塔里木河干流流域潜在蒸散变化特征及其气候响应

作     者：牛建龙 

作者单位：南京信息工程大学 

学位级别：硕士

导师姓名：郝璐

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 0815[工学-水利工程] 

主      题：塔里木河干流流域 潜在蒸散 变化特征 气候响应 

摘      要：气候变化是不争的事实。20世纪90年代以来,全球变暖的趋势更加明显,这将会改变区域乃至全球蒸散的量值和重新分配,特别是极端干旱区,气候敏感性强,导致极端气候灾害、气候事件频发,区域水资源短缺问题日益突出。本文以塔里木河干流流域为研究区域,以潜在蒸散为关键因子,利用流域内10个气象台(站)逐日地面气象要素观测值,运用Mann-Kendall非参数突变检验、气候倾向率、Penman-Monteith模型、距平相关性和气候敏感性分析方法,解析了塔里木河干流流域和各流域段(上、中、下)不同时段气候、潜在蒸散变化特征,探讨了塔里木河干流流域和各流域段(上、中、下)不同时段潜在蒸散变化的气候影响因素,量化了不同因素影响流域尺度潜在蒸散变化的时空差异性和敏感区间。结果表明：1.揭示了塔里木河干流流域气候要素的时空分布及其变化规律：(1)塔里木河干流流域年平均气温为“下游流域(11.5 ℃)中游流域(11.1℃)上游流域(11.0 ℃)的空间分布,温暖季节(春、夏、秋)平均气温为“下游流域(14.6℃、26.2 ℃、10.7℃)上游流域(14.4℃、24.2℃、10.7℃)中游流域(13.6℃、24.3 ℃、10.3 ℃)的空间分布,寒冷季节(冬季)平均气温为“上游流域(-5.2℃)中游流域(-5.3 ℃)下游流域(-5.7℃)的空间分布,为“夏季春季秋季冬季的时间分布,7月最高,1月最低;年、季降水量均为“中游流域(63.7 mm,12.7 mm、36.6 mm、10.8 mm、3.6 mm)上游流域(58.4mm,11.5 mm、34.4 mm、9.4mm、3. mm 5)下游流域(31.7 mm,5.1 mm、22.5 mm、 2.9 mm、1.2 mm)的空间分布,为“夏季春季秋季冬季的时间分布,7月最多,2月最少。(2)塔里木河干流流域自20世纪80年代后平均气温、降水均明显增加(多),干燥度明显减小,2000年后气温和降水呈小幅降低(减少),除下游流域外,干燥度均明显增大,气候呈“冷干-暖湿-冷干的动态变化。(3)2000年后,塔里木河干流流域春季平均气温明显增加,增幅呈“中游流域(0.67℃/10a)下游流域(0.36℃/10a)上游流域(0.24℃/10a)的空间分布;夏、秋、冬季平均气温明显降低,秋、冬季降幅最大。2.探明了塔里木河干流流域潜在蒸散量的时空分布及其变化规律：(1)塔里木河干流流域年ETp为“下游流域(1759.6mm)上游流域(1694.2 mm)中游流域(1666.5 mm)的空间分布,季ETp为“下游流域均高于上游流域,均高于中游流域的空间分布,为“春季夏季秋季冬季的时间分布,5月最高,12月最低。(2)塔里木河干流流域年ETp20世纪70年代前变化不明显,20世纪70年代后明显减少,2000年后呈增加趋势,呈“高-低-高的动态变化。(3)2000年后,塔里木河干流流域年、季潜在蒸散量明显增加,年潜在蒸散量增幅呈“上游流域(99.61 mm/10a)中游流域(92.36 mm/10a)下游流域(78.21 mm/10a)的空间分布;春季增幅最大,呈“中游流域(47.61 mm/10a)上游流域(41.79mm/10a)下游流域(34.89 mm/10a)的空间分布。3.量化了不同因素影响塔里木河干流流域潜在蒸散量变化的时空差异性和敏感区间：(1)塔里木河干流流域和各流域段(上、中、下)年ETp变化是由平均风速、日照时数、平均相对湿度和降水量多因子共同作用,与气温关系不明显。其中,干流流域、上游流域和中游流域突变点前(1976年、1985年、1972年)年ETp的减小是由日照时数减少、平均风速减小、平均相对湿度增大和降水量增多共同作用,敏感性系数排序分别为：RHhP、UhRH和h,与气温关系不明显;突变点后年ETp的增大是由平均最低气温的降低、日照时数的增加和平均相对湿度增大(减小)共同作用,敏感性系数排序分别为：RH h、Tminh和RHh。下游流域突变点(1992)前年ETp增大是由相对湿度的增加和日照时数的增多共同作用,敏感性系数排序为：hRH,突变点后年ETp减小是由平均相对湿度的减小、日照时数的减少和平均最低气温的升高共同作用,敏感性系数排序为：RHhTmin。(2)塔里木河干流流域和各流域段(上、中、下)季ETp变化是由平均相对湿度、平均风速、日照时数、平均降水量和气温多因子共同作用。其中,干流流域和各流域段(上、中、下)突变点前(1976年、1985年、1972年、1992年)四季(春、夏、秋、冬)ETp变化是由平均相对湿度、平均风速、日照时数、平均降水量、平均最高气温和平均最低气温共同作用,敏