长江流域蒸发皿蒸发量的区域变化特征及影响因素

基于长江流域148个气象站1980—2017年的蒸发皿观测数据,将旋转经验正交函数（REOF）和模糊C均值聚类（FCM）相结合,对流域蒸发皿蒸发量（PE）进行分区,然后运用Modified Mann-Kendall检验和多元逐步回归等方法,分析各子区域PE的变化特征并识别其主要影响因子。结果表明：1) REOF的前4个空间模态显示流域PE存在5个主要的异常敏感区,基于这4个空间模态,流域PE在空间上可划分为9个子区域。2）在年尺度上,各区PE呈不同程度的增加趋势,其中中部盆地区上升速率最大（111.28 mm/10 a）,西部高原区上升速率最小（12.5 mm/10 a）;而在季节尺度上,秋、冬季流域PE呈显著上升趋势,春、夏季PE的变化具有明显的区域差异性,部分地区PE为下降趋势。3）影响PE变化的主要因子因地而异,但大多子区域的PE变化与平均气温和饱和水汽压差的变化显著相关。     

一种以能量平衡为基础的干旱指数

本文以能量平衡公式为基础,根据实际蒸发与潜在蒸发的关系依赖于土壤水分含量的事实,导出一种表达干湿状况的指标——土壤水分干旱指数。     

蒸发波导环境下风浪对电磁波传播影响的数值模拟研究

蒸发波导是一种特殊的大气波导,在其中传播的电磁波信号会被陷获在近海大气层中,实现超视距传播。受海表面温度、湿度、风速、微波频率等因素的影响,海洋蒸发波导环境中的微波传播特性起伏变化很大,规律十分复杂。以往的工作主要通过计算这些气象因素对蒸发波导条件下大气折射率剖面的影响来分析它们对路径损失的作用,其结果与实验数据仍有较大差异。本文在一定的蒸发波导条件下,利用一维分形海面模型产生海面"地形",将其作为抛物方程电磁波传播模型的边界条件进行计算,得到相应的路径损失,并与传统计算方法进行对比,分析了不同蒸发波导高度、不同频率及不同接收天线高度时的数值模拟情况,可为舰艇通信系统或者雷达系统的设计提供相应的依据。     

Evapotranspiration is resilient in the face of land cover and climate change in a humid temperate catchment

In temperate humid catchments, evapotranspiration returns more than half of the annual precipitation to the atmosphere, thereby determining the balance available to recharge groundwaters and support stream flow and lake levels. Changes in evapotranspiration rates and, therefore, catchment hydrology could be driven by changes in land use or climate. Here, we examine the catchment water balance over the past 50 years for a catchment in southwest Michigan covered by cropland, grassland, forest, and wetlands. Over the study period, about 27% of the catchment has been abandoned from row‐crop agriculture to perennial vegetation and about 20% of the catchment has reverted to deciduous forest, and the climate has warmed by 1.14 °C. Despite these changes in land use, the precipitation and stream discharge, and by inference catchment‐scale evapotranspiration, have been stable over the study period. The remarkably stable rates of evapotranspirative water loss from the catchment across a period of significant land cover change suggest that rainfed annual crops and perennial vegetation do not differ greatly in evapotranspiration rates, and this is supported by measurements of evapotranspiration from various vegetation types based on soil water monitoring in the same catchment. Compensating changes in the other meteorological drivers of evaporative water demand besides air temperature—wind speed, atmospheric humidity, and net radiation—are also possible but cannot be evaluated due to insufficient local data across the 50‐year period. Regardless of the explanation, this study shows that the water balance of this landscape has been resilient in the face of both land cover and climate change over the past 50 years.     

广西南丹大厂超大型锡多金属矿床的成矿时代

通过对广西南丹大厂用多金属矿床91号和100号矿体中透长石和石英的常规快中子活化和激光原位~(40)Ar/~(39)Ar法同位素年代学的研究,获得91号矿体块状锡石硫化物矿石中石英的~(40)Ar/~(39)Ar坪年龄为94.52±0.33 Ma,等时线年龄为 95.37±0.45 Ma,反等时线年龄为 94.89±0.16 Ma,透长石的激光~(40)Ar/~(39)Ar等时线年龄为91.4±2.9 Ma;100号矿体石英的坪年龄为 94.56±0.45 Ma,等时线年龄为 93.5±1.2 Ma,反等时线年龄为 93.29±0.16 Ma。这些资料有助于表明大厂锡矿形成于燕山期,在成因上证实后生成因的看法,并且表明产出特征不同的91号矿体与100号矿体是基本同时形成的。结合100号矿体规模巨大但围岩蚀变欠发育的特点,提出了含矿流体进入古溶洞后,由于突然的减压降温而导致成矿物质超常聚集的“失压沸腾”成矿机制。     

Simultaneous solution for water,heat and salt balances in a Mediterranean coastal lagoon (Mar Menor,Spain)

A modelling approach is proposed to evaluate the environmental dynamics of coastal lagoons. The water, heat and salt balances are addressed simultaneously, providing a better estimation of evaporation and water exchanges. Compared to traditional approaches, the model presented accounts for the effects of water salinity, heat storage and net energy advected in the water body. The model was applied daily to the Mar Menor coastal lagoon (SE Spain) from 2003 through 2006. Water exchanges with the Mediterranean Sea were estimated based on the monthly trend of the lagoon salinity and were correlated with monthly averages of wind speed. The mean daily water exchange with the sea was 1.77 hm³ d⁻¹. This exchange accounted for only 1% of the heat losses in the lagoon heat balance, and it is the most important flow in the water balance. The mean annual evaporation flux amounted to 101.3 W m⁻² (3.55 mm d⁻¹), while the sensible heat flux amounted to 19.7 W m⁻², leading to an annual Bowen ratio on the order of 0.19. To validate the model, daily water temperatures were predicted based on the daily heat balance of the water body and were compared with remote sensing data from water surface standard products.     

溶质势对地表蒸发速率的影响

针对盐碱化土壤地表蒸发速率研究的不足,以表层土壤为研究对象,采用土壤蒸发试验和数学模型相结合的方法分析了溶质势对地表蒸发速率的影响。结果表明:当土壤中盐分没有沉淀结晶时,溶质势是盐分引起地表蒸发速率降低的主要原因;溶质势越低,蒸发速率下降比例越大,该下降比例与溶质势有近似线性关系,但同时还受到空气温度与相对湿度、土壤温度以及土壤基质势等因素的影响;当表层土壤存在水盐补给时,地表蒸发速率总是变化趋向于水分补给速率,但含盐土壤蒸发速率变化较慢,而且若补给水分中含盐,那么其稳定蒸发速率会低于水分补给速率。     

基于地统计方法的气候要素空间插值研究

在回顾了地统计学的产生、发展及其基本原理的基础上,对于目前众多可以提供计算网格的气候要素的空间插值方法中,具体探讨了普通克里格法和协同克里格法。将甘肃省1961—1990年30年平均降水量和蒸发量作为区域化变量,根据不同的半变异函数理论模型,采用普通克里格法和双变量协同克里格法,通过对比分析得到：（1）不论是多年均降水量还是多年平均蒸发量在空间上都呈现明显的梯度变化,二者的空间变程都很大,而降水量变化幅度更大。降水量从东南部向西北部逐渐减少,蒸发量则相反,从东南向西北逐渐增加。（2）基于地统计的插值方法,根据半变异函数云图和试验方差最小的原理,选择合适的半变异函数理论模型进行变量的空间插值,能够较好地模拟区域化变量的空间连续分布格局,并取得较好的效果。对比普通克里格法和协同克里格法,后者增加了高度对降水量和蒸发量的影响,在空间分布上更为合理,插值的精度也要明显好于普通克里格法。（3）采用地统计方法虽然在总体上能够较好地反映气候要素的空间分布格局,但检验显示,两种方法空间插值的精度都还不是很高,插值的精度还有待进一步提高。     

全球变暖对长江洪水的可能影响及其前景预测

要长江流域近150a间发生的1870、1931、1935、1954与1998年特大洪水灾害损失严重;长江洪水是我国的心腹之患.1990年以来,长江大洪水高频发生,达6次.长江洪水的发生,除湖泊蓄洪功能减弱等因素外,与全球变暖有关.20世纪90年代为近千年中全球最暖的年代,水循环加快,长江中下游夏季降水量为近120a最多的十年,高出1961-1990平均值112mm;而降雨集中和大暴雨降水事件的增加是洪水增加的主要原因.区域气候模式模拟在CO₂倍增时,长江流域温度升高2.2℃,夏季降水增加10%-20%,气溶胶的增加可能使此值降低一些.考虑气候变暖可能促进潜在蒸发增加9%-15%的假定情景,计算在降水增加10%,蒸发增加9%条件下,最大洪峰流量在大通站将会达到8.4×10⁴ m³/s左右,己超过1998年洪峰流量;汉口站7.9×10⁴ m³/s,超过有记录以来所有的洪峰流量;而在宜昌站高达6.94×10⁴ m³/s,超过自有实测记录以来的除1896年和1981年以外所有的洪峰流量.假定情景的最高值出现在降水增加20%,蒸发增加15%时,大通站流量将达到9.45×10⁴ m³/s,超过该站近百年最大值,1954年的9.26×10⁴ m³/s;宜昌站将出现7.82×10⁴ m³/s流量,超过1882年以来所有实测记录值,但比1870年据洪痕推算的10.5×10⁴ m³/s仍有逊色.未来气候若继续变暖,降水量增加将给长江洪水防御带来巨大的压力.但上述估算是粗糙的,有一定的不确定性,需在以后的研究中进一步改进.     

商丘近44年蒸发量变化及其影响因子分析

利用商丘市8个台站1961~2004年的20 cm口径蒸发皿资料,进行蒸发量的年际变化、年代际变化、季节变化以及月分布的分析,结果显示蒸发量存在显著的减少趋势。年际间减少趋势通过了99%的置信度水平,各季节蒸发量以春季和夏季减少最为明显。同时还分析了近44年来日照、风速和温度的变化趋势,并计算了这些气象因子与蒸发量变化的相关系数。分析表明日照时数减少和风速减小是造成商丘市蒸发量下降的主要因素,而气温上升对蒸发量的影响不十分明显。