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中国长江、黄河流域的水分收支与水分循环

赵瑞霞  
【摘要】:长江、黄河流域是中国最大的两个流域,支撑着中国人口最密集地区的水分和能量资源。它们地处东亚季风区,水分收支和循环同时受热带、副热带以及高纬系统的影响,时空分布和变化具有十分复杂的特征。然而,在流域尺度上对两闭合流域水分收支和循环的研究较少,尤其是大气分支。本论文对长江、黄河流域水分收支和循环的气候特征、年际变化以及年代际变化进行了深入研究。首先,使用实测资料分析了流域水分收支的季节循环、年际变化以及线性趋势变化特征,并据此全面评估了NCEP/NCAR再分析资料(NRA)在两流域水分平衡的闭合性及对两流域水分循环的描述能力; 之后利用NRA细致刻画了两流域边界水汽通道的垂直分布和季节循环,以及各月份平均流和瞬变波水汽输送对两流域水汽收支的作用及影响机制; 同时深入研究了两流域水分收支丰枯年所对应的大尺度异常水汽输送环流,以及流域边界异常水汽通量的垂直分布,并考证了平均流和瞬变波输送对于两流域水汽收支年际变化的贡献; 最后探索了两流域水分收支和循环初春季节推进过程年代际突变现象的机理。所得主要结论如下: 1.在两流域的实测水分收支中,长江流域水分收支各要素比黄河流域大很多,长江流域蒸发与径流基本接近,而黄河流域蒸发为径流的4倍多。一般长江流域水分收支比黄河流域超前一个月达到年最大量,其季节和年际变化的绝对幅度均大于黄河流域,但相对幅度则小于黄河流域。两流域水分收支中的显著线性趋势变化主要有:长江流域降水在1、6、7月显著增长,5月显著减少; 黄河流域降水6月显著增加,8、9、11月显著减少,年平均降水也显著减少,其流量在6月显著增加,在8、11、12月显著减少。 2. NRA中长江、黄河流域水分平衡的“余项”量值很大,存在比较明显的季节循环、年际甚至趋势变化,对NRA描述两流域水分循环能力造成一定影响。量值上,NRA中两流域的大气含水量以及长江流域的水汽辐合比实测偏小,黄河流域的水汽辐合与实测比较接近,其它要素均大于实测。季节循环方面,除黄河流域径流外,NRA中两流域各要素均与实测十分接近; 除长江流域年平均蒸发外,NRA可以较好地反映两流域水分收支中大部分要素的年际变化。就线性趋势变化而言,对于两流域水分收支中实际存在的显著线性趋势变化,在NRA中大部分可以得到反映,只有6月份长江流域实测降水以及黄河流域实测降水和径流的显著


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