热力学熵在陆地水文循环演化中的应用初探

陆地水文循环演化过程是开放的、不可逆的能量耗散过程,可以用热力学熵的概念来定量描述.初步给出了水文循环关键要素:降水、土壤入渗、蒸发蒸腾和径流的熵产率的计算方法.计算表明蒸发蒸腾作用对陆地水文循环过程的熵产率影响非常显著,并且蒸发蒸腾能够影响其他要素的熵产率.     

蒸发条件下路基对气候变化的响应模型及影响因素分析

以受大气影响下的公路路基为研究对象,建立了蒸发条件下路基对气候变化的响应模型,该模型考虑了温度-水-应力的耦合作用,采用非饱和土实际蒸发量作为边界条件。采用该模型对大气蒸发条件下南宁某公路路基的蒸发过程进行了模拟分析,结果表明,用实际蒸发量作为边界条件的热-水-应力模型可以较好地模拟大气在蒸发条件下路基的响应过程。在蒸发过程中,水蒸气的扩散对路基的蒸发量和含水率的影响较大。通过用正弦波描述昼夜蒸发强度的变化,研究了天气的周期变化对蒸发过程的影响,可以看出,天气周期变化对表层影响很大,但影响的深度有限。天气周期变化影响下的表层含水率并不是单调减小,而是随着蒸发强度的变化有一个干湿过程。     

国外陆地蒸发量和蒸发能力的计算方法简介

蒸发是自然界水循环过程中的主导因素之一,是地球上水量平衡的主要组成要素,是水文和气象过程间的重要衔接环节。蒸发可分为水面蒸发和陆地蒸发两类。水面蒸发主要取决于水表层温度、空气湿度和风速等气象要素;而陆地蒸发不仅与气象要素有关,还与土壤、植被、水文等因素有关,可见陆地蒸发过程之复杂。限于当前对于组成陆地蒸发的各个部分的机理和规律的研究还很不够,因而不能从纯蒸发理论入手,对各个细部的蒸发量逐一进行精确计算,然后求出总蒸发量。为了满足科研和经济建设对蒸发资料的需要,几百年来,世界上许多学者作了大量的工     

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。     

ENSEMBLES耦合模式对全球陆地季风区夏季降水的年代际预测能力评估

全球季风区降水对当地社会经济、全球大尺度环流及能量循环至关重要。采用欧洲联盟ENSEMBLES计划Stream 2的年代际回报试验,评估了其对1960—2015年全球陆地季风夏季降水年代际变化的回报能力,并探讨了北半球陆地季风区夏季(NHSM)降水年代际变化可预报性的可能来源。分析发现ENSEMBLES对全球及南球陆地季风区夏季降水的年代际回报技巧不高,但其对NHSM降水具有一定的预报能力,能合理回报出观测中NHSM降水在1960年至1970s末期的减弱趋势和1990s之后的增强趋势,其缺陷在于模式中NHSM降水最小值出现在1970s末期,较之观测提前了近10年,未能回报出1980s中期至1990s初期NHSM的干旱期。mega-ENSO与大西洋多年代际振荡(AMO)是影响NHSM降水年代际变化的2个重要驱动因子。分析发现模式回报的NHSM降水与mega-ENSO、大西洋多年代际振荡(AMO)的正相关明显大于观测,能合理再现2个指数在1960年至1970s末期和1990s后的变化趋势,是模式对这2个时段内NHSM降水回报技巧的重要来源。虽然ENSEMBLES对AMO的年代际变化具有较高的回报能力(与观测的最大相关系数高达0.85),但是对mega-ENSO的回报技巧较弱,进而限制了模式1980s中期至1990s初NHSM的年代际预报技巧。因此,提高模式对mega-ENSO的预报能力,是提升NHSM降水年代际预报水平的重要途径。     

广饶县地下水位动态变化规律探析

选取广饶县境内有代表性的6眼人工监测井,对其2013-2017年地下水监测资料进行整理分析,并收集整理区域内降水、蒸发资料,统计农田灌溉用水信息,分析区域内地下水位年际、年内变化规律及影响因素。得出区域内地下水位年际变化呈下降趋势,年内水位变化呈明显季节性。并提出防治地下水位下降的措施建议。     

伊犁河谷大气降水同位素特征及环境意义

为研究伊犁谷地降水同位素特征及陆地内循环对其的影响,为流域水循环研究提供科学依据,于2016年在伊宁、尼勒克和新源气象站采集降水同位素样品。采用回归对照法,讨论降水氘氧稳定同位素的影响因素。研究表明,研究区大气降水线方程为δD=7.96δ^18O+10.37,与全球大气降水线较接近,水汽主要由西风带输送;氘氧同位素夏季富集冬季贫化而氘盈余无规律变化,由于降水过程不仅受温度效应,还受到水汽陆地再循环影响。冬夏季样品在D-^18O关系图中分布特征,证明冬夏影响降水同位素本地水循环因素不同,夏季以云下蒸发为主。根据对氘过量计算的夏季降水雨滴蒸发分数为4.1%~16.2%,再次证明夏季云下蒸发效应明显,而在冬季云下蒸发效应几乎不会发生。     

降雨和蒸发对土质边坡稳定性的影响

降雨入渗降低边坡的稳定性,蒸发增加边坡的稳定性,降雨和蒸发对边坡稳定性的定量研究是很有意义的。采用蒸发和降雨模型对边坡进行非饱和-非稳定渗流分析,用总凝聚力表示的Bishop极限平衡法计算边坡安全系数。采用数值方法对算例土质边坡进行了研究,得到了孔隙水压力随时间变化的关系、边坡安全系数随时间变化的关系。结果显示：土体中孔隙水压力与天气条件、边坡安全系数与天气条件之间存在滞后关系;降雨和蒸发对边坡的表层滑动稳定性影响非常大,对深层滑动稳定性影响相对较小;降雨过程中边坡的临界滑动面由较深位置向较浅位置转变,蒸发过程则相反。     

石羊河流域水文要素变化特征分析

选取石羊河流域永昌、肃南、天祝、古浪、武威、民勤6个气象站1961～2000年的降水、蒸发资料及黄羊河水库、杂木寺、南营、四沟嘴、古浪、沙沟寺、插剑门、大靖峡水库、红崖山水库9个水文站1961～2000年的径流资料,运用距平分析法和Kendall秩次相关法对流域水文要素的时程变化特征进行了分析。研究结果表明:石羊河流域降水、蒸发年内分配不均,但年际变化不大;降水集中于6～9月份,占全年的65%以上,蒸发集中于5～8月份,占全年的54%。径流的年内分配与降水一致,集中于6～9月,占全年的58%。径流的年际变化呈明显减少趋势,尤以红崖山水库入库流量减少最为显著。     

闽江流域水文特性分析

在统计在大量实测资料的基础上,分析了闽江流域的降水、蒸发、径流、泥沙等年内年际变化及地区分布规律,以及暴雨洪水特性和大型水利工程对水文特性的影响。     

枫丹白露砂土的环境箱蒸发试验

为研究土壤水分的蒸发机理,自主开发了大型环境箱试验装置,并以枫丹白露砂土为研究对象,室内模拟土壤水分的蒸发过程。该试验在控制大气参数和保持土壤底部水位稳定的条件下,对蒸发过程中大气参数(空气温度、相对湿度和流量)和土壤参数(土壤温度、基质吸力和体积含水量)的变化,特别是土壤表面基质吸力的变化进行了研究。同时根据试验结果对蒸发速率及累积蒸发量进行了计算分析。研究结果表明:蒸发主要限制在土壤浅层区域,浅层土壤的体积含水量和温度的变化均较大;空气温度和土壤蒸发过程对土壤温度的变化具有较大的影响;土壤表面空气相对湿度与蒸发过程具有相关性;土壤基质吸力随着蒸发的进行逐渐增大;实际蒸发速率呈现3个阶段。     

枫丹白露砂土的环境箱蒸发试验

为研究土壤水分的蒸发机理,自主开发了大型环境箱试验装置,并以枫丹白露砂土为研究对象,室内模拟土壤水分的蒸发过程。该试验在控制大气参数和保持土壤底部水位稳定的条件下,对蒸发过程中大气参数（空气温度、相对湿度和流量）和土壤参数（土壤温度、基质吸力和体积含水量）的变化,特别是土壤表面基质吸力的变化进行了研究。同时根据试验结果对蒸发速率及累积蒸发量进行了计算分析。研究结果表明:蒸发主要限制在土壤浅层区域,浅层土壤的体积含水量和温度的变化均较大;空气温度和土壤蒸发过程对土壤温度的变化具有较大的影响;土壤表面空气相对湿度与蒸发过程具有相关性;土壤基质吸力随着蒸发的进行逐渐增大; 实际蒸发速率呈现3个阶段。     

ENSO年代际变化对全球陆地生态系统碳通量的影响

使用动态植被陆面模式AVIM2,以NCEP (National Centers for Environmental Prediction)再分析气象资料作为大气强迫场,模拟了1953-2004年全球陆地生态系统净初级生产力(NPP)和净生态系统生产力(NEP) 的空间分布及时间变化特征。结果得到,1953-2004年陆地生态系统NPP和NEP全球总量52 a的C平均值分别为65 Pg/a和1.2 Pg/a,NPP呈明显的上升趋势,而NEP的上升趋势不明显。虽然NPP和NEP的年代际增长趋势不同,但是在20世纪70年代中期,NPP和NEP的年代际变化都出现了一个明显的突变,突变点后的增长趋势都没有之前的增长趋势高。这是由于太平洋的年代际振荡(PDO)冷暖位相影响了厄尔尼诺与南方涛动（El Nin~o Southern Oscillation,ENSO)的年代际变化,对NPP和NEP的年代际变化也产生了重要的影响。1976年以前PDO处于冷位相年,增加了ENSO冷位相的强度和频率,使热带地区的气候偏凉爽湿润,从而利于NPP和NEP趋势增长,而1976年以后PDO进入暖位相年,El Nin~o发生频繁,赤道地区多为干热的气候异常,会降低NPP和NEP的增长趋势。     

长丰河成县水文站两种蒸发器蒸发量和折算系数变化分析

依据甘肃省长丰河成县水文站20 cm口径蒸发器和E601型蒸发器1980-2019年40 a观测资料,计算分析蒸发量和折算系数的年内、年际变化规律,并探索影响蒸发量和折算系数的因素。得出两种蒸发器蒸发量和折算系数年内变化较大,年际变化不大。太阳辐射是影响蒸发的主要原因,它通过影响温度、湿度、风速等因素来直接或间接改变水面饱和差的大小,从而使蒸发量和折算系数发生变化。     

美国1996财政年度全球变化研究计划介绍

据《我们变化的星球——美国1996财政年度全球变化研究计划》,介绍了美国1996财政年度全球变化研究计划的科学目标和研究内容,主要包括季节至年际的气候波动及相关事件,未来几十年的气候变化,平流层臭氧耗减与UV辐射的增强,土地覆盖、陆地与海洋生态系统的变化,全球变化研究的横断性问题及国际合作等方面。     

不同条件对蒸发法处理垃圾渗滤液效果的影响

利用蒸发法对中老龄垃圾渗滤液进行处理,通过定时分批对蒸发后的渗滤液进行取样测定,研究在不同蒸发温度、不同风速条件下渗滤液在蒸发过程中pH 值、有机物及氨氮含量的变化规律。结果表明: 蒸发浓缩液中pH 值变化幅度不大; 渗滤液中有机污染物在不同的蒸发条件下总量在减少,但减少量不大; 在蒸发温度为25℃,风速为1. 5 m/s 的条件下氨氮的去除效率为37%。     

大型水库对周围地区降水量影响效应分析

大型水库对周围地区降水量影响效应分析张学明（河北省水文总站）建库蓄水，水库淹没区由陆地变成水面。随着下垫面条件的改变，必然引起库区及其周围地区气温、湿度、降水、蒸发等气候因素的变化。大型水库有较大的蓄水体，有广阔的水面，水体的热容量很大，故对诸气候因...     

基于MODIS资料的2000-2004年江河源区陆地植被净初级生产力分析

基于EOS/MODIS卫星遥感资料的分析表明,2000-2004年江河源地区陆地植被平均年NPP为82.04 gC.m-2,相当于同期全国陆地植被年NPP的23%,其中2001年的年NPP最小,只有78.04gC.m-2,2002年最大,为85.44 gC.m-2.根据年NPP分布显示,黄河源区的植被生长状况要好于长江源区,其中在黄河源东南部陆地植被的年NPP>250 gC.m-2,为江河源区植被年生长最大的区域;该地区的植被年NPP最小值的区域分布在长江源的西北部地区,年NPP大部分<50 gC.m-2.江河源地区植被的年NPP表现为显著的年际变化特征,不同地区年NPP的变化特征各不相同;高寒草甸的年NPP为该地区所有陆地植被年NPP中最大,其5 a平均值为89.38 gC.m-2,其次为高寒草原和灌木及草本植被;由于地处高寒地区,温度成为影响该地区陆地植被净初级生产力的主要因素.     

黄前水库来水量特征与影响因素分析

在黄前水库观测资料的基础上,运用距平分析和假设检验的方法,分析了黄前水库来水年内分配不均、年际变化显著,尤其是近二十年来水系列年际变化更加显著等特点。系统分析了流域降水、蒸发、森林植被等来水影响因素的影响时机和影响程度。由于流域降水是影响黄前水库来水量的最重要的影响因素,建立了水库来水量与流域降水量之间的线性关系。这些分析结果对黄前水库的合理开发与利用有指导作用。     

新疆艾比湖流域水文特征分析

本文根据艾比湖流域各水文站历年水文统计资料及近几年来的实际水文调查,通过流域概况、气温、蒸发、降水、冰川、径流年内和年际变化、泥沙、冰情、水质等方面的分析,研究艾比湖流域的水文特征变化规律。