塔里木河流域水文循环的大气过程研究

摘要

塔里木河流域深居欧亚大陆腹地，流域内高山环绕盆地，荒漠包围绿洲，土地易沙化和盐碱化，植被种类少且覆盖率低，生态环境十分脆弱。针对流域目前存在的问题，开展了一系列的治理工作，但侧重于地表水、地下水资源的开发利用、配置、节约、保护和改善，没有涉及对空中大气水状况的研究。为了更好的制定治理措施以及加强流域的水资源管理，必须加强对包括大气过程在内的水文循环的整体性认识。本文采用NECP/NCAR 日再分析资料，并结合实测日降水资料，研究了塔里木河流域水文循环的大气过程，包括水汽含量、降水效率、水汽输送通量、水汽输送通量散度和净水汽输入量，分析了这些物理量的时间变化趋势和空间分布特征。 水汽含量、降水效率反映了大气水的静态特征，在计算中国大陆的水汽含量验证资料可用的基础上分析了塔里木河流域水汽含量的时空特征，并与降水量结合研究了流域降水效率的季节变化。结果表明：海陆分布和地形是影响塔里木河流域水汽含量的主要因素。流域上空年平均水汽总含量为9.5km<'3>，7月最多，1月最少。水汽含量的水平分布呈环状，中间多，四周少。流域年平均降水效率为0.02，在空间上除了在降水丰沛带较大以外，流域东南部也比较大。流域中心虽然有较多的水汽含量，但是实际产生的降水却很少，降水效率最低。 水汽输送通量、水汽输送通量散度和净水汽输入量反映了大气水的动态特征。分别研究了水汽输送通量的三维分布和季节变化、水汽输送通量散度850hPa和500hPa的季节分布，并在长江流域进行水汽收支验证的基础上分析了塔里木河流域的水汽收支状况。结果表明：流域全年的水汽输送以西风环流影响下自西向东的纬向输送为主，西方来自里海、经过中亚大陆方向的水汽输送是流域全年主要的水汽输送通道，且7月的水汽输送强度最大。水汽量多、动力辐合和有利地形的配合是形成降水的重要条件，流域中部较强的水汽辐散和水汽上升运动是该地区虽然水汽含量较多，但降水效率却最低的原因。流域年平均水汽净输入量为0.18km<'3>。在西风环流的影响下西边界是全年主要的水汽输入边界，东边界是主要的输出边界。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1选题背景和意义

1.2水文循环的大气过程研究综述

1.2.1国外研究综述

1.2.2国内研究综述

1.2.3内陆河流域水文循环研究综述

1.3研究内容和技术路线

1.3.1研究内容

1.3.2技术路线

第二章资料及方法

2.1资料

2.1.1资料介绍

2.1.2资料的可用性

2.1.3资料预处理

2.2大气水计算方法

2.2.1水汽含量

2.2.2水汽输送通量

2.2.3水汽输送通量散度

2.2.4水汽收支

2.3时间序列分析方法——Mann-Kendall统计检验法

2.3.1趋势检验

2.3.2突变检验

2.4本章小结

第三章塔里木河流域水汽含量和降水效率

3.1资料验证

3.2水汽含量

3.2.1水汽含量的空间分布

3.2.2水汽含量的时间变化

3.3降水量

3.4降水效率

3.5本章小结

第四章塔里木河流域水汽输送和水汽收支

4.1水汽输送通量

4.1.1水平输送通量

4.1.2垂直输送通量

4.2水汽输送通量散度

4.3水汽收支

4.3.1方法验证

4.3.2流域内净水汽输入量的时空变化

4.3.3沿流域各边界水汽净输入量的时空变化

4.4本章小结

第五章总结与展望

5.1主要结论

5.2存在的问题

5.3研究展望

参考文献

致谢