黄河流域水文站和气象站蒸发皿蒸发量时空变化及其差异

黄河流域蒸发皿蒸发量的变化趋势、时空特征及其影响因子,对深入理解黄河流域气候变化影响下的水循环过程具有重要的科学意义。目前大多研究将气象站蒸发皿蒸发量作为基础,以此反映黄河流域的蒸发格局及其变化规律,忽略了水文站蒸发皿蒸发量的重要参考价值。基于黄河流域51个水文站及其邻近55个气象站1975—2018年蒸发皿蒸发量观测资料,采用Mann-Kendall趋势检验分析黄河流域及其8个二级水资源分区水文站和气象站蒸发皿蒸发量的差异、变化趋势与空间格局,并通过Spearman秩相关方法分析影响蒸发皿蒸发量变化的主控气象因子。结果表明:黄河流域水文站蒸发皿蒸发量普遍低于相邻的气象站,水文站多年平均蒸发皿蒸发量为866.2 mm,气象站为1 021.0 mm,水文站蒸发皿蒸发量比气象站平均低15.2%。黄河流域整体年均蒸发皿蒸发量呈显著下降趋势,水文站、气象站蒸发皿蒸发量的变化率分别为-1.2、-1.9 mm/a。水文站和气象站蒸发皿蒸发量在空间格局上变化相对一致,“蒸发悖论”主要存在于流域中下游,在流域上游龙羊峡以上区间、龙羊峡至兰州区间主要呈上升趋势,流域中下游主要呈下降趋势。驱动黄河流域蒸发皿蒸发量变化的主控因素不同,气温的上升和相对湿度的下降是流域上游龙羊峡以上区间、龙羊峡至兰州区间蒸发皿蒸发量上升的主要原因,而日照时数的减少和风速的下降是流域中下游蒸发皿蒸发量下降的主要原因。

1986—2021年黄河流域地表水体面积的时空变化特征

黄河流域水资源短缺,开展地表水体面积的动态监测,有助于明晰流域水资源的分布状况与变化趋势,对深入理解气候变化和人类活动对水资源的影响、保障流域生态安全具有重要的科学意义。本研究基于Google Earth Engine(GEE)云平台,利用混合指数算法,分析1986—2021年黄河流域地表水体面积的空间格局与变化特征,并揭示了流域地表水体面积变化的驱动因素。结果表明:基于混合指数的水体提取算法总体识别精度为97.5%;相比现有部分水体数据产品,本算法在一定程度上能保证水域整体的完整性。黄河流域上、中、下游地区的地表水体面积分别占流域地表水体总面积的71.7%、18.4%、9.9%。1986—2021年间,流域地表水体面积总体呈上升趋势,共增加3163.6 km^(2),上、中、下游地区流域地表水体面积分别增加72.0%、22.4%、5.6%。降水量的增多是流域水体面积增加的主要原因,其贡献率为55%;植被恢复、兴建水利工程等对流域水体面积起增加作用;人类取水活动的加剧对流域水体面积起减少作用。

10 MJ超导储能磁体临界电流分布及热稳定性分析

本文介绍了一种由准各向同性股线(Q-IS)和直接堆叠带材导体(STC)绕制而成的高温超导储能磁体。计算了磁体的临界电流,得到了临界电流密度分布,在绝热近似下分析了磁体的最小失超能(MQE)和失超传播速度(QPV)等热稳定性能。结果表明,STC绕制的磁体临界电流更大,而Q-IS制成的磁体临界电流密度分布均匀性具有明显优势,当归一化电流i=0.6、0.7、0.8、0.9时,Q-IS绕制的磁体的MQE分别是STC绕制磁体的1.15、1.22、1.42、3倍。对于失超传播速度(QPV),Q-IS绕制的磁体的仿真值大约是STC绕制磁体仿真值的82%~92%。