石羊河流域蒸发量变化特征及影响因素分析

利用Mann-Kendall、小波分析和灰色关联度法,分析了石羊河流域6个气象站1959～2005年蒸发量变化特征及主要影响因子.研究结果表明:石羊河流域47a平均蒸发量呈下降趋势,蒸发突变点大约发生在20世纪60年代、80年代中后期和2000年左右,夏季和春季蒸发量减少幅度较大是年蒸发量减少的主要原因;蒸发量的空间分布与其减少趋势的空间分布均呈西南-东北的增加变化特征,这与流域下垫面情况和气象因子密切相关;蒸发量有28a和20a的周期变化,其内还包含有10～14a的小周期变化;影响蒸发量的主要气候因子中,气温、日照时数和风速与蒸发量的关联度较大,平均气温和日照时数呈显著上升趋势,平均风速表现为显著下降趋势,降水、相对湿度和水汽压变化较弱,平均风速的明显减少可能补偿了气温和日照时数增加引起蒸发量的增加,导致蒸发量的减少.     

藏北高原蒸发皿蒸发量及其影响因素的变化特征

采用气候倾向率方法,对藏北高原1971-2006年6个气象站年、季小型蒸发皿蒸发量及其影响气候因子的变化趋势进行了分析。结果表明:近36年藏北高原年蒸发皿蒸发量各站点均呈现显著的减少趋势,平均减少61.7mm/10a(通过99%显著性检验),以夏季减幅最明显。就地域分布而言,蒸发皿蒸发量的下降主要表现在藏北高原的中西部。蒸发量减少幅度随经度的增加减小,随海拔高度的升高而加大。影响蒸发皿蒸发量的主要气候因子日照时数、平均风速呈现显著下降趋势,平均相对湿度、降水量表现为显著增加,平均气温显著升高,平均最低气温的升温速率(0.54℃/10a)明显比平均最高气温的升温速率(0.17℃/10a)大,导致气温日较差的减小(-0.37℃/10a)。藏北高原平均气温日较差和日照时数的显著减小,以及平均相对湿度的明显增加可能是蒸发皿蒸发量显著下降的主要原因,降水量的增加和平均风速的明显减小在蒸发量减少趋势中的作用也不可忽视。     

黄淮海流域旱涝时空分布及组合特性

以黄淮海流域及其周边地区204个气象站点1961-2010年逐日降水过程资料、国家1:25万DEM数据和1:20万土地利用数据为基础,在利用降水Z指数对黄淮海流域旱涝进行评价的基础上,采用下垫面数据对结果进行修正,并分析黄淮海流域旱涝面积的时间变化特征,对黄淮海地区的易旱区、易涝区进行了划分,进一步选取集对分析法划分了流域内季节间旱涝交替的易发区。结果表明:黄淮海流域内夏秋两季旱涝问题较为严重,且秋旱面积上升趋势较为明显;黄河和海河流域以干旱居多,淮河则是干旱和雨涝并存,季节间的旱涝交替多集中在淮河流域中上游地区。     

区域气候模式水平分辨率对黄淮海流域当代气候模拟的影响

区域气候模式是进行流域尺度气候变化研究的重要工具,其中水平分辨率对流域模拟结果的影响亟待评估。本文使用区域气候模式RegCM4,在ERA-Interim再分析资料驱动下,进行2种水平分辨率（50 km和25 km）1990-2010年东亚区域的长时间连续积分模拟。通过与观测资料的对比,评估RegCM4对黄淮海流域的模拟性能,同时分析水平分辨率对模拟结果的影响。结果表明:① 2组模拟均可以较好地再现黄淮海流域冬季、夏季平均气温和降水的空间分布,以及气温和降水的年循环变化;对极端气候事件指数的分布模拟效果也较好,且对与气温有关的极端气候事件指数模拟效果优于与降水有关的极端气候事件指数。②与观测相比,也存在一定的偏差,如模拟的冬季气温存在冷偏差,夏季气温存在暖偏差,冬季、夏季降水在大部分地区偏多等。③ 2组模拟对比来看,对冬季、夏季平均气温的量级和空间分布,25 km模拟与观测更加接近;对冬季、夏季平均降水,50 km模拟与观测的空间相关系数分别为0.86和0.44,较25 km模拟有较大提高;对极端事件,2组模拟差别不大。模拟结果可为后续此版本模式在黄淮海流域气候变化研究中的应用提供参考。     

平原区朱家河流域蒸发量变化特征分析

蒸发量的变化过程可真实的反映出区域气候的变化.利用平原区朱家河小流域蒸发站1989-2019多年蒸发量观测资料成果,统计分析了小流域内蒸发量变化特征,结果表明:(1)平原区朱家河流域多年平均蒸发量为920.0 mm;蒸发量总体呈波动式下降趋势.变化过程大致分为三段,自建站起至1996年水面蒸发量呈增大趋势,而且变化较大...     

黄淮海流域植被覆盖变化对径流的影响

植被是流域水循环过程的重要环境因子之一,植被变化对径流的影响是当前研究的国际前沿和热点问题。以全球变绿最突出的黄淮海流域为研究对象,基于1982-2016年水文气象观测资料及归一化植被指数（NDVI）数据,利用Mann-Kendall等趋势检验方法检测NDVI的时空变化特征。基于Budyko-Fu公式构建黄淮海流域水热耦合模拟模型,分析模拟径流对Budyko-Fu模型参数ω的敏感性;基于参数ω与气候、植被等要素的统计关系,建立利用气候季节性指数和NDVI计算参数ω的经验公式,利用弹性系数法,识别参数ω对NDVI变化的响应,利用复合函数链式求导法则研究NDVI变化对黄淮海流域径流的影响。结果表明:1982-2016年黄淮海流域NDVI呈显著增加趋势;NDVI增加会使模型参数ω增加,进而导致径流量减少;NDVI每增加10%,黄淮海流域径流量平均减少8.3%;植被变化对径流的影响具有显著的空间差异性,气候越干旱、植被条件越差地区的NDVI变化对径流影响越显著。     

天山西部地区近50年水面蒸发量变化特征及趋势分析

利用天山西部地区10个代表性水文、气象站1957-2006年20cm口径蒸发皿观测的水面蒸发量资料,分析了天山西部地区水面蒸发量的变化趋势.结果表明,天山西部地区代表站水面蒸发量具有明显的地区分布特性,水面蒸发量随海拔高程的增高而减少;水面蒸发量的年内变化很不均匀,而年际变化比较稳定;从1987年开始天山西部地区代表站年水面蒸发量转入一个快速下降的阶段.20世纪90年代和21世纪初,平均年水面蒸发量较1957~2006年50年均值减少6%～7%.较1957～1986年30年均值减少10%~11%.在季节变化中以夏季水面蒸发量的减少趋势尤为显著;滑动t检验的结果证实.1987年是天山西部地区水面蒸发量由多向少发生突变的转折年;50年来,水面蒸发量总体上呈明显减少的趋势.年水面蒸发量的气候倾向率为-53.2mm/10 a.这与黄河等流域近40、50年蒸发皿蒸发量呈明显下降趋势的结论基本一致:水面蒸发量与降水量呈负相关关系,可以初步认为降水及湿度的增加是天山西部地区水面蒸发量明显减少的主要间接因素之一.     

云南省蒸发量时空分布及年际变化分析

根据56个蒸发站E－601型蒸发器的蒸发观测资料，分析了云南省蒸发量的时空分布规律及年际变化特点。云南省东部和西部边缘地带年蒸发量较小，滇中一带以及金沙江流域河谷地带年蒸发量较大。蒸发量年际变化具有春夏季较大、秋冬季较小的特点。近30年来，云南省蒸发量有普遍减小的趋势，20世纪90年代蒸发量普遍减小的可能原因是日照时数减少和风速减小。     

长江流域20cm蒸发皿蒸发量的时空变化

利用长江流域107个气象站1951-2000年的20cm口径蒸发皿逐日蒸发资料,采用Mann-Kendall趋势检验法和IDW反距离权重空间插值法分析了近50年来,尤其是20世纪90年代长江流域的年和季节蒸发皿蒸发量的时空变化.50年来,长江流域以年平均、夏季和秋季蒸发皿蒸发量显著下降为主要特点,尤以20世纪90年代最为显著,是年平均和夏季蒸发皿蒸发量最小的时期,比前0年平均值分别低-25.9mm和-36.1mm,这种趋势中下游地区比上游地区明显得多,尤其是在鄱阳湖流域.     

近50年大凌河流域径流变化特征分析

以大凌河流域3个水文站的径流资料和15个雨量站的降水资料为基础,利用多指标、多方法分析了近50年大凌河流域径流的年内和年际变化特征。结果表明:大凌河流域径流年内分配不均匀,主要集中在7、8月份;径流年际变化大。近50年来,大凌河流域年径流量呈显著减少趋势,流域径流量在1981年出现明显的减少突变,自然因素和人类活动特别是大量水利工程的修建是造成径流变化的重要因素。     

1960-2000年中国蒸发皿蒸发量的气候变化特征

利用中国664个气象站1960-2000年20 cm口径蒸发皿资料,借助地理信息系统Arc GIS,分析了中国蒸发皿蒸发量的气候变化趋势.结果表明,就中国平均而言,1960-2000年中国蒸发皿蒸发量呈明显下降趋势,年蒸发皿蒸发量在20世纪80～90年代较60～70年代下降了99.8 mm,下降幅度为5.8%;不同季节对照发现,蒸发皿蒸发量的下降主要表现在春季、夏季和冬季,秋季不明显;对蒸发皿蒸发量气候变化的空间分析表明,年蒸发皿蒸发量的下降主要表现在华东和中南地区;对蒸发皿蒸发量下降的原因分析表明,日照百分率下降从而导致太阳总辐射的下降可能是近年来蒸发皿蒸发量下降的主要原因.     

淮河流域蒸发皿蒸发量变化分析

在气候变化背景下,许多地区蒸发皿蒸发量出现持续减少现象。淮河流域是中国南北方气候分界线,研究蒸发问题对认识淮河流域水分循环和水资源状况有重要作用。利用淮河流域实测蒸发皿蒸发量、气温、降水等7种气象要素、英国CRU月平均云量资料和NCEP/NCAR的再分析资料,分析了淮河流域近50年来蒸发皿蒸发量的变化及其原因。结果表明,淮河流域蒸发皿蒸发量存在显著的下降趋势。在一年的四季中,春夏季节蒸发量最大,下降趋势最强;淮河流域北部和西部蒸发量最大,下降趋势最强。究其原因,蒸发皿蒸发量下降与下垫面风速和日照时数减少、相对湿度和降水量增多有关;大气对流层相对湿度和比湿的增加致使地面相对湿度增大,天空云量和降水量增多,从而减弱了太阳辐射的强度,缩短了日照时间,结果使蒸发皿蒸发量下降。     

中国冰川变化对气候变化的响应程度研究

理清冰川变化对气候变化的响应程度、揭示响应度的空间变化规律,是开展冰川变化预估及其对社会经济影响程度量化研究的基础。使用1958-2010年西部地区150个气象站点的夏季平均气温和年降水量资料、中国第一、二次冰川编目数据,通过夏季平均气温和年降水量变化趋势值定量反映气候变化,以冰川面积变化率表征冰川变化,借助GIS技术平台,采用参照对比方法,从宏观层面研究了中国西部冰川变化对气候变化的响应程度。依据等分分类法（Equal Interval）,将响应程度分为极低度响应、低度响应、中度响应、高度响应、极高度响应5级。结果表明：中国冰川变化对气候变化的响应方式与程度不同,对夏季平均气温变化表现为正响应,而对年降水量变化主要表现为负响应,冰川分布区年降水量增加带来的冰川积累量增多不足以抵消因温度升高而增加的消融量,升温是中国西部冰川快速退缩的主导性因素。就整体而言,冰川变化对夏季平均气温变化的响应程度相对较低,但局部地区冰川变化对温度变化高度敏感,响应程度高与极高。不同类型冰川的变化对夏季平均气温变化的响应程度亦不同,海洋型冰川的变化以中高度响应为主,极大陆型冰川的变化主要呈现极低、低响应程度,而大陆型冰川变化的响应程度呈两级化。     

青藏高原气候变化若干前沿科学问题

在全球变化的背景下,青藏高原冰冻圈和大气圈正在发生快速变化,对"亚洲水塔"和"第三极"的生态环境带来深刻影响.研究并梳理了近年来青藏高原气候变化的若干前沿科学问题的研究进展,如高原极端气候事件变化及其与大气环流的关系;高原变暖放大效应及海拔依赖型变暖的物理机制;再分析资料在高原气候变化应用的适用性;气候模式在高原资料稀...     

中国天山地区降水对全球气候变化的响应

天山地区的降水变化及其对全球气候变化的响应是近年来研究的热点。利用中国天山地区40个气象站1951-2014年的月降水数据,运用线性倾向估计、相关分析等气候诊断方法,分析了该区域的降水变化,探讨了主要气候指数与降水同步变化的相关关系。结果表明：年降水呈现出"西多东少,北多南少,高山多外围少"的特征,年降水变化率为6.0 mm·（10a）^-1。SASMI与年降水表现为显著正相关,PDO、PNA和AO与年降水表现为弱正相关,且有局限性。在枯水期,SASMI与天山北坡及部分中高山地带的降水表现为弱正相关,而在西天山南坡表现为弱负相关,ENSO与中、西天山南北坡的中低山带的降水变化相关性较高。在丰水期,SASMI与天山南坡和高山区降水变化相关性较高,PDO与中、西天山南北坡的低山带部分站点的降水变化相关性较高。     

格尔木河流域水面蒸发特征及影响因素分析

水面蒸发是水均衡的重要一项,阐明其变化特征对水资源评价具有重要的指导意义。格尔木河流域是我国西北旱区典型的内陆河流域,面临水资源开发利用与水害减灾双重挑战。前人对流域内水面蒸发相关研究未考虑主控因素及空间异质性,气候变化背景下水面蒸发特征也有待进一步研究。基于格尔木河流域气象观测资料,采用时间序列分析、相关分析和多元回归分析方法,研究了流域上游山区、中游戈壁砾石带及终端尾闾湖的水面蒸发特征及其主要影响因素。结果表明：（1）流域内水面蒸发呈波动下降趋势,但蒸发量空间差异明显,上游山区近60 年蒸发量减少了183.2 mm,中游近60 年减少了1135.1 mm,下游尾闾湖近30年减少了241.7 mm;（2）流域内水面蒸发主控因素不同,上游山区主控因素为气温,中游主控因素为风速,终端尾闾湖主控因素为水域面积;（3）流域内气候变化总体呈暖湿化,与全球气候变化一致,但水面蒸发未随气温升高和降水增加而增加,呈现出“蒸发悖论”特征。研究表明,水面蒸发的空间差异性及其主控因素对旱区流域蒸发和水资源评价具有重要影响。     

中国历史时期气候变化对社会发展的影响*

历史时期气候变化对社会发展的影响与人类适应问题,是当前全球变化领域的研究热点之一。近年来,在利用丰富的历史文献资料研究中国历史时期(特别是过去2000年时段)气候变化与人类社会相互作用的过程机理方面取得了一系列新成果。本文将其归纳为3个方面: 理论上,构建了基于粮食安全的气候影响传递过程分析框架;方法上,实现了服务于气候变化影响研究的、基于语义差异的历史社会经济序列定量重建;科学认识上,总结出“冷抑暖扬”而又福祸相依的宏观韵律。在此基础上,对未来研究需要进一步深化的方向进行了展望。     

Impact of land use change on groundwater quality in a typical karst watershed of southwest China: a case study of the Xiaojiang watershed,Yunnan Province

The impact of land-use change on the quality of groundwater in the Xiaotjiang watershed, China was assessed for the period 1982–2004. Groundwater samples were collected from 30 monitoring points across the watershed, and were representative of the various changes, determined by remote sensing and geographical information systems. The results indicate that 610 km² (60% of the total watershed area) were subject to land-use change during the period. The most important changes were the conversion of 135 km² of forested land to cultivated land, and 211 km² of unused land to cultivated land. The main impact was ascribed to diffuse pollution from fertilizers applied to newly cultivated land, and from building development. Overall the groundwater pH value was significantly increased, as were the concentrations of ions , , , , and Cl⁻ in groundwater whilst the concentrations of Ca²⁺ and declined. More precisely, in the regions where forested land and unused land were converted into cultivated land, the pH value and the concentrations of Mg²⁺, , , , , Cl⁻ increased whilst the concentrations of Ca²⁺ and declined. However in the region where cultivated land was converted into construction land, the pH value and the concentrations of Ca²⁺, Mg²⁺, , , , , , Cl⁻ increased.

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Résumé  L’impact des changements de l’utilisation du territoire sur la qualité de l’eau souterraine dans le bassin versant de Xiaojiang, en Chine, a été évalué de 1982 à 2004. Des échantillons d’eau souterraine ont été récoltés à partir de 30 points d’observation éparpillés sur le bassin, représentant les divers changements déterminés par télédétection et système d’information géographique. Les résultats indiquent que 610 km² (soit 60% de la surface du bassin) ont été sujets à des modifications de l’utilisation du territoire sur cette période. Les changements les plus importants furent la conversion de 135 km² de forêt et 211 km² de terres inutilisées en terres cultivées. Le principal impact est attribué à la pollution diffuse des engrais utilisés en agriculture et pour les batiments. De manière générale le pH de l’eau souterraine a augmenté significativement, ainsi que les concentrations des ions , , , , et Cl⁻, tandis que les concentration en Ca²⁺ et ont diminué. Plus précisément dans les régions transformées en terres cultivées, la valeur du pH et les concentrations en Mg²⁺, , , , , Cl⁻ ont augmenté tandis que les concentrations en Ca²⁺ et ont diminué. Toutefois dans les régions cultivées converties en zones de construction, le pH et les concentrations en Ca²⁺, Mg²⁺, , , , , , Cl⁻ ont augmenté.

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Resumen  El impacto del cambio en uso de la tierra en la calidad del agua en la cuenca Xiaojiang, China fue evaluado para el periodo 1982–2004. Muestras de agua subterránea fueron tomadas de 30 puntos de monitoreo a través de la cuenca, y fueron representativas de los múltiples cambios, determinados por sensores remotos y sistemas de información geográfica. Los resultados indican que 610 km² (60% del área total de la cuenca) estaban sujetos a cambios de uso de la tierra durante el periodo estudiado. Los cambios más importantes fueron la conversión de 135 km² de bosques a tierra cultivada, y 211 km² de tierra sin uso (ociosa) a tierra cultivada. El impacto principal fue causado por contaminación difusa de fertilizantes aplicados a la tierra recientemente cultivada, y a desarrollo de construcciones. En general el pH en agua subterránea creció significantemente, al igual que las concentraciones de los iones , , , , y Cl⁻ en agua subterránea mientras que las concentraciones de Ca²⁺ y decrecieron. Mas precisamente, en las regiones donde bosque y tierra ociosa fueron convertidas en tierra cultivada, el valor de pH y las concentraciones de Mg²⁺, , , , , Cl⁻ crecieron mientras las concentraciones de Ca²⁺ y decrecieron. Sin embargo en la región donde tierra cultivada fue convertida en construcciones, el valor de pH y las concentraciones de Ca²⁺, Mg²⁺, , , , , , Cl⁻ crecieron.