红河流域气温和蒸发量时空变化分析

使用研究区44个气象站1960-2000年的逐月20cm蒸发皿蒸发量、气温的实测资料,分析了红河流域气温和蒸发量的时空变化特征。结果表明：（1）红河流域年均气温呈上升的趋势,1960-2000年间年均气温上升了约0．52℃;其中20世纪60年代和70年代气温变化不大,80年代和90年代急剧上升;季节上以夏季上升趋势最为显著,气候倾向率为0．14℃／10a。（2）红河流域年均蒸发量呈下降的趋势,40年间下降了约45．52mm;其中60年代和70年代相差不大,80年代急剧下降,到90年代有所上升;季节上以春季和夏季下降趋势显著,气候倾向率分别为-1.63mm／10a和-7．63mm／10a。（3）年均气温和蒸发量变化的趋势具有明显的空间分布差异。全流域气温的气候倾向率在-0．21℃／10a-0．35℃／10a,主要的增温区域分布在李仙江和藤条江地区。蒸发量的气候倾向率在-48mm／10a～11mm／10a,蒸发量明显减少区域主要分布在李仙江下游的江城、元江流域的楚雄、元阳、河口和盘龙河流域的文山地区。     

中国西部局地蒸发水汽贡献率探讨

利用降水、湖水同位素数据并结合相关模型,对我国西部地区的二次蒸发效应以及不同类型水汽对区域降水的贡献率进行了定量的讨论,研究得到以下结论：①夏季风期间,天山-阿勒泰地区所受到的二次蒸发效应较为明显;而青藏高原地区,水体蒸发水汽的向上补给则是影响该区域在全年任何时段下氢氧同位素值发生变化的主要因素.②天山-阿勒泰地区在全年任何时段下均存在二次蒸发效应,且夏季风时的作用程度明显强烈,蒸发比值介于13%~20%,均值为16.7%,远远大于冬季风时的均值4.3%.③青藏高原地区不论是在夏季风还是冬季风期间,上风向水汽对区域降水的贡献率最大,所占比重基本大于50%,贡献率最小的是水体蒸发产生的水汽,其值普遍小于10%;而蒸腾作用产生水汽的贡献率介于两者之间.     

“蒸发悖论”在黑河流域的探讨

利用黑河流域12个气象站点1960-2010年的气象资料,运用FAO Penman-Monteith模型计算潜在蒸散量,采用旋转经验正交函数、Mann-Kendall检验等方法系统分析了过去51 a间潜在蒸散量及气温的变化趋势,重点对"蒸发悖论"在黑河流域的规律进行分析.结果表明:根据潜在蒸散量的旋转经验正交函数分区结果,黑河流域可以划分为4个子区."蒸发悖论"仅于1960-1993年存在于黑河流域河西走廊区(Ⅱ区、Ⅲ区);其它各区无"蒸发悖论".1994-2010年由于潜在蒸散量的显著上升,河西走廊区"蒸发悖论"消失.1993年是黑河流域潜在蒸散量变化趋势的一个转折点,1994-2010年黑河流域的潜在蒸散量表现为统计显著的上升趋势.风速的变化是影响黑河流域河西走廊区"蒸发悖论"出现和消失的重要因素.     

屋面雨水回灌裂隙岩溶水工程风险评价

济南城市雨洪水回灌岩溶含水层是维护自然水循环,增加地下水补给量,维持济南泉群喷涌以及城市防洪的有效途径。但由于裂隙岩溶含水层具有渗透系数大、水流速度快,地下水一旦污染很难短时间恢复等特点,需要对回灌工程开展风险评价。本文以济南大学西校区的屋面雨水深井回灌裂隙岩溶水工程为例,利用澳大利亚MAR指南对工程进行风险评价。主要由初级风险评估、试运行调查、试运行风险评价及风险控制与管理4部分组成。初级风险评估结果显示屋面雨水回灌裂隙岩溶含水层工程的总体难度水平较低,项目可行。试运行调查期间监测的屋面雨水和回灌前后地下水水质可知屋面雨水经初期弃流、沉淀和过滤后,除浊度外基本达到地下水Ⅲ类标准,且处理后达标的雨水可迅速补充地下水。试运行风险评价结果显示屋面雨水中浊度经预处理后仍较高,使其成为该系统的最大风险项和关键控制点,故本项目的风险控制措施为改进预处理设施,降低雨水中的浊度。为保证工程能够高效持续运行,加强后期管理也尤为重要。      

森林冠层影响降雪截留过程的研究进展

森林冠层对降雪的截留和冠层截留雪的蒸发/升华、散落释放、融化滴落等过程显著影响了北方森林区域的水文循环,开展森林冠层对降雪截留过程影响的研究对于季节性积雪森林区域的气候变化、森林经营、森林火灾以及植被演替具有重要的科学意义。对当前的森林冠层影响降雪截留过程的观测方法和理论机制进行了深入探讨和总结,并针对现有研究中缺乏林分尺度和水平过程的研究等问题,提出了引入遥感技术等先进的研究方法以及开展多尺度、多过程和多因素的交叉研究是今后研究中的重点方向。     

云南干季月蒸发量与常规气象要素的关系

基于112个站点干旱期4月39年蒸发皿蒸发量和常规地面气象观测8要素数据,应用EOF和典型相关分析,深入论证各常规气象要素与气候蒸发量的相关性,分析并比较各要素对蒸发量场总方差的解释能力;同时应用线性回归分析作为验证,并探寻多气象要素对蒸发量模拟的最优要素组合。结果显示,从单要素影响角度分析,常规地面气象观测要素与蒸发量相关性的排列次序为：平均相对湿度＞平均气温＞平均地面温度＞日照时数＞平均风速＞平均水汽压＞气压＞降水量,这与蒸发的热力学和动力学理论解释相一致。回归分析验证了典型相关的主要结果;单个常规气象要素中平均相对湿度对气候蒸发量的模拟效果最好;基于平均相对湿度、平均气温、风速、日照时数和平均水汽压资料的前3个要素组合和全部5要素组合,分别是简便普通精度和高精度需求下常规气象要素推算模拟气候蒸发量的最优要素组合。本文加深了对气候蒸发量的相关认识,并对其模拟推算和空间分布量化有重要指导意义。     

乌鲁木齐河山区流域径流形成的实验研究

乌鲁木齐河山区流域较之山前平原区有着充沛的降水，是径流形成的基础。降水量随海拔增加而增加，高山带降水以固态为主，使冰川成为山区流域重要的水储存形式。降水观测误差对流域降水量和蒸发量的估算有较大影响。冰雪消融可以依据常规气象要素的参数化热通量表达式来计算。在高山草甸蒸发量的观测、计算中，蒸渗器称重法与波恩比率法较之通量－梯度法有较高的观测精度。山区流域径流系数随流域平均海拔增加而增加，高山冰川作用区在径流形成和调节中起着重要作用。     

利用城市雨水回灌地下水防治地面沉降技术方法探讨

阐述城市化快速发展日益突显的城市雨水问题与地下水超采引起地面沉降危害,在对城市雨水收集处理进行水质分析基础上,探讨城市雨水直接回灌浅层含水层在地面沉降防治中的利用潜力和意义.     

Long-term pan evaporation observations as a resource to understand the water cycle trend: case studies from Australia

Abstract

Acceleration of the global water cycle over recent decades remains uncertain because of the high inter-annual variability of its components. Observations of pan evaporation (E_pan), a proxy of potential evapotranspiration (ET_p), may help to identify trends in the water cycle over long periods. The complementary relationship (CR) states that ET_p and actual evapotranspiration (ET_a) depend on each other in a complementary manner, through land–atmosphere feedbacks in water-limited environments. Using a long-term series of E_pan observations in Australia, we estimated monthly ET_a by the CR and compared our estimates with ET_a measured at eddy covariance Fluxnet stations. The results confirm that our approach, entirely data-driven, can reliably estimate ET_a only in water-limited conditions. Furthermore, our analysis indicated that ET_a did not show any significant trend in the last 30 years, while short-term analysis may indicate a rapid climate change that is not perceived in a long-term perspective.

Editor Z.W. Kundzewicz; Associate editor D. Gerten

Citation Lugato, E., Alberti, G., Gioli. B., Kaplan, J.O., Peressotti, A., and Miglietta, F., 2013. Long-term pan evaporation observations as a resource to understand the water cycle trend: case studies from Australia. Hydrological Sciences Journal, 58 (6), 1287–1296.     

Evaporative losses from soils covered by physical and different types of biological soil crusts

Evaporation of soil moisture is one of the most important processes affecting water availability in semiarid ecosystems. Biological soil crusts, which are widely distributed ground cover in these ecosystems, play a recognized role on water processes. Where they roughen surfaces, water residence time and thus infiltration can be greatly enhanced, whereas their ability to clog soil pores or cap the soil surface when wetted can greatly decrease infiltration rate, thus affecting evaporative losses. In this work, we compared evaporation in soils covered by physical crusts, biological crusts in different developmental stages and in the soils underlying the different biological crust types. Our results show that during the time of the highest evaporation (Day 1), there was no difference among any of the crust types or the soils underlying them. On Day 2, when soil moisture was moderately low (11%), evaporation was slightly higher in well‐developed biological soil crusts than in physical or poorly developed biological soil crusts. However, crust removal did not cause significant changes in evaporation compared with the respective soil crust type. These results suggest that the small differences we observed in evaporation among crust types could be caused by differences in the properties of the soil underneath the biological crusts. At low soil moisture (<6%), there was no difference in evaporation among crust types or the underlying soils. Water loss for the complete evaporative cycle (from saturation to dry soil) was similar in both crusted and scraped soils. Therefore, we conclude that for the specific crust and soil types tested, the presence or the type of biological soil crust did not greatly modify evaporation with respect to physical crusts or scraped soils. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.