罗贤
, 何大明, 季漩, 陆颖, 李运刚
云南大学亚洲国际河流中心/云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室, 云南 昆明 650091
Luo Xian, He Daming, Ji Xuan, Lu Ying, Li Yungang
中图分类号: P343.1
文献标识码: A
文章编号: 1000-0690(2016)01-0107-07
通讯作者:
收稿日期: 2014-12-4
修回日期: 2015-03-11
网络出版日期: 2016-01-20
版权声明: 2016 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献，在以下情况下可以自由使用：学术研究、学术交流、科研教学等，但不允许用于商业目的.
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作者简介:
作者简介：罗贤（1985-）,男,彝族,云南玉溪人,博士,助理研究员,主要从事水文水资源研究。E-mail: luoxian@ynu.edu.cn
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摘要
利用长序列观测记录,分析怒江流域中上游1960~2009年枯季气温和降水的变化规律,探讨近50 a来该流域中上游枯季径流变化特征及其对气候变化的响应规律。结果表明：怒江流域中上游冬季和春季气温均有上升趋势; 怒江流域中上游春季和冬季降水量均有增加的趋势;怒江干流道街坝站冬季和春季平均流量都有显著的增加趋势;无论是年最小1、7、30及90 d流量等枯季极值流量,还是75%,90%,95%等不同保证率枯水径流特征值,1990 s和2000 s均远高于其他年代,说明20世纪90年代以来怒江流域枯水径流有较为明显的增长。
关键词：
Abstract
The impacts of climate change on hydrological processes in Tibetan Plateau are complicated and sensitive, and the resulting water resource change could have profound influences. Nujiang River, sourcing from Tibetan Plateau, is an important international river in southwest China. Taking use of long term records, air temperature and precipitation variations in the middle and upper Nujiang River Basin during 1960 to 2009 were analysed. On the other hand, seasonal flow, extreme flow, and flow duration curve in Daojieba station were compared to study the variation characteristics of low flow and their responses to climate change in recent 50 years. The results show that winter and spring air temperature had increased, and the rate in winter was higher than that in spring, which increased with altitude. In Naqu station in the river source, the increasing rate of winter temperature could reach 0.81℃/10 a. In addition, daily minimum air temperature in winter and spring in the middle and upper Nujiang River Basin had increased more quickly and significantly than daily maximal air temperature, which showed that increasing mean temperature was largely due to rising nocturnal temperature. The trends of winter and spring precipitation were both increasing. The increasing rate of spring precipitation in Naqu, Suoxian, and Dingqing stations were between 6.5 and 7.7 mm/10 a, and spring precipitation in these 3 stations in 2000 s were 54.4%, 35.6%, and 18.0% more than the average value. Winter and spring flows in Daojieba station had increased significantly, and the increasing rate were 18 and 44 (m3/s)/10 a, respectively. Winter flows in 1990s and 2000s were 7.3% and 10.7% higher than the average value, while the anomaly of spring flow in 1990s reached 16.8%. On the other hand, whether annual minimum of 1-day, 7-day, 30-day, and 90-day moving average flows, or Q75, Q90, and Q95, the value in 1990s and 2000s were all much higher than those in other decades, which showed that low flow had increased from 1990s. For instance, between 1960 and 2009, there were 10 years with minimum daily flow greater than 400 m3/s, which were all in 1990s and 2000s. While 20 years with minimum daily flow less than 350 m3/s, among which only 2 years were in 1990s and 2000s. In addition, Q75 in Daojieba station in 1960s, 1970s, and 1980s were 489, 510, and 488 m3/s respectively. While in 1990s and 2000s, the values were 577 and 563 m3/s, which were 10%-18% higher than previous 3 decades. The increase of low flow in the middle and upper Nujiang River Basin could be attributed to the increasing air temperature and precipitation in winter and spring. At first, increasing precipitation would generate more flow. Secondly, rising air temperature may accelerate melting processes of snow and ice. In addition, frozen soil degradation caused by climate warming could also affect hydrological processes.
Keywords：
近百年来,全球气候经历显著变化,并已成为当今科学界、各国政府和社会公众普遍关注的问题之一[1,2]。气候变化使水文循环过程不断改变,导致水资源在时空上的重新分配[3-6]。作为地球表层系统中一个极端复杂的动态系统和环境脆弱地区,青藏高原在响应气候变化方面非常敏感;另一方面,青藏高原是亚洲主要大河的发源地,由气候变化引起的水资源变化,对高原本身和周边地区的人类生存环境和社会经济发展都将产生重大影响[7-9]。
在当代全球以及中国气候以变暖为主要特征的背景下[10],青藏高原地区气温总体上呈显著增暖的趋势[11-13],其中冬季的增暖趋势较其他季节更为明显[14];在降水方面,青藏高原地区冬季和春季降水量显著增加[12]。无论是气温还是降水,青藏高原地区枯水季节尤其是冬季的变化都是较为明显的。受此影响,青藏高原外流区主要河流径流总量总体上没有增加,但季节径流量的变化比较显著[15]。
怒江是中国西南重要的国际河流[16],发源于青藏高原唐古拉山南麓,自西北向东南穿过西藏自治区,后沿横断山脉向南,纵贯云南西部,入缅甸后称萨尔温江,至毛淡棉进入印度洋,南北跨越近16个纬度。怒江-萨尔温江全流域面积32.5万km2,干流全长3 673 km,其中中国境内流域面积13.6万km2,干流河段长2 020 km。
相关研究表明,近50 a来,怒江流域总体上呈增温增湿的趋势,年平均气温增幅达0.36℃/10 a[17],且流域内平均气温增速显著增高[18,19];另一方面,怒江河川径流量表现出增加的趋势[20,21]。可以看出,现有研究多集中于从整体上分析怒江流域气候及径流变化特征。如前所述,怒江流域中上游所处的青藏高原地区,枯水季节的增暖增湿趋势较洪水季节更为显著[12,14];另一方面,受冰雪融水及冻土的影响,青藏高原地区枯水径流对气候变化的响应尤为错综复杂[22]。基于上述原因,需要着重关注怒江流域中上游枯季径流变化,以及高原山地环境下该流域枯季水文过程对气候变化的响应规律。
本研究利用1960~2009年怒江流域中上游的气温、降水及径流资料,重点分析了近50 a来怒江流域中上游枯季气象要素以及径流特征的变化规律,并对高原山地环境枯季水文过程对气候变化的可能响应作了探讨,为怒江流域水文过程变化的预估以及水资源的合理利用提供依据。
怒江流域中上游气象站较少,且已有气象站大多观测时间相对较短。本研究采用具有较长观测资料的那曲、索县、丁青及贡山站的气温及降水数据进行分析（气温及降水数据来源于中国气象科学数据共享服务网,http://cdc.cma.gov.cn/home.do）,4个站的海拔高度依次为4 507、4 023、3 873及1 591 m。在径流资料方面,收集了怒江干流道街坝站（24°59′N,98°53′E）研究时段内的径流数据（图1）。
图1 怒江流域气象站及水文站分布
Fig. 1 The distribution of meteorological and hydrological stations in the Nujiang River Basin
表1列出了怒江流域4个典型代表站降水量的月分配情况。从表中可以看出,怒江流域上游那曲、索县及丁青的降水高度集中于汛期,枯季11~4月的平均降水量仅依次为25.4、44.0及63.3 mm,分别占年降水量的5.8%,7.5%及9.8%;受南支槽和特殊地形复杂影响,怒江中游存在两个雨季,即1~4月及5~10月,受此影响,贡山站枯季降水量较大,占年降水量的40.2%。
表1 怒江流域中上游典型代表站降水量月分配情况
Table 1 Monthly distribution of precipitation in typical stations in the middle and upper Nujiang River Basin
| 时间（月） | 降水量月分配（%） | 年平均降水量 （mm） | |||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | ||
| 那曲 | 0.7 | 0.6 | 0.9 | 2.2 | 7.4 | 19.1 | 24.2 | 22.9 | 16.0 | 4.6 | 0.8 | 0.5 | 435.9 |
| 索县 | 1.0 | 1.1 | 1.4 | 2.6 | 9.5 | 22.2 | 21.2 | 18.4 | 15.7 | 5.4 | 0.8 | 0.6 | 585.3 |
| 丁青 | 0.5 | 1.2 | 2.3 | 3.8 | 8.4 | 19.8 | 21.8 | 18.5 | 15.1 | 6.5 | 1.6 | 0.5 | 644.8 |
| 贡山 | 3.6 | 7.7 | 12.7 | 11.9 | 8.6 | 13.2 | 11.7 | 9.2 | 9.2 | 7.9 | 2.7 | 1.6 | 1713.5 |
怒江流域的径流补给方式在空间上差异较大。其中,上游降雨、冰雪融水及地下水补给的比例分别为35%,32%及33%;中游的径流补给以降雨为主,少量来源于冰雪融水;下游则全部为降水补给[23]。表2列出怒江流域干流道街坝站径流量的年内分配情况,可以看出,怒江流域径流量季节分配较不均匀,枯季流量占总径流量的比重较小。其中,冬季（上年12至当年2月）的径流量最小,仅占年径流总量的6.6%,而春季（3~5月）径流量所占比例则为14.6%。
表2 怒江流域道街坝站径流量月分配情况（%）
Table 2 Monthly distribution of flow in Daojieba station in the Nujiang River Basin (Unit: %)
| 1月 | 2月 | 3月 | 4月 | 5月 | 6月 | 7月 | 8月 | 9月 | 10月 | 11月 | 12月 | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 道街坝 | 2.0 | 1.8 | 2.7 | 4.4 | 7.5 | 14.7 | 19.5 | 17.7 | 13.8 | 8.8 | 4.3 | 2.7 |
近50 a来,怒江流域中上游冬季和春季气温均有上升趋势,但趋势的显著性并不一致（表3）。上游各站冬季的平均气温增加趋势均显著,那曲站平均气温的增加幅度最大,达到了0.81℃/10 a,而索县和丁青站的增幅则分别为0.38℃/10 a及0.37℃/10 a。Mann-Kendall非参数检验结果表明上游3站冬季平均气温的增加趋势均显著;春季平均气温的增加幅度不如冬季,那曲、索县及丁青春季平均气温的增长幅度依次为0.37℃/10 a、0.21℃/10 a及0.16℃/10 a。在当代气候变暖条件下,青藏高原及其相邻地区的气温变化与海拔高度有关,变暖的幅度一般随海拔高度升高而增大[24,25],近50 a,怒江流域中上游冬季和春季平均气温的增加表现出了同样的空间差异性。
表3 怒江流域中上游枯季气温变化率（℃/10 a）
Table 3 Change rate of air temperature in dry season in the middle and upper Nujiang River Basin (Unit: ℃/10 a)
| 那曲 | 索县 | 丁青 | 贡山 | ||
|---|---|---|---|---|---|
| 冬季 | 平均气温 | 0.81** | 0.38* | 0.37** | 0.16 |
| 平均日最低气温 | 1.25** | 0.51** | 0.42** | 0.14** | |
| 平均日最高气温 | 0.36 | 0.31 | 0.36** | 0.39* | |
| 春季 | 平均气温 | 0.37** | 0.21* | 0.16 | 0.13 |
| 平均日最低气温 | 0.73** | 0.32** | 0.26** | 0.26** | |
| 平均日最高气温 | 0.13 | 0.15 | 0.07 | 0.22 | |
从日最高及最低气温来看,河源区的那曲站平均日最低气温的变化幅度最大,1960 s该站的冬季平均日最低气温为-22.9℃,而2000 s则为-17.4℃,近50 a冬季平均日最低气温的增幅高达1.25℃/10 a。从河源到中游,冬季和春季的日最低气温的增加幅度逐渐减小。对于春季气温来说,虽然丁青和贡山站平均气温的增加趋势不显著,但中上游各个站点日最低气温的增加趋势均为极显著。从整体上看,怒江中上游冬季和春季的平均日最低气温增加幅度较大,且其增加趋势均为极显著,而平均日最高气温的增加趋势则多不显著,平均气温的增加在很大程度上是由于夜间温度的增加。在全球陆面温度的升高过程中,多数地区最低温度的增大明显高于最高温度,表现出一种日夜增暖的不对称性,使得日温差变小[26,27],可以看出,怒江流域上游气温亦表现出这样的变化。
表4为不同年代怒江流域中上游主要站点春季及冬季降水量距平,可以看出,1960 s及1970 s怒江流域中上游冬季降水量均偏少,而 1990 s及2000 s冬季降水量则较平均值高。另外,1960 s怒江上游3站春季降水量均较平均值少20%以上,而2000 s则远高于其他年代,那曲、索县及丁青2000 s的春季降水量距平分别为54.4%,35.6%及18.0%。丁一汇和张莉[12]对1961~2006年青藏高原地区降水变化进行分析,其结果表明,20世纪70年代初期之前,青藏高原地区春季降水量以偏少为主,而90年代中期之后,该区春季降水量则以偏多为主,近50 a怒江上游春季降水量的变化与青藏高原地区较为一致。
表4 怒江流域中上游冬季及春季降水量距平
Table 4 The departure of winter and spring precipitation in the middle and upper Nujiang River Basin
| 季节 | 站名 | 季节降水量距平（%） | 季节平均降水量 (mm) | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1960~ 1969年 | 1970~1979年 | 1980~1989年 | 1990~1999年 | 2000~2009年 | |||
| 冬季 | 那曲 | -49.4 | -38.6 | 12.8 | 51.8 | 23.4 | 8.1 |
| 索县 | -46.1 | -15.7 | -7.7 | 42.3 | 27.3 | 16.0 | |
| 丁青 | -23.4 | -8.9 | 9.3 | 18.2 | 4.9 | 14.2 | |
| 贡山 | -14.7 | -0.9 | 5.8 | 0.6 | 9.2 | 220.2 | |
| 春季 | 那曲 | -22.3 | -17.1 | -8.1 | -6.8 | 54.4 | 45.8 |
| 索县 | -20.3 | 2.5 | -12.2 | -5.6 | 35.6 | 79.3 | |
| 丁青 | -26.5 | 4.9 | 1.2 | 2.4 | 18.0 | 93.2 | |
| 贡山 | -20.3 | -2.8 | 13.2 | 13.4 | -3.5 | 570.0 | |
近50 a怒江流域中上游大部分站点年降水量有增加的趋势,然而此趋势大多不显著（表5）。从枯季降水量的变化来看,各站点春季和冬季降水量均有增加的趋势,上游那曲、索县及丁青3个站点春季降水量的增幅较大,介于（6.5~7.7）mm/10 a之间,且增加趋势均为极显著。
表5 怒江流域中上游降水变化率（mm/10 a）
Table 5 Change rate of precipitation in the middle and upper Nujiang River Basin (mm/10 a)
| 那曲 | 索县 | 丁青 | 贡山 | |
|---|---|---|---|---|
| 年降水量 | 13.4* | 6.4 | -5.0 | 25.5 |
| 冬季降水量 | 1.8** | 3.0** | 1.3 | 10.8 |
| 春季降水量 | 6.5** | 7.1** | 7.7** | 19.9 |
从道街坝站不同年代冬季及春季的径流量（表6）来看,1990 s及2000 s的冬季及春季径流量均大于其他3个年代。其中,1990 s及2000 s冬季径流量的距平值分别为7.3%及10.7%,而1990 s怒江春季径流量的距平值为16.8%,远高于多年平均值。
表6 道街坝站不同年代冬、春季径流量变化
Table 6 Winter and spring flow variations among different decades
| 时间 | 季节径流量距平（%） | 多年平均 径流量（m3/s） | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1960~1969年 | 1970~1979年 | 1980~1989年 | 1990~1999年 | 2000~2009年 | ||
| 冬季 | -3.7 | -5.9 | -8.3 | 7.3 | 10.7 | 455.9 |
| 春季 | -13.5 | -1.8 | -2.8 | 16.8 | 1.3 | 991.2 |
图2为道街坝站枯季季节流量的变化情况。近50 a怒江流域道街坝站冬季和春季平均流量都有增加趋势,其增加趋势分别达到了α=0.01及α=0.05的显著水平,而增长率则依次为18 （m3/s）/10 a及44 （m3/s）/10 a。春季径流量的增大在青藏高原其他地区亦有所体现,曹建廷等[15]综合分析了青藏高原主要河流1956~2000年径流量的变化,其结果表明长江上游、黄河上游、雅砻江及澜沧江春季径流量存在较为明显的增加趋势。
图2 道街坝站枯季季节流量变化（a.冬季平均流量;b.春季平均流量）
Fig. 2 Low flow variations in Daojieba station
为了探讨近50 a来怒江流域枯季极值流量的演变,对道街坝站年最小1、7、30及90 d流量的变化进行分析,其结果如图3所示。可以看出,道街坝站年最小1、7、30及90 d流量均有显著的增加趋势（α=0.01）。1990 s和2000 s中大部分年份的年最小1、7、30及90 d流量远高于其他年代。以年最小1 d流量为例,在1960~2009年期间,道街坝站共有10 a的年最小1 d流量达到或超过了400 m3/s,而这10 a全部都位于1990 s和2000 s;此外,在研究时段的50 a中,年最小1 d流量小于或等于350 m3/s的共有20 a,其中位于1990 s和2000 s的仅有1995及2007年。
图3 道街坝站枯季极值流量变化（a.年最小1 d流量; b.年最小7 d流量; c.年最小30 d流量; d.年最小90 d流量）
Fig. 3 Minimum flow variations in Daojieba station
流量历时曲线根据给定时段内流域的流量数值及其相对历时绘制而成,表示该时段内大于或等于某一流量的时间百分比,能够很好地说明径流量的分配特征[28]。在水资源开发和生态环境保护等工作中,常采用流量历时曲线对枯水径流特征进行分析,所使用的流量特征指标主要有保证率为75%,90%及95%等的日平均流量（分别用Q75、Q90及Q95表示）[29,30]。本文即利用近50 a来的道街坝站日平均径流资料,绘制各个年代流量历时曲线,获得不同年代Q75、Q90及Q95等各保证率流量值,其结果如表7所示。可以看出,道街坝站不同年代流量特征差距较大,1990 s及2000 s的Q75、Q90及Q95远高于此前的1960 s、1970 s及1980 s,以Q75为例,1960 s、1970 s及1980 s道街坝站的Q75分别为489 m3/s、510 m3/s及488 m3/s,而1990 s及2000 s则依次为577 m3/s及563 m3/s,较之前的3个年代高10%~18%。
表7 道街坝站不同年代枯水流量特征指标值（m3/s）
Table 7 Low-flow indices value in different decades in the Daojieba station (m3/s)
| 1960 s | 1970 s | 1980 s | 1990 s | 2000 s | |
|---|---|---|---|---|---|
| Q75 | 489 | 510 | 488 | 577 | 563 |
| Q90 | 383 | 381 | 359 | 438 | 448 |
| Q95 | 364 | 359 | 338 | 407 | 417 |
1） 近50 a来,怒江流域中上游冬季和春季气温均有上升趋势,冬季的增幅高于春季,且变暖的幅度一般随海拔高度升高而增大,河源区那曲站冬季平均气温的增幅达到了0.81℃/10 a;另一方面,怒江中上游冬季和春季的平均日最低气温增加幅度较大,且其增加趋势均为极显著,而平均日最高气温的增加趋势则多不显著,平均气温的增加在很大程度上是由于夜间温度的增加。对于降水量而言,各站点春季和冬季降水量均有增加的趋势,上游那曲、索县及丁青站春季降水量的增幅介于（6.5~7.7）mm/10 a之间,且增加趋势均为极显著。
2） 怒江流域枯季径流在近50 a来发生了较为明显的变化。近50 a来,怒江流域道街坝站冬季和春季平均流量都有显著的增加趋势（分别达到了α=0.01及α=0.05的显著水平）,其增长率则分别为18（m3/s）/10 a及44（m3/s）/10 a。另一方面,无论是年最小1、7、30及90 d流量等枯季极值径流量,还是75%,90%及95%等不同保证率枯水径流特征值,1990 s和2000 s均远高于其他年代,说明20世纪90年代以来,怒江流域中上游枯水径流有较为明显的增长。
3） 怒江流域中上游枯季径流量的增加,与冬季和春季气温和降水增加有一定关系。首先,怒江中上游地区尤其是冬季及春季降水量较大的贡山、福贡一带降水量的增多将使枯季径流量增加;其次,气温的上升将加速融雪融冰形成径流的过程;再者,怒江流域上游冬季径流补给以地下水为主,冻土退化对枯季径流量及其分配将会造成一定影响。
The authors have declared that no competing interests exist.
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Climate change 2007: The physical science basis, summary for policymaker[R] . |
| [2] |
An overview of global climate changing in current scenario and mitigation action [J].https://doi.org/10.1016/j.rser.2012.01.044 URL [本文引用: 1] 摘要
Due to the carbon emission atmosphere is being polluted and also so many disasters happen routinely. Atmosphere is getting hot day by day. Due to this unnatural and sudden temperature rise, glaciers are melting, so sudden flash floods occur. Agricultural sector is also suffering due to the global warming effects. This will also affect the productivity of grains world wide. Climate changing increases land and as well as sea temperature and alters precipitation quantity and patterns. As a result increasing the global average sea level, risk of coastal erosions, etc. climate change will be an added stress for the fisheries and aquaculture sectors. Effects will also be severe on coasts and marine ecosystems. Extreme events like drought, flood may also happen due to these impacts. This paper elaborately present the current situation of climate changing and the causes of its vulnerable effects, also the mitigation action of climate changing are also discussed.
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气候和土地利用变化对径流变化影响研究——以伊洛河流域伊河上游地区为例 [J].
在实际调查基础上,利用遥感和地理信息系统技术,分析伊洛河流域伊河上游地区气候和土地利用变化对径流变化的影响。结果显示,在研究区域中,林地面积最大,1987~2008 年,林地、库塘和建设用地面积持续增加,草地、河流和未利用地面积持续减少,耕地面积则先增加后减少。20 世纪80 年代以来,土地利用变化在不同阶段都使得年平均径流量减小;80~90 年代,气候变化使得年平均径流量减小,而90 年代到2000 年以后,气候变化使得年平均径流量增加,这与90年代年平均降水量减少,而2000 年以后年平均降水量增加密切相关。
The impacts of climate and landuse changes on the runoff effects: case in the upper reaches of the Yihe River, the Yiluo River Basin .
在实际调查基础上,利用遥感和地理信息系统技术,分析伊洛河流域伊河上游地区气候和土地利用变化对径流变化的影响。结果显示,在研究区域中,林地面积最大,1987~2008 年,林地、库塘和建设用地面积持续增加,草地、河流和未利用地面积持续减少,耕地面积则先增加后减少。20 世纪80 年代以来,土地利用变化在不同阶段都使得年平均径流量减小;80~90 年代,气候变化使得年平均径流量减小,而90 年代到2000 年以后,气候变化使得年平均径流量增加,这与90年代年平均降水量减少,而2000 年以后年平均降水量增加密切相关。
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The impacts of climate change on river flow regimes at the global scale [J].https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2013.02.010 URL 摘要
This paper presents an assessment of the impacts of climate change on a series of indicators of hydrological regimes across the global domain, using a global hydrological model run with climate scenarios constructed using pattern-scaling from 21 CMIP3 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 3) climate models. Changes are compared with natural variability, with a significant change being defined as greater than the standard deviation of the hydrological indicator in the absence of climate change. Under an SRES (Special Report on Emissions Scenarios) A1b emissions scenario, substantial proportions of the land surface (excluding Greenland and Antarctica) would experience significant changes in hydrological behaviour by 2050; under one climate model scenario (Hadley Centre HadCM3), average annual runoff increases significantly over 47% of the land surface and decreases over 36%; only 17% therefore sees no significant change. There is considerable variability between regions, depending largely on projected changes in precipitation. Uncertainty in projected river flow regimes is dominated by variation in the spatial patterns of climate change between climate models (hydrological model uncertainty is not included). There is, however, a strong degree of consistency in the overall magnitude and direction of change. More than two-thirds of climate models project a significant increase in average annual runoff across almost a quarter of the land surface, and a significant decrease over 14%, with considerably higher degrees of consistency in some regions. Most climate models project increases in runoff in Canada and high-latitude eastern Europe and Siberia, and decreases in runoff in central Europe, around the Mediterranean, the Mashriq, central America and Brasil. There is some evidence that project change in runoff at the regional scale is not linear with change in global average temperature change. The effects of uncertainty in the rate of future emissions is relatively small.
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Global river discharge and water temperature under climate change [J].https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2012.11.002 URL 摘要
Climate change will affect hydrologic and thermal regimes of rivers, having a direct impact on freshwater ecosystems and human water use. Here we assess the impact of climate change on global river flows and river water temperatures, and identify regions that might become more critical for freshwater ecosystems and water use sectors. We used a global physically based hydrological-water temperature modelling framework forced with an ensemble of bias-corrected general circulation model (GCM) output for both the SRES A2 and B1 emissions scenario. This resulted in global projections of daily river discharge and water temperature under future climate. Our results show an increase in the seasonality of river discharge (both increase in high flow and decrease in low flow) for about one-third of the global land surface area for 2071–2100 relative to 1971–2000. Global mean and high (95th percentile) river water temperatures are projected to increase on average by 0.8–1.6 (1.0–2.2) °C for the SRES B1–A2 scenario for 2071–2100 relative to 1971–2000. The largest water temperature increases are projected for the United States, Europe, eastern China, and parts of southern Africa and Australia. In these regions, the sensitivities are exacerbated by projected decreases in low flows (resulting in a reduced thermal capacity). For strongly seasonal rivers with highest water temperatures during the low flow period, up to 26% of the increases in high (95th percentile) water temperature can be attributed indirectly to low flow changes, and the largest fraction is attributable directly to increased atmospheric energy input. A combination of large increases in river temperature and decreases in low flows are projected for the southeastern United States, Europe, eastern China, southern Africa and southern Australia. These regions could potentially be affected by increased deterioration of water quality and freshwater habitats, and reduced water available for human uses such as thermoelectric power and drinking water production
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气候变化对水循环与水资源的影响研究综述 [J].
<p>以全球变暖为主的气候变化已成为当前世界最重要的环境问题之一。气候变化对水循环与水资源影响的研究越来越引起国内外学者的的高度关注和重视。简要回顾了国内外气候变化对水文水资源影响研究的发展历程,着重论述了目前气候变化对水文水资源影响的重点研究领域:水循环要素变化的检测与归因分析、气候变化与人类活动对水循环与水资源影响的定量评估、未来气候变化情景下水循环与水资源的演变趋势预估、气候变化对极端水文事件的影响研究和应对气候变化的水资源适应性管理策略;并介绍了气候变化对水文水资源影响研究中的气候变化情景、水文模拟及陆-气模型耦合等重要技术手段。最后,针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需解决的关键问题。</p>
Studies for impact of climate change on hydrology and water resources .
<p>以全球变暖为主的气候变化已成为当前世界最重要的环境问题之一。气候变化对水循环与水资源影响的研究越来越引起国内外学者的的高度关注和重视。简要回顾了国内外气候变化对水文水资源影响研究的发展历程,着重论述了目前气候变化对水文水资源影响的重点研究领域:水循环要素变化的检测与归因分析、气候变化与人类活动对水循环与水资源影响的定量评估、未来气候变化情景下水循环与水资源的演变趋势预估、气候变化对极端水文事件的影响研究和应对气候变化的水资源适应性管理策略;并介绍了气候变化对水文水资源影响研究中的气候变化情景、水文模拟及陆-气模型耦合等重要技术手段。最后,针对目前研究中存在的问题及薄弱环节,提出未来研究的发展趋势和亟需解决的关键问题。</p>
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青藏高原环境变化对全球变化的响应及其适应对策 [J].Magsci 摘要
<p>青藏高原的环境变化对全球变化具有敏感响应和强烈影响。青藏高原的现代环境与地表过程相互作用，引起包括冰冻圈和水资源以及生态系统等方面的一系列变化，对高原本身以及周边地区的人类生存环境和经济社会发展产生重大影响。作为国际研究的热点地区，青藏高原环境变化研究目前出现三个新的科学动向：关注关键地区的关键科学问题的系统研究；关注以现代地表过程为核心的监测研究；关注全球变化影响下的圈层相互作用研究。本项目的研究对青藏高原环境变化科学的发展、国际科学前沿的贡献以及服务于社会经济发展，都具有十分重要的意义。通过项目的研究将揭示青藏高原隆升到现代地貌与环境格局过程中所出现的重大构造事件和环境事件；重建不同区域、不同时间尺度的气候环境变化序列并揭示其时空分布特征；阐明青藏高原冰冻圈、湖泊和主要生态系统与土地覆被在不同气候条件下的变化特征；揭示青藏高原环境变化与地表过程对全球变化的响应特点和高原热力与动力过程对不同气候系统变化的影响。本项目将在高原南北典型区域利用地貌学与沉积学手段，研究青藏高原现代地貌与环境格局的形成过程；利用湖芯、冰芯、树木年轮等手段，研究青藏高原过去环境变化的特征事件、区域分异及其与全球变化的联系；利用冰川、冻土、积雪的时空变化，结合对高原特殊大气边界层的观测，研究青藏高原冰冻圈变化与能量水分循环过程；从冰川、湖泊、大气的监测入手，结合模式方法，研究青藏高原环境变化的机制；利用生态系统碳的源—汇变化，研究青藏高原生态系统对环境变化的响应；综合研究全球变化背景下青藏高原环境变化与水资源变化所产生的区域效应和适应对策。</p>
The response of environmental changes on Tibetan Plateau to global changes and adaptation strategy .Magsci 摘要
<p>青藏高原的环境变化对全球变化具有敏感响应和强烈影响。青藏高原的现代环境与地表过程相互作用，引起包括冰冻圈和水资源以及生态系统等方面的一系列变化，对高原本身以及周边地区的人类生存环境和经济社会发展产生重大影响。作为国际研究的热点地区，青藏高原环境变化研究目前出现三个新的科学动向：关注关键地区的关键科学问题的系统研究；关注以现代地表过程为核心的监测研究；关注全球变化影响下的圈层相互作用研究。本项目的研究对青藏高原环境变化科学的发展、国际科学前沿的贡献以及服务于社会经济发展，都具有十分重要的意义。通过项目的研究将揭示青藏高原隆升到现代地貌与环境格局过程中所出现的重大构造事件和环境事件；重建不同区域、不同时间尺度的气候环境变化序列并揭示其时空分布特征；阐明青藏高原冰冻圈、湖泊和主要生态系统与土地覆被在不同气候条件下的变化特征；揭示青藏高原环境变化与地表过程对全球变化的响应特点和高原热力与动力过程对不同气候系统变化的影响。本项目将在高原南北典型区域利用地貌学与沉积学手段，研究青藏高原现代地貌与环境格局的形成过程；利用湖芯、冰芯、树木年轮等手段，研究青藏高原过去环境变化的特征事件、区域分异及其与全球变化的联系；利用冰川、冻土、积雪的时空变化，结合对高原特殊大气边界层的观测，研究青藏高原冰冻圈变化与能量水分循环过程；从冰川、湖泊、大气的监测入手，结合模式方法，研究青藏高原环境变化的机制；利用生态系统碳的源—汇变化，研究青藏高原生态系统对环境变化的响应；综合研究全球变化背景下青藏高原环境变化与水资源变化所产生的区域效应和适应对策。</p>
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Climate change will affect the Asian water towers [J].https://doi.org/10.1126/science.1183188 URL PMID: 20538947 摘要
Abstract More than 1.4 billion people depend on water from the Indus, Ganges, Brahmaputra, Yangtze, and Yellow rivers. Upstream snow and ice reserves of these basins, important in sustaining seasonal water availability, are likely to be affected substantially by climate change, but to what extent is yet unclear. Here, we show that meltwater is extremely important in the Indus basin and important for the Brahmaputra basin, but plays only a modest role for the Ganges, Yangtze, and Yellow rivers. A huge difference also exists between basins in the extent to which climate change is predicted to affect water availability and food security. The Brahmaputra and Indus basins are most susceptible to reductions of flow, threatening the food security of an estimated 60 million people.
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1766 年以来黄河上中游汛期径流量变化的同步性 [J].
<p>依据清代陕县万锦滩志桩水位记录和阿尼玛卿山祁连圆柏树轮,分别重建器测资料之前的三门峡和唐乃亥黄河汛期径流量,得到1766~2000 年河源与中游年际分辨率的汛期径流量序列。中游与河源段流量都存在着具有明显阶段性的4~6 a 周期和50 a 周期,前一周期在1820 年代前后与1960 年代前后一致,而后一周期则基本贯穿两流量序列的置信区间之内。交叉小波分析显示,两者在年代际尺度上相关性最好,而在年际尺度上,则有非常明显的中游变化滞后于河源3~5 a的现象。年代际规模上黄河上中游的枯流首先是自然变化的结果。</p>
Zheng Jingyun et al.The synchronization of natural runoff change in flood-season of upper and middle reaches of the Huanghe River in 1766-2004 .
<p>依据清代陕县万锦滩志桩水位记录和阿尼玛卿山祁连圆柏树轮,分别重建器测资料之前的三门峡和唐乃亥黄河汛期径流量,得到1766~2000 年河源与中游年际分辨率的汛期径流量序列。中游与河源段流量都存在着具有明显阶段性的4~6 a 周期和50 a 周期,前一周期在1820 年代前后与1960 年代前后一致,而后一周期则基本贯穿两流量序列的置信区间之内。交叉小波分析显示,两者在年代际尺度上相关性最好,而在年际尺度上,则有非常明显的中游变化滞后于河源3~5 a的现象。年代际规模上黄河上中游的枯流首先是自然变化的结果。</p>
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气候变化国家评估报告(I): 中国气候变化的历史和未来趋势 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-1719.2006.01.001 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
中国的气候变化与全球变化有相当的一致性，但也存在明显差别。在全球变暖背景下，近100 a来中国年平均地表气温明显增加，升温幅度比同期全球平均值略高。近100 a和近50 a的降水量变化趋势不明显，但1956年以来出现了微弱增加的趋势。近50 a来中国主要极端天气气候事件的频率和强度也出现了明显的变化。研究表明，中国的CO2年排放量呈不断增加趋势，温室气体正辐射强迫的总和是造成气候变暖的主要原因。对21世纪气候变化趋势做出的预测表明：未来20～100 a，中国地表气温增加明显，降水量也呈增加趋势。
National assessment report of climate change (I): climate change in China and its future trend .https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-1719.2006.01.001 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
中国的气候变化与全球变化有相当的一致性，但也存在明显差别。在全球变暖背景下，近100 a来中国年平均地表气温明显增加，升温幅度比同期全球平均值略高。近100 a和近50 a的降水量变化趋势不明显，但1956年以来出现了微弱增加的趋势。近50 a来中国主要极端天气气候事件的频率和强度也出现了明显的变化。研究表明，中国的CO2年排放量呈不断增加趋势，温室气体正辐射强迫的总和是造成气候变暖的主要原因。对21世纪气候变化趋势做出的预测表明：未来20～100 a，中国地表气温增加明显，降水量也呈增加趋势。
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青藏高原近50 年来气温变化特征的研究 [J].Analyses on variety characteristics of temperature in Qinghai-Tibet Plateau in recent 50 years . |
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青藏高原与中国其他地区气候突变时间的比较 [J].https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2008.04.08 URL Magsci [本文引用: 3] 摘要
基于1961～2006年中国地面观测气温和降水资料，对青藏高原地区以及中国其他6个地区地表气温、降水的变化趋势和突变时间进行了检测和比较。结果发现，(1)地表气温：1961～2006年青藏高原地区年和四季的地表气温都呈增加趋势。年平均地表气温在20世纪80年代中期开始变暖，但显著快速增暖的突变发生在90年代中期，该时间比东北、华北、西北和淮河地区晚，与长江中下游和华南地区接近，不同季节青藏高原地区与其他地区变暖突变时间的差别也各有不同，但所有季节快速变暖突变的时间都比东北地区晚，中国东部陆地地区年和冬季平均地表气温表现出北早南晚的经向差异；(2)降水：1961～2006年青藏高原地区年降水量没有检测到显著的变化趋势，冬春降水量显著增加，而夏季降水有微弱的减少，秋季降水显著减少。降水突变的信号明显比温度突变的信号弱，年降水量和春季降水都没有检测到突变的发生，降水突变方向(增或减)和突变时间在区域与区域之间以及不同季节之间都存在较大差异。由上可见，青藏高原气候的显著快速变化比中国东部长江以北地区有明显的滞后现象，尤其是冬春温度变化，这可能是由于青藏高原地区积雪增加导致的反照率增加和冰川融化吸热对青藏高原变暖的减弱作用所致。
Intercomparison of the time for climate abrupt change between the Tibetan Plateau and other regions in China .https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2008.04.08 URL Magsci [本文引用: 3] 摘要
基于1961～2006年中国地面观测气温和降水资料，对青藏高原地区以及中国其他6个地区地表气温、降水的变化趋势和突变时间进行了检测和比较。结果发现，(1)地表气温：1961～2006年青藏高原地区年和四季的地表气温都呈增加趋势。年平均地表气温在20世纪80年代中期开始变暖，但显著快速增暖的突变发生在90年代中期，该时间比东北、华北、西北和淮河地区晚，与长江中下游和华南地区接近，不同季节青藏高原地区与其他地区变暖突变时间的差别也各有不同，但所有季节快速变暖突变的时间都比东北地区晚，中国东部陆地地区年和冬季平均地表气温表现出北早南晚的经向差异；(2)降水：1961～2006年青藏高原地区年降水量没有检测到显著的变化趋势，冬春降水量显著增加，而夏季降水有微弱的减少，秋季降水显著减少。降水突变的信号明显比温度突变的信号弱，年降水量和春季降水都没有检测到突变的发生，降水突变方向(增或减)和突变时间在区域与区域之间以及不同季节之间都存在较大差异。由上可见，青藏高原气候的显著快速变化比中国东部长江以北地区有明显的滞后现象，尤其是冬春温度变化，这可能是由于青藏高原地区积雪增加导致的反照率增加和冰川融化吸热对青藏高原变暖的减弱作用所致。
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青藏高原近40 年来气候变化特征及湖泊环境响应 [J].
<p>以青藏高原52 个气象台站1971~2008 年的逐月气温、降水资料为基础, 采用因子分析、气候趋势分析、气候突变分析等方法, 对高原内部不同区域的气候变化特征进行研究, 并讨论了高原湖泊环境对气候变化的响应。结果表明, 近40 a 来, 青藏高原各区域年平均气温整体持续上升, 柴达木地区增温尤为显著, 年平均气温增长率达0.49℃/10a;1987 年和1998 年各区域气温普遍由低向高突变, 1998 年以来增温尤为显著。年可利用降水的变化特征存在区域差异, 柴达木地区、藏北南羌塘高原东部地区整体增湿。除藏东地区, 青藏高原其它地区气候条件于20 世纪末21 世纪初由暖干向暖湿转变, 受其影响, 以青海湖、鄂陵湖、冬给措纳、兹格塘错为代表的高原大型湖泊表现出水位上升、湖水离子浓度减小的特征, 反映了气候暖湿条件下湖泊水量的增加。</p>
Climate change and its impact on the lake environment in the Tibetan Plateau in 1971-2008 .
<p>以青藏高原52 个气象台站1971~2008 年的逐月气温、降水资料为基础, 采用因子分析、气候趋势分析、气候突变分析等方法, 对高原内部不同区域的气候变化特征进行研究, 并讨论了高原湖泊环境对气候变化的响应。结果表明, 近40 a 来, 青藏高原各区域年平均气温整体持续上升, 柴达木地区增温尤为显著, 年平均气温增长率达0.49℃/10a;1987 年和1998 年各区域气温普遍由低向高突变, 1998 年以来增温尤为显著。年可利用降水的变化特征存在区域差异, 柴达木地区、藏北南羌塘高原东部地区整体增湿。除藏东地区, 青藏高原其它地区气候条件于20 世纪末21 世纪初由暖干向暖湿转变, 受其影响, 以青海湖、鄂陵湖、冬给措纳、兹格塘错为代表的高原大型湖泊表现出水位上升、湖水离子浓度减小的特征, 反映了气候暖湿条件下湖泊水量的增加。</p>
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青藏高原区域气候变化及其差异性研究 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-1719.2010.03.005 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
利用1961-2007年青藏高原66个气象台站气温和降水量资料，通过典型气候分区，系统研究了近47年来青藏高原气温、降水量等气候因子时空演变规律，揭示了青藏高原不同区域气候变化的差异性。研究表明：近47年来，青藏高原的气候呈现出显著增暖趋势，年平均气温以0.37℃/10a的速率上升，气候变暖在夜间要较日间明显。冬季较其他季节明显，2月气温由冷向暖的转变最为显著，8月最不显著，且在某些区域有变冷迹象；高原边缘地区气候变暖要明显于高原腹地，青海北部区特别是柴达木盆地是青藏高原气候变化的敏感区。降水量总体表现出增多态势，气候倾向率达9.1 mm/10a，但区域性差异较为明显，藏东南川西区是青藏高原降水量增多最显著的地区；12月至次年5月即冬春季整个青藏高原降水量随着气候变暖而增多，7月和9月黄河上游区1987年后干旱化趋势明显。
Climate change and its regional differences over the Tibetan Plateau .https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-1719.2010.03.005 URL Magsci [本文引用: 2] 摘要
利用1961-2007年青藏高原66个气象台站气温和降水量资料，通过典型气候分区，系统研究了近47年来青藏高原气温、降水量等气候因子时空演变规律，揭示了青藏高原不同区域气候变化的差异性。研究表明：近47年来，青藏高原的气候呈现出显著增暖趋势，年平均气温以0.37℃/10a的速率上升，气候变暖在夜间要较日间明显。冬季较其他季节明显，2月气温由冷向暖的转变最为显著，8月最不显著，且在某些区域有变冷迹象；高原边缘地区气候变暖要明显于高原腹地，青海北部区特别是柴达木盆地是青藏高原气候变化的敏感区。降水量总体表现出增多态势，气候倾向率达9.1 mm/10a，但区域性差异较为明显，藏东南川西区是青藏高原降水量增多最显著的地区；12月至次年5月即冬春季整个青藏高原降水量随着气候变暖而增多，7月和9月黄河上游区1987年后干旱化趋势明显。
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青藏高原外流区主要河流的径流变化 [J].https://doi.org/10.1360/04td0392 Magsci [本文引用: 2] 摘要
结合Mann-Kendall检验, 综合分析青藏高原外流区五条主要河流从1956~2000年的年平均径流量的变化过程, 揭示青藏高原河川径流总量总体没有增加, 但存在明显区域差异, 表现在黄河和长江(通天河)径流量呈现减少趋势, 东部雅砻江呈现增加趋势, 以及澜沧江和雅鲁藏布江的反相变化等方面. 对径流量的季节变化分析, 揭示气候变化对青藏高原河川径流的季节变化的影响比较显著, 春季(3~5月)径流量存在明显增加趋势, 特别在黄河上游1990s平均增加到18%以上. 结合北半球平均温度资料与流域内气候资料分析, 揭示青藏高原河川径流量并没有随着全球气温的增加而增加, 可能是由于流域内气温的升高导致了蒸发增加抵消了降水增加的水文效应所致.
River discharge changes in the Qinghai-Tibet Plateau .https://doi.org/10.1360/04td0392 Magsci [本文引用: 2] 摘要
结合Mann-Kendall检验, 综合分析青藏高原外流区五条主要河流从1956~2000年的年平均径流量的变化过程, 揭示青藏高原河川径流总量总体没有增加, 但存在明显区域差异, 表现在黄河和长江(通天河)径流量呈现减少趋势, 东部雅砻江呈现增加趋势, 以及澜沧江和雅鲁藏布江的反相变化等方面. 对径流量的季节变化分析, 揭示气候变化对青藏高原河川径流的季节变化的影响比较显著, 春季(3~5月)径流量存在明显增加趋势, 特别在黄河上游1990s平均增加到18%以上. 结合北半球平均温度资料与流域内气候资料分析, 揭示青藏高原河川径流量并没有随着全球气温的增加而增加, 可能是由于流域内气温的升高导致了蒸发增加抵消了降水增加的水文效应所致.
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怒江流域悬移质输沙时空分布特征及变化趋势 [J].
利用怒江—萨尔温江上游地区怒江流域5 个水文站长序列日悬移质输沙与径流观测记录,运用Mann-Kendall 检验和R/S 分析等方法,分析了50 多年来(1956-2011) 怒江干流和支流南汀河输沙时空格局和变化特征及其与径流的关系.结果表明：(1) 怒江干流平均含沙量和输沙模数远小于支流南汀河,流域悬移质输沙率年际变异系数随控制面积增大而减小;(2) 怒江干流木城站悬移质输沙率小于其上游道街坝站,部分泥沙淤积在区间河床可能是其原因之一;(3) 怒江流域悬移质输沙年内分配极不均匀,干流悬移质输沙集中程度在月以上时间尺度高于支流南汀河,而在日时间尺度则低于支流南汀河;(4) 怒江干流和支流南汀河悬移质输沙率均呈明显上升趋势,且未来仍将延续上升趋势,二者的突变分别始于1987 年和1980 年;(5) 怒江干流中上游悬移质输沙与径流的相关性不显著,中下游、下游以及支流南汀河悬移质输沙与径流的相关性均显著.
Temporal and spatial distribution and its change trend of suspended sediment transport in the Nujiang River Basin .
利用怒江—萨尔温江上游地区怒江流域5 个水文站长序列日悬移质输沙与径流观测记录,运用Mann-Kendall 检验和R/S 分析等方法,分析了50 多年来(1956-2011) 怒江干流和支流南汀河输沙时空格局和变化特征及其与径流的关系.结果表明：(1) 怒江干流平均含沙量和输沙模数远小于支流南汀河,流域悬移质输沙率年际变异系数随控制面积增大而减小;(2) 怒江干流木城站悬移质输沙率小于其上游道街坝站,部分泥沙淤积在区间河床可能是其原因之一;(3) 怒江流域悬移质输沙年内分配极不均匀,干流悬移质输沙集中程度在月以上时间尺度高于支流南汀河,而在日时间尺度则低于支流南汀河;(4) 怒江干流和支流南汀河悬移质输沙率均呈明显上升趋势,且未来仍将延续上升趋势,二者的突变分别始于1987 年和1980 年;(5) 怒江干流中上游悬移质输沙与径流的相关性不显著,中下游、下游以及支流南汀河悬移质输沙与径流的相关性均显著.
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怒江流域气候特征及其变化趋势 [J].
利用怒江流域及其毗邻地区16 个气象台站长时序逐月气温和降水量数据,运用TFPW-MK (Trend-free Pre-whitening Mann-Kendall) 检验和重复迭代变化诊断等方法,分析了近几十年来怒江流域气候要素空间格局和变化特征。结果表明:(1) 怒江流域气温(年平均、年最高和年最低) 和年降水量由北向南总体呈递增,并与海拔相关性极为显著(α=0.01),且气候要素值随海拔升高而降低;(2) 降水集中度地域差异明显,西藏境内降水集中度多达60%以上,全流域降水集中期(除贡山站外) 多介于7 月下旬至8 月下旬;(3) 流域升温趋势显著,其年平均、年最高和年最低气温变化趋势多与纬度和海拔呈显著相关,其中年平均气温增幅为0.36 ℃10a;(4) 部分站点气温变化存在突变点,且其多出现于暖冬频发的20 世纪80 年代以后;(5) 年降水量总体有所增多,但变化趋势多不显著,无明显变点。
Regional climate and its change in the Nujiang River Basin .
利用怒江流域及其毗邻地区16 个气象台站长时序逐月气温和降水量数据,运用TFPW-MK (Trend-free Pre-whitening Mann-Kendall) 检验和重复迭代变化诊断等方法,分析了近几十年来怒江流域气候要素空间格局和变化特征。结果表明:(1) 怒江流域气温(年平均、年最高和年最低) 和年降水量由北向南总体呈递增,并与海拔相关性极为显著(α=0.01),且气候要素值随海拔升高而降低;(2) 降水集中度地域差异明显,西藏境内降水集中度多达60%以上,全流域降水集中期(除贡山站外) 多介于7 月下旬至8 月下旬;(3) 流域升温趋势显著,其年平均、年最高和年最低气温变化趋势多与纬度和海拔呈显著相关,其中年平均气温增幅为0.36 ℃10a;(4) 部分站点气温变化存在突变点,且其多出现于暖冬频发的20 世纪80 年代以后;(5) 年降水量总体有所增多,但变化趋势多不显著,无明显变点。
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近40 年西藏怒江河谷盆地的气候特征及变化趋势 [J].
<p>利用1971-2008 年西藏怒江流域9 个气象站逐月平均气温、平均最高气温、平均最低 气温、降水量、日照时数等资料， 分析了近40a 怒江流域年、季气象要素的变化趋势， 并计 算讨论了变化趋势与经纬度、海拔高度的相关。结果表明： 近40a 流域年平均气温以0.26<sup> o</sup>C/10a 的速率显著升高， 增暖趋势比中国东北和西北弱， 比淮河和华南强， 与青藏高原相近。 最高气温和最低气温都出现了增高的趋势， 年平均气温日较差表现为一致的减小趋势， 为-0. 13~-0.57 <sup>o</sup>C/10a； 年降水量以21.0 mm/10a 的速率显著增加， 各季降水均呈现增加趋势； 年日 照时数平均每10 年减少31.7 h， 以夏季减幅最突出， 减幅比黄河流域、青藏高原东侧大； 地 温升高明显， 流域上游季节性冻土最大冻结深度呈显著变浅趋势， 以安多最明显。日照时数 与降水量负相关显著， 与夏、秋季大气水汽压呈显著的负相关； 大部分站点日照时数的减少， 与大气水汽压的显著增加和降水量的增多关系密切。总云量与日较差存在显著负相关， 与夏 季降水量呈显著正相关， 相对湿度的变化不是总云量减少的主要原因。随着纬度的增加和海 拔高度的上升， 年平均气温升温幅度在加大， 年降水量增幅也增大。日照时数的变化趋势仅 与经度有着很好的正相关， 随着经度的增加， 冬季和夏季日照时数的减幅都在减小。</p>
The climate characteristics and changing trends over the Nujiang River Basin in Tibet from 1971 to 2008 .
<p>利用1971-2008 年西藏怒江流域9 个气象站逐月平均气温、平均最高气温、平均最低 气温、降水量、日照时数等资料， 分析了近40a 怒江流域年、季气象要素的变化趋势， 并计 算讨论了变化趋势与经纬度、海拔高度的相关。结果表明： 近40a 流域年平均气温以0.26<sup> o</sup>C/10a 的速率显著升高， 增暖趋势比中国东北和西北弱， 比淮河和华南强， 与青藏高原相近。 最高气温和最低气温都出现了增高的趋势， 年平均气温日较差表现为一致的减小趋势， 为-0. 13~-0.57 <sup>o</sup>C/10a； 年降水量以21.0 mm/10a 的速率显著增加， 各季降水均呈现增加趋势； 年日 照时数平均每10 年减少31.7 h， 以夏季减幅最突出， 减幅比黄河流域、青藏高原东侧大； 地 温升高明显， 流域上游季节性冻土最大冻结深度呈显著变浅趋势， 以安多最明显。日照时数 与降水量负相关显著， 与夏、秋季大气水汽压呈显著的负相关； 大部分站点日照时数的减少， 与大气水汽压的显著增加和降水量的增多关系密切。总云量与日较差存在显著负相关， 与夏 季降水量呈显著正相关， 相对湿度的变化不是总云量减少的主要原因。随着纬度的增加和海 拔高度的上升， 年平均气温升温幅度在加大， 年降水量增幅也增大。日照时数的变化趋势仅 与经度有着很好的正相关， 随着经度的增加， 冬季和夏季日照时数的减幅都在减小。</p>
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怒江流域降水与气温变化及其对跨境径流的影响分析 [J].
利用非参数统计检验方法对怒江流域降水、平均气温及径流等要素的单调变化趋势进行了显著性检验,并基于各要素时、空变化特点,分析了降水和气温的变化对径流变化可能存在的影响。结果表明:①怒江流域在1958年-2009年呈增温增湿的趋势。尽管流域年降水量呈增加趋势,但在最近20年却表现出较为明显的减少趋势;流域增温幅度越来越大,最近20年增幅达0.5℃/10a;②道街坝站径流量在1958年-2000年间检测到了显著的增加趋势,且增幅越来越大;③流域降水的时空变化特点加速了道街坝站径流量的增加趋势;④由于径流量补给来源及其比例的不同,各水文站径流量变化受气温和降水变化的影响也有所差异,受冰雪融水径流补给的嘉玉桥和道街坝站,径流量的增加由降水增加和气温升高引起的冰雪融水径流量增加共同影响,而气温升高对径流量的影响与冰雪融水径流所占比例大小相关。
Changes in precipitation and air temperature and its impacts on runoff in the Nujiang River Basin .
利用非参数统计检验方法对怒江流域降水、平均气温及径流等要素的单调变化趋势进行了显著性检验,并基于各要素时、空变化特点,分析了降水和气温的变化对径流变化可能存在的影响。结果表明:①怒江流域在1958年-2009年呈增温增湿的趋势。尽管流域年降水量呈增加趋势,但在最近20年却表现出较为明显的减少趋势;流域增温幅度越来越大,最近20年增幅达0.5℃/10a;②道街坝站径流量在1958年-2000年间检测到了显著的增加趋势,且增幅越来越大;③流域降水的时空变化特点加速了道街坝站径流量的增加趋势;④由于径流量补给来源及其比例的不同,各水文站径流量变化受气温和降水变化的影响也有所差异,受冰雪融水径流补给的嘉玉桥和道街坝站,径流量的增加由降水增加和气温升高引起的冰雪融水径流量增加共同影响,而气温升高对径流量的影响与冰雪融水径流所占比例大小相关。
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怒江流量长期变化特征及对气候变化的响应 [J].
怒江流量从5月份明显增加,5~10月的流量和占全年的81.92%,月均在13.65%,其他月月均仅为3%,月均流量为其他月份的4.5倍.说明流量的季节性变化大,且集中在雨季.1~4月流量与同期降雨关系密切,除7月流量外,其他月流量与雨量存在1个月的滞后性;5月雨量对年和干季流量影响很大.雨季、干季和年降水与怒江出境流量主要有16年、8年以及2~4年周期.年降雨和流量存在2~4年的低频振荡.年、雨季和干季流量变化一致,并呈增加趋势.在12个月、年、雨季和干季中,除6月、8月变化趋势不明显外,大多数都通过0.05的置信度检验,说明随时间变化显著.结果表明,年流量平均每10年增加57.6m3/s,而干季平均每10年流量增加28.1m3/s,9月和雨季的流量,平均每10年分别增加123.3m3/s和85.7m3/s.怒江出境径流量与流域温度、雨量的变化基本一致,气候变化已引起怒江流量的变化,怒江流量增加最大的是10月,其次是5月,造成年流量增加近60m3/s.未来20年怒江流量前期降低,后期处于增加的趋势.
Characteristics of the Nujiang River runoff for a long term and its response to climate change .
怒江流量从5月份明显增加,5~10月的流量和占全年的81.92%,月均在13.65%,其他月月均仅为3%,月均流量为其他月份的4.5倍.说明流量的季节性变化大,且集中在雨季.1~4月流量与同期降雨关系密切,除7月流量外,其他月流量与雨量存在1个月的滞后性;5月雨量对年和干季流量影响很大.雨季、干季和年降水与怒江出境流量主要有16年、8年以及2~4年周期.年降雨和流量存在2~4年的低频振荡.年、雨季和干季流量变化一致,并呈增加趋势.在12个月、年、雨季和干季中,除6月、8月变化趋势不明显外,大多数都通过0.05的置信度检验,说明随时间变化显著.结果表明,年流量平均每10年增加57.6m3/s,而干季平均每10年流量增加28.1m3/s,9月和雨季的流量,平均每10年分别增加123.3m3/s和85.7m3/s.怒江出境径流量与流域温度、雨量的变化基本一致,气候变化已引起怒江流量的变化,怒江流量增加最大的是10月,其次是5月,造成年流量增加近60m3/s.未来20年怒江流量前期降低,后期处于增加的趋势.
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纵向岭谷作用下的怒江跨境径流量变化及其与夏季风的关系 [J].
以怒江跨境径流量观测数据、NCEP/NCAR的U场、V场和NOAA的OLR场资料为基础,应用统计分析方法研究了纵向岭谷作用下的怒江跨境径流量变化及其与夏季风的关系.研究表明怒江跨境径流量主要集中在纵向岭谷区的湿季或雨季(5~10月),其中又以夏季或汛期(6~8月)为最多.怒江的跨境径流量变化从20世纪70年代以来表现出了一种显著增多的时间演变趋势,特别是在20世纪80年代以来的这种增加趋势是十分显著的.夏季怒江跨境径流量与较低层东西风分量的相关性不显著,与较高层东西风分量的相关性显著,与较低层和较高层南北风分量的相关性都是显著的,与OLR场的负相关性也是显著的.同时考虑动力学因子和热力学因子而建立的夏季风指数MI2的年际变化,能在一定程度上较好地反映出纵向岭谷区怒江流域西南季风环流系统的活动和变化,即指数MI2越大,则对应的夏季风环流系统的活动就越强,这时有利于夏季怒江跨境径流量的增加;反之,指数MI2越小,则对应的夏季风环流系统的活动就越弱,这时则不利于夏季怒江跨境径流量的增加.
Variation in transboundary flow of Nujiang River and its correlation with summer monsoon under the effect of the Longitudinal Range-Gorge .
以怒江跨境径流量观测数据、NCEP/NCAR的U场、V场和NOAA的OLR场资料为基础,应用统计分析方法研究了纵向岭谷作用下的怒江跨境径流量变化及其与夏季风的关系.研究表明怒江跨境径流量主要集中在纵向岭谷区的湿季或雨季(5~10月),其中又以夏季或汛期(6~8月)为最多.怒江的跨境径流量变化从20世纪70年代以来表现出了一种显著增多的时间演变趋势,特别是在20世纪80年代以来的这种增加趋势是十分显著的.夏季怒江跨境径流量与较低层东西风分量的相关性不显著,与较高层东西风分量的相关性显著,与较低层和较高层南北风分量的相关性都是显著的,与OLR场的负相关性也是显著的.同时考虑动力学因子和热力学因子而建立的夏季风指数MI2的年际变化,能在一定程度上较好地反映出纵向岭谷区怒江流域西南季风环流系统的活动和变化,即指数MI2越大,则对应的夏季风环流系统的活动就越强,这时有利于夏季怒江跨境径流量的增加;反之,指数MI2越小,则对应的夏季风环流系统的活动就越弱,这时则不利于夏季怒江跨境径流量的增加.
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我国寒区径流对气候变暖的响应 [J].
文章总结了近期我国冰冻圈变化对水文过程影响研究的主要成果。研究表明,过去50年全球变暖已经对我国主要寒区河流径流产生了影响。实测资料和模拟结果均表明气候变暖导致冰川径流的显著增加,但未来气候变暖导致的冰川径流峰值大小和出现时间取决于冰川规模和升温速率。同时冰川融化加剧已经导致青藏高原冰川补给湖泊面积扩大、水位上升,随着气温的变暖,冰川减薄后退、冰川融水增多、冰湖库容增加,结果是洪水总量在不断增大,洪水频率也在不断增加; 气候变暖已经导致融雪径流过程提前,改变了径流的年内分配; 冻土退化使径流年内过程趋于平缓,主要是由于随着冻土退化,冻土的隔水作用减小,一方面使冻土区地表径流减少,有更多的地表水入渗变成地下水,使流域地下水水库的储水量加大,导致冬季径流增加;另一方面,入渗区域的加大和活动层的加厚,使流域地下水库库容增加,使流域退水过程更为缓慢。
The response of river discharge to climate warming in cold region over China .
文章总结了近期我国冰冻圈变化对水文过程影响研究的主要成果。研究表明,过去50年全球变暖已经对我国主要寒区河流径流产生了影响。实测资料和模拟结果均表明气候变暖导致冰川径流的显著增加,但未来气候变暖导致的冰川径流峰值大小和出现时间取决于冰川规模和升温速率。同时冰川融化加剧已经导致青藏高原冰川补给湖泊面积扩大、水位上升,随着气温的变暖,冰川减薄后退、冰川融水增多、冰湖库容增加,结果是洪水总量在不断增大,洪水频率也在不断增加; 气候变暖已经导致融雪径流过程提前,改变了径流的年内分配; 冻土退化使径流年内过程趋于平缓,主要是由于随着冻土退化,冻土的隔水作用减小,一方面使冻土区地表径流减少,有更多的地表水入渗变成地下水,使流域地下水水库的储水量加大,导致冬季径流增加;另一方面,入渗区域的加大和活动层的加厚,使流域地下水库库容增加,使流域退水过程更为缓慢。
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怒江流域水资源特性分析 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4179.2008.17.022 URL [本文引用: 1] 摘要
怒江流域地形地貌复杂,气候条件差异极大,降水及径流在时间、空 间上分布极不均匀,水资源具有独特的立体特征.根据实测资料,对怒江流域降水、蒸发、径流等水文水资源要素进行了分析,得出了它们在年际年内及地域空间上 的变化规律;通过分区水资源量的计算,表明该流域水资源总量约在700余亿m3以上,此外对怒江水资源特性进行了阐述,认为怒江流域水资源条件较好.
Water resource characteristics in the Nujiang River Basin .https://doi.org/10.3969/j.issn.1001-4179.2008.17.022 URL [本文引用: 1] 摘要
怒江流域地形地貌复杂,气候条件差异极大,降水及径流在时间、空 间上分布极不均匀,水资源具有独特的立体特征.根据实测资料,对怒江流域降水、蒸发、径流等水文水资源要素进行了分析,得出了它们在年际年内及地域空间上 的变化规律;通过分区水资源量的计算,表明该流域水资源总量约在700余亿m3以上,此外对怒江水资源特性进行了阐述,认为怒江流域水资源条件较好.
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青藏高原及其邻近地区近30 年气候变暖与海拔高度的关系 [J].https://doi.org/10.1007/s00376-999-0032-1 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
利用青藏高原及其邻近地区165个站1961~1990年月平均地面气温资料,分析了气候变暖与海拔高度的关系。结果表明:近30年青藏高原及其相邻地区的地面气候变暖与海拔高度有关,变暖的幅度一般随海拔高度升高而增大。海拔高度在500m以下、500~1500,1500~2500,2500~3500及3500m以上等不同高度范围内台站平均的年平均温度的增温率分别为0.0,0.11,0.12,0.19和0.25℃/10a。
Relationship between the climatic warming over the Qinghai-Xizang Plateau and its surrounding areas in recent 30 years and the elevation .https://doi.org/10.1007/s00376-999-0032-1 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
利用青藏高原及其邻近地区165个站1961~1990年月平均地面气温资料,分析了气候变暖与海拔高度的关系。结果表明:近30年青藏高原及其相邻地区的地面气候变暖与海拔高度有关,变暖的幅度一般随海拔高度升高而增大。海拔高度在500m以下、500~1500,1500~2500,2500~3500及3500m以上等不同高度范围内台站平均的年平均温度的增温率分别为0.0,0.11,0.12,0.19和0.25℃/10a。
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青藏高原地区的气候变化幅度问题 [J].https://doi.org/10.3321/j.issn:0023-074X.2000.01.021 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>以青藏高原冰芯记录和仪器记录为主, 从不同的时间尺度和不同的空间尺度讨论了高海拔地区的气候变化幅度问题. 根据对过去10 万年过去2 000 年和现代等几个关键时段气候变化特征的研究, 发现高海拔地区的气候变化幅度大于低海拔地区. 在冰期-间冰期时间尺度上, 青藏高原的气温变幅可达10 , 而接近海平面的低海拔地区的气温变化幅度在4 左右. 在过去2 000 年内, 6 000 m 以上青藏高原古里雅地区的气温变幅可达7 , 而中国东部低海拔地区则在2 左右. 在当代气候变暖条件下, 在青藏高原地区, 海拔3 500 m 以上地区过去30 年内年平均气温的线性增温率达每10 年0.25 , 而500 m 以下低海拔地区的温度几乎无变化. 因此认为高海拔地区比低海拔地区对全球气候变化反应更敏感.</p>
Amplitude of climatic changes in Qinghai-Tibetan Plateau .https://doi.org/10.3321/j.issn:0023-074X.2000.01.021 URL Magsci [本文引用: 1] 摘要
<p>以青藏高原冰芯记录和仪器记录为主, 从不同的时间尺度和不同的空间尺度讨论了高海拔地区的气候变化幅度问题. 根据对过去10 万年过去2 000 年和现代等几个关键时段气候变化特征的研究, 发现高海拔地区的气候变化幅度大于低海拔地区. 在冰期-间冰期时间尺度上, 青藏高原的气温变幅可达10 , 而接近海平面的低海拔地区的气温变化幅度在4 左右. 在过去2 000 年内, 6 000 m 以上青藏高原古里雅地区的气温变幅可达7 , 而中国东部低海拔地区则在2 左右. 在当代气候变暖条件下, 在青藏高原地区, 海拔3 500 m 以上地区过去30 年内年平均气温的线性增温率达每10 年0.25 , 而500 m 以下低海拔地区的温度几乎无变化. 因此认为高海拔地区比低海拔地区对全球气候变化反应更敏感.</p>
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Global warming: evidence for asymmetric diurnal temperature change [J].https://doi.org/10.1029/91GL02900 URL [本文引用: 1] 摘要
Analyses of the year-month mean maximum and minimum surface thermometric record have now been updated and expanded to cover three large countries in the Northern Hemisphere (the contiguous United States, the Soviet Union, and the People's Republic of China). They indicate that most of the warming which has occurred in these regions over the past four decades can be attributed to an increase of mean minimum (mostly nighttime) temperatures. Mean maximum (mostly daytime) temperatures display little or no warming. In the USA and the USSR (no access to data in China) similar characteristics are also reflected in the changes of extreme seasonal temperatures, e.g., increase of extreme minimum temperatures and little or no change in extreme maximum temperatures. The continuation of increasing minimum temperatures and little overall change of the maximum leads to a decrease of the mean (and extreme) temperature range, an important measure of climate variability.The cause(s) of the asymmetric diurnal changes are uncertain, but there is some evidence to suggest that changes in cloud cover plays a direct role (where increases in cloudiness result in reduced maximum and higher minimum temperatures). Regardless of the exact cause(s), these results imply that either: (1) climate model projections considering the expected change in the diurnal temperature range with increased levels of the greenhouse gases are underestimating (overestimating) the rise of the daily minimum (maximum) relative to the maximum (minimum), or (2) the observed warming in a considerable portion of the Northern Hemisphere landmass is significantly affected by factors unrelated to an enhanced anthropogenically-induced greenhouse effect.
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A new perspective on recent global warming: asymmetric trends of daily maximum and minimum temperature [J]. |
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应用流量历时曲线分析黄土高原水利水保措施对河川径流的影响 [J].
<p>流量历时曲线（Flow Duration Curve，FDC）是用于分析流域径流特征及其变化的有效方法之一。以长序列日流量为基础，采用FDC方法并结合各流域的径流量时间变化趋势分析方法，研究了黄土高原佳芦河、秃尾河、延河和湫水河等4条流域流量变化的基本特征；通过临界年份前后两个时段序列及不同年代序列的流量历时曲线变化的比较，分析了流域径流过程对大面积水土保持措施的响应。结果表明：随水土保持措施累积面积的不断增大，佳芦河、湫水河、秃尾河的径流量逐年减少，且水土保持措施对高流量部分径流减少的程度较低流量部分大，尤以工程措施为主的湫水河流量减少最明显。在延河流域，与临界年份前的时段相比，后期的高流量部分的径流量减小，而常水和低流量部分的径流量相对增大。尽管流域水土流失综合治理并未使河川径流量增加，但由于高流量部分流量的减少程度较低流量部分径流量减少程度大，从而使流域年内日径流量变化过程趋于均匀化。</p>
Estimating the impact of conservation measures on stream-flow regime in catchments of the Loess Plateau,China .
<p>流量历时曲线（Flow Duration Curve，FDC）是用于分析流域径流特征及其变化的有效方法之一。以长序列日流量为基础，采用FDC方法并结合各流域的径流量时间变化趋势分析方法，研究了黄土高原佳芦河、秃尾河、延河和湫水河等4条流域流量变化的基本特征；通过临界年份前后两个时段序列及不同年代序列的流量历时曲线变化的比较，分析了流域径流过程对大面积水土保持措施的响应。结果表明：随水土保持措施累积面积的不断增大，佳芦河、湫水河、秃尾河的径流量逐年减少，且水土保持措施对高流量部分径流减少的程度较低流量部分大，尤以工程措施为主的湫水河流量减少最明显。在延河流域，与临界年份前的时段相比，后期的高流量部分的径流量减小，而常水和低流量部分的径流量相对增大。尽管流域水土流失综合治理并未使河川径流量增加，但由于高流量部分流量的减少程度较低流量部分径流量减少程度大，从而使流域年内日径流量变化过程趋于均匀化。</p>
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Low flow hydrology: a review [J].https://doi.org/10.1016/S0022-1694(00)00340-1 URL [本文引用: 1] 摘要
The paper intends to review the current status of low-flow hydrology - a discipline which deals with minimum flow in a river during the dry periods of the year. The discussion starts with the analysis of low-flow generating mechanisms operating in natural conditions and the description of anthropogenic factors which directly or indirectly affect low flows. This is followed by the review of existing methods of low-flow estimation from streamflow time-series, which include flow duration curves, frequency analysis of extreme low-flow events and continuous low-flow intervals, baseflow separation and characterisation of streamflow recessions. The paper describes the variety of low-flow characteristics (indices) and their applications. A separate section illustrates the relationships between low-flow characteristics. The paper further focuses on the techniques for low-flow estimation in ungauged river catchments, which include a regional regression approach, graphical representation of low-flow characteristics, construction of regional curves for low-flow prediction and application of time-series simulation methods. The paper presents a summary of recent international low-flow related research initiatives. Specific applications of low-flow data in river ecology studies and environmental flow management as well as the problem of changing minimum river flows as the result of climate variability are also discussed. The review is largely based on the research results reported during the last twenty years.
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枯水径流若干问题研究进展 [J].https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7709.2005.04.019 URL [本文引用: 1] 摘要
着重对枯水径流频率分析、流量历时曲线、基流分割及退水分析等进行了阐述,分析了枯水径流特征与流域地形、地貌、水文地质特性和土地利用等空间信息之间的相关关系,并对无资料地区的枯水径流预测进行了探讨.
Review of some problems about low runoff .https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-7709.2005.04.019 URL [本文引用: 1] 摘要
着重对枯水径流频率分析、流量历时曲线、基流分割及退水分析等进行了阐述,分析了枯水径流特征与流域地形、地貌、水文地质特性和土地利用等空间信息之间的相关关系,并对无资料地区的枯水径流预测进行了探讨.
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