 年来径流变化趋势分析

以拉萨水文站以上流域为研究区, 基于拉萨水文站和唐加水文站的水文实测数据和当雄 县等3 个气象站的气候观测数据, 统计分析了1956~2003 年研究区径流的年内、年际变化, 利用 Mann- Kendall 趋势分析法和Pettitt 变点检验法分析了拉萨河流域径流的变化特征, 采用多元回 归方法分析了气候因素( 气温、降水) 对径流变化的影响。结果表明: ( 1) 研究时段内, 径流年际变 化波动较大, 在1970 年前后径流发生了较大的突变, 呈现出明显的增加趋势, 尤以近20 年来的 趋势最大; 月均径流的年际变化中, 有增加趋势的主要分布在冬半年( 11～4 月) 和夏半年的个别 月份( 5、7、9 月) ; ( 2) 流域内气候变化趋势与径流变化趋势基本一致, 但不同月/年均径流受不同 气候因素影响, 主要表现在年平均尺度上受降水影响较大, 在月平均尺度上, 夏半年径流增加趋 势受降水增加影响较大, 而冬半年径流变化则主要与气温有较显著相关性, 其主要原因可能是全 球变暖导致冰川融水增加。     

气温变暖对西北西风带冬季气温的影响分析

利用中国西北西风带139个气象站1961—2006年历年冬季气温资料,采用线性趋势分析、多项式拟合、EOF、REOF、Mann-Kendall、滑动t-检验、子波分析和功率谱分析等方法,分析了46 a西北西风带冬季气温对气候变暖的响应。结果表明:①中国西北西风带冬季气温近46 a增温率为0.55 ℃/10a. 增温显著的地方是陕西西部、甘肃、宁夏、内蒙古大部、青海中北部-塔里木盆地。仅青海的河南州局地有显著的下降趋势。表明除青海高原局部地区外其余大部分区域增温显著,同步响应全球变暖。②大部分区域冬季气温的年际变化稳定性差,青海高原相对稳定。③冬季气温的演变在西风带一致性程度较高。从20世纪60年代中期开始发生降温-升温转型,1986年有一次显著突变,其后气温达到一个更显著的增暖时期,21世纪初略有回落;全区性的前10个偏热年,80%出现在20世纪90年代及以后,各分区的异常偏热年,90%也出现在1990年以后;气温异常变化存在5 a左右的年际周期,在20 a以上的气候变化层次上,气温趋势还处在偏高的位置。④冬季气温演变存在地域差异。一是蒙新区和陕甘宁青区南北变化相反;二是蒙陕甘宁区和青海新疆区东西变化相反。⑤根据REOF分析将该区冬季气温异常细分为蒙陕甘宁区、高原区、北疆区和南疆区4个分区。冬季气温的转折高原区有异于其他区域,高原区单调增温,无明显转折,而其他区基本一致,在70年代初期转为上升,90年代中期转为下降阶段;冬季气温的突变也是高原区有异于其他区域,高原区1997年发生一次突变,而其他区域则一致为1986年突变。     

艾比湖流域气候变化及其径流响应

利用艾比湖流域5个气象站45年的气温降水资料,分析了艾比湖流域的气候变化特征。在近45年当中,艾比湖流城的气候发生了显著的变化,主要表现在气温的升高和降雨量的增加。艾比湖流城气候变化对区城水文水资源的影响主要表现在:1)近45年来艾比湖流域气温存在着明显变暖的总趋势,尤其以20世纪90年代最为明显。气候变暖具有明显的季节性差异,主要是在冬季,而春季变暖的趋势较为缓慢;2)近45年来艾比湖流域降水量呈现增多趋势,尤其是进入20世纪90年代后期,降水量明显偏多,其中夏半年降水量增长趋势率要高于冬半年降水量增长趋势率;3)艾比湖流域主要河流年径流的多年变化不大,总体上博尔塔拉河下游径流量呈减少趋势,而精河径流量呈上升趋势。博尔塔拉河下游地表径流对博乐站年降水量有正响应,精河地表径流对精河水文年降水量有正响应;4)变暖也造成了河湖水质的不断恶化,艾比湖和河流下游水体的矿化度逐年升高,水体化学类型由碳酸盐型向碳酸盐—硫酸盐型再向硫酸盐—氯化物型过渡。     

冬季气候变暖对山西省冬小麦可种植区的影响

基于山西省境内较为均匀分布的70 个地面气象观测站1970-2012 年冬季逐日气温资料,采用线性倾向估计法分析了负积温、最冷月平均气温和年极端最低气温的变化特征,采用累积距平法确定其突变点,以突变点为界分为前后2 个时间段,依据前后时间段等值线的变化分析冬季气候变暖对山西省冬小麦可种植区的影响。结果表明：山西省负积温呈现显著减少趋势（通过了α=0.01 的显著检验）,最冷月平均气温和年极端最低气温呈现不显著升高趋势;突变后,负积温平均减少了103.4℃,最冷月平均气温和年极端最低气温分别升高了0.8℃和0.7℃;在3 个指标中,决定山西省冬小麦能否种植的关键因子是负积温和年极端最低气温,最冷月平均气温的影响较小;冬季气候变暖后,平均状况下,冬小麦可种植区域面积扩大了约2.9×10⁶ hm²,扩大52%,80%保证率下,冬小麦种植面积扩大了约2.3×10⁶ hm²,扩大79%。     

三江源区径流演变及其对气候变化的响应

利用水循环模型、统计检测、对比分析等手段对三江源区水循环过程进行了分析,模拟和检测了1958-2005 年黄河源区出口唐乃亥站、长江源区直门达站、澜沧江源区昌都站汛期、非汛期和年径流过程的变化趋势。在此基础上,检测CSIRO和NCAR两种气候模式A1B和B1 排放情景下未来2010-2039 年源区出口断面的径流演变趋势,对比分析了气候变化的影响。研究表明过去48 年三江源区出口唐乃亥站年径流和非汛期径流过程呈显著减少趋势,而直门达和昌都站径流过程变化趋势并不显著。这将导致对黄河中下游地区的水资源补给显著减少,加剧黄河流域水资源短缺。气候变化背景下,未来30 年黄河源区径流量与现状相比有所减少,尤其是在非汛期,将持续加剧黄河中下游流域水资源短缺的现象。长江源区径流量将呈增加趋势,而且远远高于现状流量,尤其是在汛期,长江中下游地区防洪形势严峻。而澜沧江源区未来30 年径流量均高于现状流量,但汛期和年径流变化并不显著,而非汛期径流变化存在不确定性,CSIRO模式B1 情景显著减小,而NCAR模式B1 情景显著增加。气候变化对长江源区径流影响最显著,黄河源区其次,而澜沧江源区最小。     

阿勒泰地区植被覆盖度及ET对气温变化的响应

研究气温对植被覆盖度和ET (Evapotranspiration,ET)的影响,对干旱区应对气候变化、维系生态系统稳定具有重要意义。基于阿勒泰地区及周边7个气象站,CRU数据集中的气温数据及MODIS ET数据,采用Mann-Kendall非参数检验、植被盖度反演等方法,对阿勒泰地区气温变化对植被覆盖度及ET的影响进行了研究。结果表明：（1）在1901—2016年过去的116 a间,阿勒泰地区年平均气温以0.18 ℃·(10 a)^-1速率增加,在1982年由突变前的2.2 ℃增加到突变后的3.5 ℃。（2）2000—2017年阿勒泰地区植被覆盖度变化的空间差异明显,植被覆盖度增加的面积与降低的面积总体相当;全区66.71%的区域植被覆盖度变化与气温呈负相关,而呈正相关的比例仅占18.55%,且全区气温变暖而盖度降低区域的占比达31.71%。（3）2000—2016年阿勒泰地区ET总体呈降低趋势,整个区域61.65%的面积温度降低、ET降低,而19.92%的区域表现为温度增加而植被ET降低。     

甘肃张掖市冬季气温变化的时空特征

依据张掖市近50年来的冬季气温观测资料,运用Mann-Kendall法、小波分析、空间插值等方法,对张掖市冬季气温的时空分布规律和变化周期进行分析。结果表明:冬季气温总体上呈现增暖的趋势(β值为0.08),线性增长率为0.56℃/10a,相当于近50年冬季气温升高了2.8℃,冬季增温对全年升温的贡献率高达89%。1985年冬季气温发生突变,之后进入偏暖期,1987年后增温趋势更加显著。冬季气温存在10年左右和22年左右的振荡周期,其中22年左右的振荡周期较强。冬季气温空间分布不均,呈现出由东南向西北逐渐增温的趋势。冬季气温从20世纪70年代起就开始增温,东部增温速度明显高于西部,冬季气温增暖主要发生在最近的20余年内。     

三江平原挠力河上游径流演变趋势及其驱动因素

利用Mann-Kendall检验法分析三江平原挠力河上游径流在1956~2002年间的演变趋势,结果表明,径流在1966年发生突变,将流域径流分为1956~1966年和1967~2002年两个阶段。应用统计方法分析气候要素和人类活动对径流减少的影响并借助IHACRES模型将影响量化,研究结果表明,在第一阶段,气候要素是导致径流减少的主要原因;在第二阶段,人类活动为主要原因,并且31%的年份径流较基准期减少50%以上,25%的年份径流较基准期减少30%~50%,25%的年份径流较基准期减少10%~30%。     

气候变暖对新疆降水和径流影响分析

全球气候变暖对新疆气候产生了较大的影响，在升温的背景下从20世纪80年代以来本区的降水量、冰川储量、地表径流、地下水资源发生了较大的变化：全区降水总量增加，冰川物质平衡以负平衡为主，局部地区地表径流量明显增加。对比分析不同地区降水量的变化情况，发现新疆不同地区的降水量变化情况存在明显差异，且尚难判断全区降水量是否有稳定增加的趋势。通过对已有资料的分析计算，对比冰川加速消融和降水量增加对本区地表径流增大的贡献，表明引起局部地区地表径流显著增加的主要原因是冰川加速消融。气候变暖打乱了本地的水平衡，使本地洪水和干旱灾害有加剧趋势。     

The trend on runoff variations in the Lhasa River Basin

Taking the Lhasa River Basin above Lhasa hydrological station in Tibetan Plateau as a study area, the characteristics of the annual and monthly mean runoff during 1956?2003 were analyzed, based on the hydro-data of the two hydrological stations (Lhasa and Tanggya) and the meteorological data of the three meteorological stations (Damxung, Lhasa and Tanggya). The trends and the change points of runoff and climate from 1956 to 2003 were detected using the nonparametric Mann-Kendall test and Pettitt-Mann-Whitney change-point statistics. The correlations between runoff and climate change were analyzed using multiple linear regression. The major results could be summarized as follows: (1) The annual mean runoff during the last 50 years is characterized by a great fluctuation and a positive trend with two change points (around 1970 and the early 1980s), after which the runoff tended to in-crease and was increasing intensively in the last 20 years. Besides, the monthly mean runoff with a positive trend is centralized in winter half-year (November to April) and some other months (May, July and September). (2) The trends of the climate change in the study area are generally consistent with the trend of the runoff, but the leading climate factors which aroused the runoff variation are distinct. Precipitation is the dominant factor influencing the annual and monthly mean runoff in summer half year, while temperature is the primary factor in winter season.     

怒江流域气候特征及其变化趋势

利用怒江流域及其毗邻地区16 个气象台站长时序逐月气温和降水量数据,运用TFPW-MK (Trend-free Pre-whitening Mann-Kendall) 检验和重复迭代变化诊断等方法,分析了近几十年来怒江流域气候要素空间格局和变化特征。结果表明:(1) 怒江流域气温(年平均、年最高和年最低) 和年降水量由北向南总体呈递增,并与海拔相关性极为显著(α=0.01),且气候要素值随海拔升高而降低;(2) 降水集中度地域差异明显,西藏境内降水集中度多达60%以上,全流域降水集中期(除贡山站外) 多介于7 月下旬至8 月下旬;(3) 流域升温趋势显著,其年平均、年最高和年最低气温变化趋势多与纬度和海拔呈显著相关,其中年平均气温增幅为0.36 ℃10a;(4) 部分站点气温变化存在突变点,且其多出现于暖冬频发的20 世纪80 年代以后;(5) 年降水量总体有所增多,但变化趋势多不显著,无明显变点。     

新疆极端水文事件年际变化及对气候变化的响应

利用1901~2010年极端水文事件资料,采用Mann-kendall统计检验研究其年际、年代际变化及对气候变化的响应,结果表明:年际变化总体为增加趋势,20世纪70年代以来增加显著;各地区由于主导灾害不同,年代际变化不尽相同, 冰雹为主导灾害的地区80年代的发生频次最多,其它地区呈逐年代平稳增加;各类型极端水文事件年际变化也不尽相同,但于近10 a达最大值;极端水文事件增加趋势与气温、降水一致,不同极端水文事件对气候变化因子响应略有不同。     

气候变化对淮河流域水资源及极端洪水事件的影响

利用法国国家气象研究中心气候模型（Centre National de Recherches Météorologiques Climate Model, CNRM）典型代表性浓度路径（Representative Concentration Pathway, RCP）情景资料和可变下渗容量模型（Variable Infiltration Capacity Model,VIC）,分析了淮河流域未来气温、降水、水资源及可能洪水的变化趋势。结果表明,淮河流域未来气温将持续升高,RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下未来2021~2050年较基准期（1961~1990年）升幅分别约为1.13℃、1.10℃和1.35℃;流域降水可能呈现略微增加趋势,3种排放情景下2021~2050年降水较基准期将分别增加5.81%、8.26%和6.94%;VIC模型在淮河流域具有较好的适用性,能较好地模拟淮河流域的水文过程,在率定期和检验期,模型对王家坝站和蚌埠站模拟的水量相对误差都在5%以内,日径流过程的Nash-Sutcliffe模型效率系数（NSE）在0.70以上,月径流过程的NSE达到0.85以上。气候变化将导致淮河流域水文循环强度增加,流域水资源总体将可能呈增加趋势,王家坝站和蚌埠站断面洪水事件的发生可能性将增大。     

长江源区冰川对全球气候变化的响应

长江源区是青藏高原内部山地冰川集中分布的地区之一 ,其冰川储量都占长江流域冰川总量的一半以上。近几十年以来由于受全球气候变化的影响 ,长江源区气候呈暖干化的倾向 ,大多数冰川呈退缩状态 ,这对长江源区的生态环境产生深刻的影响 ,进而危及整个长江流域的生态安全。用英国Hadley气候预测与研究中心的GCM模型HADCM2预测长江源区未来的气候情景 ,结果显示在不同的实验条件下 ,气候都将由现在的暖干化趋势向暖湿化方向转变。通过建立长江源区对气候变化的响应模型 ,用来预测在未来气候情景下冰川变化的趋势 ,预计在本世纪的不同时期冰川零平衡线 (雪线 )将上升 16～ 5 0m。     

Alpine wetlands in the Lhasa River Basin, China

The Lhasa River Basin is one of the typical distribution regions of alpine wetlands on the Tibetan Plateau. It is very important to get a better understanding of the background and characteristics of alpine wetland for monitoring, protection and utilization. Wetland construction and distribution in the basin were analyzed based on multi-source data including field investigation data, CBERS remote sensing data and other thematic data provided by 3S technology. The results are (1) the total area of wetlands is 209,322.26 hm2, accounting for 6.37% of the total land area of the basin. The wetlands are mainly dominated by natural wetland, with artificial wetland occupying only 1.09% of the wetland area; marsh wetland is the principal part of natural wetland, dominated by Kobresia littledalei swampy meadow which is distributed in the river source area and upstream of Chali, Damshung and Medro Gongkar counties. The ratio and type of wetlands in different counties differ significantly, which are widely distributed in Chali and Damshung counties (accounting for 62% of the total wetland area). (2) The concentrated vertical distribution of wetlands is at an elevation of 3600–5100 m. The wetlands are widely distributed throughout the Yarlung Zangbo River Valley from river source to river mouth into the Yarlung Zangbo River. Marsh wetland is dominant in the source area and upstream of the river, with the mosaic distribution of lakes, Kobresia littledalei and Carex moorcroftii swampy meadow, shrubby swamp and river; as for the middle-down streams, the primary types are river wetland and flooded wetland. The distribution is in a mosaic pattern of river, Kobresia humilis and Carex moorcroftii swampy meadow, Phragmites australis and subordinate grass marsh, flooded wetland and artificial wetland.     

疏勒河源区的多年冻土

疏勒河流域地处祁连山西段,气候极端干旱.2008年6月在疏勒河源区海拔3729-3890 m的不同地面、地形条件下在5个点上布设了10眼钻孔进行钻探勘察,并布设测温管定期监测地温.根据勘察和测温资料,确定了疏勒河流域内多年冻土下界高程在3750 m左右,查明河谷中松散地层以冲积层为主,多为粗颗粒土,多年冻土含冰量普遍较低.局地因素对多年冻土状态影响明显.其中坡度差异可以使地温相差0.5℃.坡向的差异可以使地温相差达1.0℃;地层水分含量对浅层地温的影响甚至超过坡向的影响;地面状态的差异,造成地温、活动层厚度等方面的显著差异.与祁连山中东部地区相比,疏勒河源区多年冻土几乎没有生态过程的影响,多年冻土形成和保存受气候驱动,基本上代表了一类干旱气候条件下的多年冻土特征.