变化环境下三峡库区水分（能量）分析及相关性研究

论文摘要

近年来,气候变暖的影响已成为最重要的环境问题之一,三峡工程的修建和蓄水对库区水循环和能量交换过程产生的影响也是人们关注和研究的热点问题。目前对三峡库区水循环要素变化趋势的研究已有很多,但综合水分与能量要素对其变化特征和相互关系的研究还不多见。为了研究气候变化与三峡水库建成蓄水是否会对库区的水分和能量要素产生影响,本文基于前人的研究成果,对19902015年三峡库区气温、降水、太阳辐射、风速、相对湿度、实际蒸发量等要素的变化特征及影响因素进行分析和总结。成果可以为三峡库区水循环和能量交换的研究提供理论基础和科学依据。本文根据三峡库区的范围,选取中国区域地面气象数据集中三峡库区内的水分和能量的相关网格点数据,利用站点实测数据对网格点数据进行适用性检验。采用国家重点研发计划“陆地水循环演变及其在全球变化中的作用研究”项目组构建的“基于CLM4.5的三峡库区陆面模式”,将选取的网格数据作为驱动数据,以该模式模拟计算库区的实际蒸发量。采用线性倾向估计法、5a滑动平均法、M-K趋势检验等方法分析水分和能量的变化趋势,利用M-K突变检验确定变化要素的突变点,对于成因比较复杂的实际蒸发量,利用偏相关系数、逐步回归等相关方法确定其主要影响因素。研究成果如下:（1）多年平均气温呈上升趋势;年均降水量、春季、夏季、秋季的降水量均呈增加趋势,冬季的降水量呈下降趋势;年均太阳辐射、春季、冬季的太阳辐射均呈增加趋势,夏季和秋季的太阳辐射均呈下降趋势;年均风速和四季的风速变化趋势均是增加的;年均相对湿度和四季相对湿度的变化均呈下降趋势。年均实际蒸发量以及夏季和秋季的实际蒸发量呈增加趋势,其在春季和冬季呈下降趋势;除夏季外,年均陆面蒸发量以及春季、秋季、冬季的陆面蒸发量均呈下降趋势;除秋季外,年均植被蒸发量以及春季、夏季、冬季的植被蒸发量均呈增加趋势;除春季外,年均植被蒸腾量以及夏季、秋季、冬季的植被蒸腾量均呈增加趋势。（2）19902015年三峡库区水分和能量要素的突变结果为:春季平均气温在2002年发生突变,冬季平均气温的突变点出现在2000年;秋季平均降水量有两个突变点,分别出现在1994年和2010年;冬季的平均风速在2004年有突点;年均相对湿度的变点发生在2003年,其中春季和冬季的相对湿度有突变点,均发生在2004年。（3）近年来三峡库区总的实际蒸发量、植被蒸发量、植被蒸腾量主要与气温和太阳辐射显著相关,陆面蒸发量受气温、辐射、风速等因素的综合影响。气候变化是造成总实际蒸发量、植被蒸发量、植被蒸腾量变化的主要因子,气候变化和下垫面变化均对陆面蒸发量的变化起主要作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 研究现状
•     1.2.1 水分能量变化研究进展
•     1.2.2 陆面过程模式研究进展
•     1.2.3 气候分析方法研究进展
•   1.3 拟解决的关键问题
•   1.4 主要内容及技术路线
•   1.5 本章小结
• 2 研究区概况与分析方法
•   2.1 研究区概况
•     2.1.1 地理位置
•     2.1.2 自然环境
•     2.1.3 水文气象特征
•   2.2 数据资料及处理
•   2.3 数据适用性分析
•     2.3.1 气温适用性分析
•     2.3.2 降水量适用性分析
•     2.3.3 太阳辐射适用性分析
•     2.3.4 近地面风速适用性分析
•     2.3.5 实际蒸发量适用性分析
•   2.4 趋势分析及突变检验方法
•     2.4.1 线性倾向估计法
•     2.4.2 滑动平均法
•     2.4.3 曼-肯德尔（Mann-Kendall）法
•   2.5 相关性分析方法
•     2.5.1 简单相关分析
•     2.5.2 偏相关分析
•     2.5.3 逐步回归分析
•   2.6 本章小结
• 3 三峡库区水分能量变化特征分析
•   3.1 气温变化特征分析
•     3.1.1 年均气温变化特征分析
•     3.1.2 不同季节气温变化特征分析
•   3.2 降水量变化特征分析
•     3.2.1 年均降水量变化特征分析
•     3.2.2 不同季节降水量变化特征分析
•   3.3 太阳辐射变化特征分析
•     3.3.1 年均太阳辐射变化特征分析
•     3.3.2 不同季节太阳辐射变化特征分析
•   3.4 风速变化特征分析
•     3.4.1 年均风速变化特征分析
•     3.4.2 不同季节风速变化特征分析
•   3.5 相对湿度变化特征分析
•     3.5.1 年均相对湿度变化特征分析
•     3.5.2 不同季节相对湿度变化特征分析
•   3.6 实际蒸发量变化特征分析
•     3.6.1 年均实际蒸发量变化特征分析
•     3.6.2 不同季节实际蒸发量变化特征分析
•   3.7 本章小结
• 4 实际蒸发量影响因素及相关性分析
•   4.1 总实际蒸发量影响因素分析
•   4.2 陆面蒸发量影响因素分析
•   4.3 植被蒸发量影响因素分析
•   4.4 植被蒸腾量影响因素分析
•   4.5 实际蒸发量归因分析
•     4.5.1 贡献量和贡献率计算方法
•     4.5.2 结果分析
•   4.6 本章小结
• 5 结论与展望
•   5.1 主要结论
•   5.2 创新点
•   5.3 研究中的不足与展望
• 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文
• 致谢
• 参考文献

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张静

导师: 刘增进,肖伟华

关键词: 三峡库区,水分能量,变化特征,实际蒸发量,逐步回归模型

来源: 华北水利水电大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 地球物理学

单位: 华北水利水电大学

分类号: P339

总页数: 77

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