1981—2010年西藏怒江流域潜在蒸发量的时空变化

利用1981—2010年怒江流域9个站月平均最高气温、最低气温、降水量、风速、相对湿度、日照时数等资料,应用Penman-Monteith模型,采用气候倾向率、R/S等方法分析了潜在蒸发量变化的趋势性和持续性,并探讨了影响潜在蒸发量的气象因子。结果表明：近30年怒江流域四季潜在蒸发量趋于减少,年潜在蒸发量以18.4 mm?(10a)-1的速率显著减少。夏、秋、冬季和年潜在蒸发量具有持续性,未来将持续减少,尤其是冬季。在年代际尺度上,四季潜在蒸发量1980年代为正距平,1990和2000年代均为负距平。风速减小是四季潜在蒸发量减少的主要因素,不过春季潜在蒸发量的减少与降水量的显著增加也有关,且夏季气温日较差的显著变小对潜在蒸发量减少的作用不可忽视。     

珠江流域实际蒸散发与潜在蒸散发的关系研究

采用水量平衡模型和Penman公式分别计算了珠江流域七个子流域1961—2000年实际蒸散发(I_(ETa))和潜在蒸散发(I_(ETp)),并对供水条件变化下I_(ETa)与I_(ETp)的关系进行了定量化分析,对各子流域I_(ETa)和I_(ETp)关系的理论从属性进行判定,主要结论如下:1)珠江流域年实际蒸散发量远低于潜在蒸散发量,多数子流域I_(ETa)值不到I_(ETp)值的1/2。7个流域面积加权平均I_(ETa)为681.4 mm/a,I_(ETp)为1 560.8 mm/a。从蒸散发的变异性来看,则实际蒸散发I_(ETa)的变异性明显要高于潜在蒸散发I_(ETp)。2)东江、西江、北江、柳江和盘江等5个流域实际蒸散发I_(ETa)都与降水量呈现正相关关系,韩江、郁江两个流域I_(ETa)随降水变化的变化趋势不明显。各子流域的潜在蒸散发I_(ETp)与降水量呈现显著负相关关系。7个子流域平均情况下,随着降水量的增加,I_(ETa)呈现明显的增加趋势,而I_(ETp)呈现明显的下降趋势。3)通过对降水量P与实际蒸散发I_(ETa)及潜在蒸散发I_(ETp)的联合回归方程P-IET回归系数的T检验,判定韩江、柳江和盘江等三个子流域以及七流域面积加权平均I_(ETa)与P和I_(ETp)与P的关系满足理论意义上的严格互补相关;东江、西江、北江等三个流域I_(ETa)与P和I_(ETp)与P的关系满足"非对称"互补相关。4)基于极端干旱和极端湿润的边界条件,推导出非对称条件下的实际蒸散发互补相关理论模型。     

第二松花江流域蒸发量的变化趋势和影响因子分析

根据1971-2012年气象、水文资料采用线性趋势分析、Mann-Kendall秩次相关检验和Pearson相关系数方法研究了第二松花江流域潜在蒸散发、实际蒸散发(ETa)以及20cm蒸发皿蒸发量的变化特征及影响的主要气象因子。结果表明:蒸发皿蒸发量表现为明显的下降趋势,潜在蒸发下降趋势不明显,实际蒸发在总体上显著上升,与蒸发皿蒸发、潜在蒸散发的变化趋势相反,很好地验证了互补相关理论。分析气温、降水、风速、云量、实际水汽压、相对湿度和日照时数等的变化趋势及相关关系发现,风速、日照时数和低云量是影响蒸发皿蒸发下降的主要气象因子;平均气温、风速、相对湿度和总云量是影响实际蒸发升高的气象因子;而潜在蒸发的下降主要受日照时数、降水和低云量的影响。     

1961-2017年黑龙江省蒸发量演变特征及其与气候因子的关系

利用黑龙江省80个站1961—2017年器测蒸发量观测资料及常规气象观测资料,采用线性倾向估计、累积距平、Mann-Kendal突变分析、数理统计和Mexican hat小波分析等方法,分析了黑龙江省年和四季器测蒸发量的时空演变特征,并探讨了其与气候因子的关系。结果表明:黑龙江省年蒸发量的空间分布的地理特征明显,其值随纬度、经度、海拔高度的增加而递减,递减率分别为55.4 mm/°N、45.2 mm/°E、88.8 mm/(100 m)。1961—2017年,黑龙江省年蒸发量呈显著下降趋势,降幅达13.7 mm/(10 a),存在8 a和24 a周期,全省下降趋势站点比例达70.0%,其中62.5%站点的下降趋势通过0.05的显著性水平检验,远超上升站点比例,总体存在"蒸发悖论"。季节间对照发现,春季蒸发量降幅较大且趋势极显著,存在24 a、准2 a周期,有67个站点表现为下降趋势,其中44个站呈显著下降趋势(P0.05);夏季、秋季的降幅较小且变化不显著,均存在7 a周期;冬季则表现为小幅不显著的增加趋势,存在24、11、2 a周期,有23站冬季蒸发量呈显著上升趋势。突变检验发现,年、春季、冬季蒸发量存在明显的突变时间,夏季和冬季则无明显突变。年、季节蒸发量与平均温度、风速存在正相关关系,与相对湿度存在负相关关系。风速显著下降是导致年蒸发量显著减少的主导因素,风速显著下降及增湿明显的叠加作用,致使春季蒸发量的下降趋势更显著,而气候的暖干化使得冬季蒸发量呈较弱的上升趋势。     

2011—2050年长江流域气候变化预估问题的探讨

利用长江流域1961—2008年观测气象资料,对IPCC 第四次评估报告中12个全球气候模式及所有模式集合平均进行比较验证,结果表明：MIUB_ECHO_G模式对该地区降水模拟能力较强,NCAR_CCSM3模式对温度模拟效果较好。进一步利用MIUB_ECHO_G模式和NCAR_CCSM3模式结果在SRES-A2、-A1B、-B1 3种排放情景下的降水和温度数据,分析2011—2050年3种排放情景下长江流域降水和温度变化特征。结果表明,2011—2050年长江流域降水变化趋势不明显,温度呈增加趋势,增幅在2℃内。     

中国不同干湿区蒸发皿蒸发和实际蒸发之间关系的研究

利用降水量将中国划分为干旱、半干旱、湿润和半湿润4个区域,开展不同区域中蒸发皿蒸发和多个模式模拟的实际蒸发的集成结果对比研究,探讨和分析在不同干湿背景下蒸发皿蒸发和利用观测的气象数据驱动的陆面过程模型模拟的实际蒸发之间的关系,并对导致这种关系的原因进行了分析,表明结果:(1)实际蒸发在中国整体上表现为下降趋势,这与湿润和半湿润区的变化趋势一致,而在干旱和半干旱区,实际蒸发表现为上升的变化趋势;(2)对比不同干湿区域的结果发现,在干旱和半干旱区,蒸发皿蒸发和实际蒸发表现为相反的变化趋势,在半湿润和湿润区,蒸发皿蒸发和实际蒸发表现为相同的变化趋势,在中国整体上蒸发皿蒸发和实际蒸发在总体上也具有一致的变化趋势;(3)单站分析的结果表明,中国东南大部分站点蒸发皿蒸发和实际蒸发表现为相同的变化趋势,而在西北地区大部分站点两者之间是相反的关系,这与区域平均的结果是一致的;(4)蒸发皿蒸发和实际蒸发之间在各个地区存在不同的关系主要是由于不同的干湿背景下实际蒸发变化的主要制约因子不同造成的。     

长江流域1961-2000年蒸发量变化趋势研究

利用长江流域115个气象站点1961-2000年的观测数据,计算了各站点的参照蒸发量和实际蒸发量,并进行了20 cm蒸发皿蒸发量、参照蒸发量和实际蒸发量时空变化趋势分析。结果表明,近40 a来,长江流域蒸发皿蒸发量、参照蒸发量和实际蒸发量的年平均变化均呈现显著下降趋势。就季节平均变化而言,春季和秋季,三者的变化趋势都不明显,而夏季三者均具有显著的下降趋势,冬季蒸发皿蒸发量和参照蒸发量均显著下降,实际蒸发量却明显上升。蒸发量的变化趋势具有空间分布差异,长江流域中下游地区蒸发量的变化趋势明显比上游地区显著,尤其表现在夏季。尽管近20余年长江流域气温不断升高,但太阳净辐射和风速的显著下降,可能是导致蒸发量持续降低的主要原因。     

长江流域湿地生态系统健康评价

长江流域水资源丰富,农业开发历史悠久,是我国重要的粮、棉、油和水产基地。伴随着农业开发与工业、城市快速发展,长江流域湿地保护面临一系列问题:围湖造田和城市化导致天然湿地面积减少,湿地功能减弱,水质污染严重,湿地生态环境退化,湿地资源过度和不合理利用,造成生物多样性下降。因此,在长江流域开展湿地生态健康状况研究很有必要。根据长江流域湿地生态系统的特点,基于压力-状态-响应(PSR)模型,建立包含压力、状态、响应3大类共14个指标的生态系统健康评价指标体系。以Globe Land30土地覆盖数据和社会经济统计等数据为基础,结合层次分析法对长江流域2000年和2010年湿地进行了综合评价。研究结果表明:1)从2000年到2010年长江流域湿地生态健康状况略微下降,2000年长江流域平均湿地生态健康指数是0.478,2010年的为0.475;2)2000年和2010年长江流域湿地生态健康指数中游的下游的上游的,湿地生态健康状况较差的区域主要分布在西北部和以重庆、武汉和上海为主的三大经济中心;3)从行政区平均健康水平来看,从2000年到2010年,江西省和福建省的湿地生态健康状况有所好转,而云南省、广西省、贵州省和重庆市受2010年干旱影响,湿地生态健康状况有所下降。     

湘江流域蒸发皿蒸发量的变化趋势及原因分析

利用1960-2006年湘江流域内44个气象观测站蒸发皿观测资料,采用气候倾向率、相关系数分析法,以及反距离权重插值来分析湘江流域蒸发皿蒸发量的时空变化特征及其影响因子。结果表明：湘江流域年蒸发皿蒸发量在47年间以21.29 mm/10a速率显著减少,通过了90%信度检验;且有75%的站点蒸发皿蒸发量下降趋势显著。从季节变化来看,蒸发皿蒸发量的下降趋势主要在夏季,以15.58 mm /10a的速率显著下降,并通过了99%信度检验。从空间分布来看,湘江流域蒸发皿蒸发量自西南向东北逐渐减少,且下游地区减少趋势最显著。流域饱和差的减小及风速的显著下降导致大部分站点蒸发皿蒸发量呈下降趋势。     

长江-淮河流域短时暴雨洪涝灾害危险性预警评估及验证

洪涝灾害危险性预警分析是防灾减灾的重要基础,在灾害发生前进行预警,可以有效减轻灾害带来的影响。本文以2020年6—8月长江-淮河流域洪涝灾害为研究案例,首次利用前3天累计降水量(前期状态),当前时次土壤湿度(当前状态)和预测日降水量(未来状态)作为致灾因子,基于改进的层次分析法建立危险性预警分析模型。通过县域灾情信息验证表明,评估正确率达74.46%,遗漏率仅5.59%,评估结果与实际灾情吻合性好;同时对预警准确性和时相一致性进行评价,最大值(县内最高指数)的预警率达到81.6%;“特大型”暴雨洪涝灾害中的预警达到77.3%以上,且灾害在前3~5天危险性指数普遍提升,存在有效预警。本文方法对于长江—淮河流域短时暴雨洪涝灾害危险性预警有较好的准确性和可靠性,可提供防灾减灾决策依据。     

1961—2010年黄河流域蒸发皿蒸发量变化及影响因子分析

利用黄河流域内61个气象站逐月观测资料,使用Mann-Kendall非参数检验方法对1961—2010年黄河流域小型蒸发皿蒸发量变化趋势进行了分析,并用SVD和多元回归方法检测影响蒸发量变化的因子。结果表明,黄河流域年蒸发皿蒸发量在1961—2010年显著下降,四季中夏季的下降趋势最显著,年和春、夏季蒸发量均在1979年发生突变。上、中、下游的年蒸发量变化率分别为-2.38 mm/a、-2.35 mm/a、-8.35 mm/a,下游下降幅度较大。空间变化分布上,年和春、夏季蒸发皿蒸发量均在黄河流域河源地区、河套地区西部及北部、河南北部有显著下降趋势,在河套地区东部呈显著上升趋势。利用SVD分析发现蒸发量的空间变化与不同因子作用有着显著关联,通过对不同区域内各影响因子的多元回归分析发现流域内蒸发量上升的地区主要是由气温上升所引起,而下降的地区则与风速减小有关。     

2000年以来夏季长江流域降水异常研究

根据1880年以来中国夏季的雨型、1890年以来长江中下游梅雨以及1951年以来北半球大气环流等资料,利用物理统计分析的方法,研究了2000年以来夏季长江流域降水异常特征及东亚大气环流背景。结果表明,20世纪50年代至70年代后期我国夏季主要多雨带位置偏北,黄河流域、华北一带降水偏多,长江流域降水偏少,长江中下游梅雨偏弱;70年代后期到90年代末我国夏季主要多雨带南移,长江流域进入多雨期,长江中下游梅雨偏强,黄河流域、华北地区则转入少雨期;但是2000年以来的夏季,在黄河流域、华北地区仍维持少雨的背景下,主要多雨带却徘徊在黄河与长江之间及华南、江南长江流域降水显著偏少,梅雨异常偏弱,空梅频繁出现,长江流域、黄河流域及华北地区同处在持续少雨位相和干旱频发阶段,这种同步振荡的异常现象历史上极为少见。夏季东亚环流型的特殊配置是2000年以来夏季长江流域持续少雨的主要原因之一,这与2000年以前长江流域夏季少雨的环流背景不一样。     

全球增暖背景下2050年前长江流域气候趋势预估

根据ECHAM5/ MPI-OM模式对长江流域21世纪前半叶气候变化的预估数据,分析了全流域、上游地区和中下游地区未来气候变化趋势。结果表明,长江流域气温将持续升高,尤其7-8月升温趋势明显,年平均温度升高最大幅度为2.60℃;全流域7月降水将增加,8月降水有减少趋势,未来夏季降水更加集中,不仅会增加洪涝灾害的发生机率,也有可能导致旱灾的发生。     

泾河流域温度与器皿蒸发量时空特征及变化趋势

利用泾河流域周边14个气象站点1957～2002年逐日温度、器皿蒸发数据,分析了近45 a来气温、器皿蒸发量的时空变化特征。Mann-Kendall统计检验结果表明：泾河流域气温变化趋势与同期我国气温变化趋势基本一致,年均温存在显著变暖的总趋势,增温率为0.29℃/10 a。流域北部气候变暖趋势高于流域南部,变暖的季节主要是秋冬季节。年器皿蒸发量呈逐渐减少的趋势,倾向率为-39.3 mm/10 a,在空间上变率表现为流域南部、北部减少趋势明显,中部变化趋势不明显。