热平流影响下湿润地表的通量－廓线关系

在有热平流影响的湿润地表，对Ｂｕｓｉｎｇｅｒ—Ｄｙｅｒ创立的经典通量－廓线关系作了简单的非线性作用修正。并利用热量和水汽输送方程两种不同简化方程分别对非线性修正因子α′ｖ进行了理论分析和讨论，表明在热平流影响下的湿润地表α′ｖ＜１，且由理论方程推导出一个α′ｖ与ζ的简化关系式。最后，用经参数化后得到的α′ｖ表达式和修正后的相似性关系式联立构成的闭合方程组，以及用ＨＥＩＦＥ的资料求解出αｖ及其它特征参数，并且拟合出αｖ与某些特征参数的经验关系。

藏北牧区地表湿润状况对气候变化的响应

利用1961～2006年藏北牧区6个站月平均最高气温、最低气温、降水量、风速、相对湿度、日照时数资料,应用Penman-Monteith模型计算得出潜在蒸散,分析了地表湿润指数的变化趋势、年代际变化特征及季节差异,并讨论了影响地表湿润指数的气象因子。研究表明:近46a藏北牧区年地表湿润指数呈现增大趋势,增幅0.01～0.05/10a;四季地表湿润指数大部分牧区也呈增大趋势,春、秋季增幅明显。近26a(1981～2006年)、季潜在蒸散表现为明显的减少趋势,降水量显现增多趋势,地表湿润指数增大趋势加大,以夏季最为突出。就年平均而言,藏北牧区20世纪60年代初、中期以高湿低温为其主要气候特征;20世纪60年代后期至80年代中期,表现为冷干型的气候特征;90年代初之后,气温持续升高,地表湿润指数显著增加,呈现以暖湿为主的年代际变化特征。湿润指数对降水量、相对湿度和气温日较差的响应最为敏感,而对日照时数和风速的响应也较为明显。

中国北方干旱区地表湿润状况的趋势分析

利用 1 95 1～ 1 997年中国 1 6 0站月降水和平均气温资料 ,通过计算的地表湿润指数 Hi =PPe(P为观测的月降水总量 ,Pe为月最大潜在蒸发 ) ,对比分析了中国华北、西北两个典型干旱区区域平均地表湿润指数的年代年际变化特征及季节性差异 ,并讨论了它与降水和气温的联系。最后 ,给出了地表湿润指数年及各季节变化趋势的地理分布。研究表明 :西北西部和华北地区的年际及年代际变化趋势基本相反 ,前者地表为变湿趋势 ,后者为变干趋势。华北地区的干化趋势主要发生在夏秋季节 ,而西北除东部的秋季和西部的夏季外 。

Palmer干旱指数、地表湿润指数与降水距平的比较

利用中国气象局整编的1951年1月～1999年12月中国160站气温、降水月平均资料,计算了我国160站近49年逐月帕尔默干旱指数、地表湿润指数和降水距平百分率。对比研究表明:PDSI指数和地表湿润指数能抓住降水是干旱最重要的决定因素这一特征,并且,能反映出干旱过程具有更大的时空尺度。在实际蒸发较大的地区,PDSI指数比降水距平百分率描述干旱强度更准确。对于华北地区,在20世纪80年代以前,降水偏多,气温偏低,最大潜在蒸发较小,处于相对湿润的时段;80年代以后,降水偏少,加之气温的升高,华北的干旱越来越严重。

宁夏地表湿润状况及极端干湿事件演变规律

利用宁夏1961—2004年月平均气温、月降水量资料,计算了地表湿润指数,以此为基础对宁夏地表湿润状况及极端干湿事件的分布特征进行了较为深入的研究。结果表明:近40多年来,宁夏大致经历了冷湿期、冷干期、暖干期;自20世纪60年代以来,宁夏年极端干旱频率有增加的趋势,极端湿年高频区逐渐缩小;80年代以来,宁夏极端干旱年事件高频区明显扩大;不同气候型态下,极端干湿事件频率具有明显差异,冷干期极端干旱事件最多,极端湿润事件最少,冷湿期极端干旱频率最小,极端湿润频率最大。

宁夏地表湿润状况演变规律研究

利用1961—2004a宁夏23站月降水和平均气温资料,通过计算地表湿润指数,分析了宁夏区域平均及不同区域地表湿润指数的年代际变化特征及季节性差异。最后,给出了地表湿润指数年及各季节变化趋势的地理分布。结果表明:近40 a来宁夏年地表湿润指数总趋势是下降的,即地表在变干;地表湿润指数的变化具有明显的阶段性特征,即1970s末期以前的冷湿期,1970s末至1980s中期的冷干期,1980s中期以来的暖干期;宁夏的干化趋势主要发生在秋季;宁夏年、秋季地表显著变干的中心区域主要集中在中部干旱带及南部山区的北部;冬季南部山区存在显著变湿趋势,春、夏季各地均无显著干、湿变化趋势。

西藏近35年地表湿润指数变化特征及其影响因素

利用1971—2005年西藏25个气象站月平均最高气温、最低气温、风速、相对湿度、日照时数、降水量等资料,应用Penman-Monteith模型计算了最大潜在蒸散、地表湿润指数,分析了其空间分布、年际变化特征及季节差异,并讨论了影响地表湿润指数变化的气象因子。研究表明:近35年,西藏年降水量表现为显著的增加趋势,增幅为15.0mm/(10 a);年最大潜在蒸散呈不同程度的减小趋势,为-4.6—-71.6 mm/(10 a)。阿里地区西南部、聂拉木年地表湿润指数为不显著的减小趋势,其他各地均呈增大趋势,增幅为0.02—0.09。就西藏平均而言,年地表湿润指数以0.04/10 a的速率显著增大,尤其是近25年增幅更为明显。各季节地表湿润指数也表现为增大趋势,以夏季增幅最明显。20世纪70年代到80年代主要表现为以低温低湿为主的年际变化特征,进入90年代后,气温持续升高,地表湿润指数明显增加,呈现出暖湿型的气候特征。降水量和相对湿度的明显增加,以及平均气温日较差的显著减小是地表湿润指数显著增加的主要原因,平均风速和日照时数的明显减少,在湿润指数增加趋势中也起着重要作用。

黄河源区地表湿润指数及与气象因素的敏感性分析

应用Penman-Monteith模型计算了黄河源区地表潜在蒸散,分析了区域1961-2009年49 a来地表湿润指数的变化特征和趋势,并进行影响地表湿润指数的气象因素敏感性分析.结果表明:49 a来黄河源区年地表湿润指数呈减小趋势,其中20世纪60年代相对湿冷,70年代半湿冷,80年代为弱暖湿型,90年代暖干化明显.但进入21世纪初,特别是2003年以来,黄河源区降水增多,湿润指数上升,表现为暖湿型的气候特征.不同季节湿润指数变化略有不同,比较而言,49 a来地表湿润指数在冬春季呈增加趋势,夏秋季呈减小.湿润指数对降水量、日照时数和相对湿度的响应最为敏感.

近50年三江源地表湿润指数变化特征及其影响因素

基于三江源区1959—2008年月平均气温、最高气温、最低气温、相对湿度、降水量、风速和日照百分率等气候要素资料,应用修订的Penman-Monteith（P-M）模型计算了最大潜在蒸散量和地表湿润指数,分析其空间分布、年际和年代际变化特征及其主要气象因子的影响。结果表明：1959—2008年间,研究区年降水量呈增加趋势,降水量变化曲线线性拟合倾向率为5.316~13.047 mm.（10a）-1,春夏季增幅较大;最大潜在蒸散量呈增加趋势,年最大潜在蒸散量变化曲线线性拟合倾向率在5.073~10.712 mm.（10a）-1,夏季增幅最大;地表湿润指数变化也呈增加趋势,年地表湿润指数变化曲线线性拟合倾向率0.011~0.026（10a）-1,冬季增幅最大,在15年周期附近,出现了3~5个干湿交替期,1984年之后为偏湿期,在中高频区,1998—2006年有偏干振荡;影响三江源区地表湿润指数的主要因子是降水量、相对湿度和平均最高气温。

1971~2010年若尔盖湿地潜在蒸散量及地表湿润度的变化趋势

利用若尔盖、红原、玛曲3个气象站1971~2010年的地面气象观测资料,根据Penman-Monteith模型计算了若尔盖湿地的潜在蒸散量,发现若尔盖湿地年潜在蒸散量呈明显上升的趋势,上升趋势为9.1 mm/10a;若尔盖湿地潜在蒸散量在2001年出现了增大突变,2001~2010年平均潜在蒸散量比1971~2000年上升了28.6 mm;各季节潜在蒸散量均呈上升趋势,其中以秋季上升最明显,上升趋势为4.3 mm/10a。导致若尔盖湿地潜在蒸散量上升的主要气象因子是温度上升、相对湿度下降和降水量的减少,虽然日照时数减少和风速减小有利于潜在蒸散量的下降,但由于气温上升的趋势更明显,影响更大,所以若尔盖湿地潜在蒸散量呈明显的上升趋势。近40 a若尔盖湿地地表湿润度以-0.03/10a的趋势减小,其中2001~2010年比1981~1990年下降了0.11,下降十分明显;与此同时,年平均气温以0.41℃/10a的趋势上升,降水量以-13.5 mm/10a的趋势减少,虽然若尔盖湿地仍属于湿润区,但出现了明显的暖干化趋势。

1951—2009年中国地表湿润状况变化趋势研究

利用1951—2009年中国160站的月降水和月平均温度资料,通过计算地表湿润指数,在分析其与降水及气温联系的基础上,探讨了中国区域平均地表湿润指数的年代际变化特征差异,给出了地表湿润指数年趋势的地理分布。结果表明:1951—2009年,中国北方的西北地区东部、华北和东北地区长江中下游地区及东南部分地区以干旱化趋势为主,这些地区干旱化趋势的产生与降水年际变差大、年内分配不均,降水持续减少和气温升高密切相关。东南、西南地区及西藏地区于20世纪90年代初期有湿向干的趋势转换,虽然长江中下游地区在70年代初期有明显的干向湿的趋势变换,但于90年代同样出现湿向干的趋势转换,并一直持续显著的干旱化。

北疆北部地区春季地表湿润状况特征分析

利用北疆北部地区12个气象站1961-2008年3-5月月平均气温、降水量及相对湿度资料,计算得到春季地表湿润指数,对北疆北部地区48a来春季地表湿润指数年际及年代际变化特征及分布规律进行了较为深入的研究。结果表明:2O世纪6O年代以来,北疆北部地区春季地表有变干趋势;从空间分布上看,呈经向分布,偏西地区春季地表湿润指数大于偏东地区,表明偏东地区春旱重于偏西地区。同时探讨了北疆北部地区春季地表湿润指数与降水量、气温和空气相对湿度的关系以及春季极端干湿事件频率的空间分布。

陇东地表湿润指数的年际变化特征

利用能够代表陇东气候类型的三个代表站1971-2005年月平均气温和降水资料,分析该地地表湿润指数的时空变化特征。结果表明：地表湿润指数变化多年平均,东南部的正宁最大,中部的西峰次之,北部的环县最小,呈现由东南向中部和北部逐渐干旱的空间变化特征;东南部的正宁和中部的西峰地表湿润指数以0.0028/a和0.0034/a的速率减小,地表趋于干旱化,北部的环县以0.005/a的速率增加,地表湿润程度有所增加;地表湿润指数的季节分布以春季最小,秋季次之,夏季最大,且春季和秋季有逐年减小的趋势,干旱化程度逐年加重,夏季呈增加趋势,地表湿润状况有所改善;地表湿润指数变化主要依靠降水的影响,但同时也受温度变化的影响,温度高,地表水分蒸发蒸散量大,地表易于变干,温度低,水分蒸发蒸散量小,地表不易变干。

江苏地表湿润状况的变化趋势与区域特征分析

为了了解江苏省地表湿润状况,利用江苏省60个气象站1961—2005年月降水和月平均气温资料,通过构造一个既包含降水变化又考虑温度变化对潜在蒸发影响的干湿指标—地表湿润指数Hi=P/Pe(P为观测的月降水总量,Pe为月最大潜在蒸发),采用M-K法,对比分析了江苏省区域平均地表湿润指数的年代际变化特征及季节性差异,并讨论了它与降水和气温的联系,突出了在全球变暖背景下温度变化对干湿变化的重要影响。最后给出了地表湿润指数各季节变化趋势的地理分布。结果表明:苏北和苏南地区的年际变化趋势基本相反。由于温度的升高苏北苏中地区均出现变干趋势,苏南部分地区降水显著增加却没有呈现显著变湿趋势。江苏地区的干化趋势主要发生在春秋季节。

1960―2013年艾比湖绿洲湿地潜在蒸散量及地表湿润度变化特征分析

基于阿拉山口、精河、博乐、温泉4个气象站点1960-2013年地面观测气象数据,采用Penman-Monteith公式、Mann-Kendall检验、小波分析、主成分相关分析等方法分析艾比湖绿洲湿地年及季节潜在蒸散量及地表湿润度的特征变化及定量化成因,以期为艾比湖绿洲湿地区域的水资源科学配置提供科学依据。结果表明:(1)1960-2013年,艾比湖绿洲湿地年平均潜在蒸散量为1 063.52mm,夏季值最大为552.3mm,冬季最小为25.3mm,年平均潜在蒸散量以12.68mm·(10a)^-1的速率递减,各季节潜在蒸散变化趋势与年变化一致,夏季表现最明显;(2)Mann-Kendall检验表明,年均和春、夏、秋潜在蒸散量显著性突变时间分别是1991年、1994年、1994年和1993年,冬季不存在突变,显著性突变均发生在21世纪90年代,地表湿润度年突变时间为1985年;(3)艾比湖绿洲湿地潜在蒸散量及地表湿润度存在明显的周期变化,主震荡周期分别为29a和21a,以多、少交替发生,具有全域性;(4)风速是年及季节潜在蒸散量的主导因素,地表湿润度变化的主导因素是降水量和相对湿度。

雅鲁藏布江中游地表湿润状况的趋势分析

利用1961—2000年雅鲁藏布江中游4个站月平均最高气温、最低气温、降水量、风速、相对湿度、日照时数资料,应用Penman-Monteith模型计算得出最大潜在蒸散,进而得到地表湿润指数,分析了地表湿润指数的年际变化趋势、年代际变化特征及季节性差异,并讨论了它与降水、气温的联系。研究表明:雅鲁藏布江中游季、年平均气温呈显著的升高趋势;年降水量前20年呈减少趋势,后20年则表现为显著的增加趋势。20世纪60至80年代初,地表为变干趋势;80年代中后期到90年代,降水量增加,最大潜在蒸散显著减小,地表呈变湿趋势。60年代为冷湿型,90年代为暖湿型。

基于改进后地表湿润指数的我国西南干旱气候特征研究

利用1961-2014年西南地区96个观测站日平均气温和降水资料、1961-2010年ERA-20C0.5°×0.5°再分析资料,运用REOF方法、计算地表湿润指数以及改进后的地表湿润指数,研究了西南地区干旱时空分布特征。结果表明:(1)综合REOF(旋转经验正交函数)前四个模态,除川西高原外,西南地区1961-2010年整体土壤湿度有所降低,其中以四川盆地和云贵高原南部下降趋势更为明显。(2)根据REOF空间模态对西南地区做出气候区划,以历年月平均降水和干旱气候区划为基础,对地表湿润指数做出改进。其结果显示,原地表湿润指数(SHI)与改进后地表湿润指数(MSHI)空间分布特征均与年降水量的空间分布特征存在一定的相似性,指数低值区与弱降水区吻合,西北部较为干燥,云贵高原南部较为湿润。(3)从空间分布上来看,MSHI在西南南部更接近降水的空间分布且空间连续性更好。从时间序列上来看,MSHI比SHI更能体现西南地区干旱年,用MSHI识别典型干旱年份,识别能力较强。研究结果对合理配置和利用水资源,进行未来气候变化研究有重要意义。

地表湿润程度的表征指标及其应用展望

在一定的太阳辐射条件下，地表湿润程度不同，蒸发速率也不同。当地表充分湿润时蒸发速率最快，地表温度也最低。利用热量收支平衡原理．这一最低温度可用一般气象观测资料计算得出，即称为平衡温度。于是气温与平衡温度的差值DT便可用作表示地表土壤含水量的指标，并且该指标可用于计算逐日或逐月蒸散发量、干湿气候区划、旱情监测、森林火灾预警以及用于预测灌溉所引起的气温变化等方面。

1981—2016年庆阳市地表湿润状况时空变化特征分析

根据甘肃省庆阳市8个气象站1981—2016年降水量、温度、日照等观测资料,利用改进后的Thornthwaite公式计算潜在蒸散量,从而得出庆阳市地表湿润指数,并利用地表湿润指数对庆阳市地表湿润状况的时空变化特征进行分析,结果得出:近36年庆阳市干湿状况的总体特征与各个时间段的空间分布特征均为北干南湿,湿润度从西北向东南递增;平均地表湿润指数随年代变化具有波动减小的趋势,其变化倾向率为0.05/10 a,表示庆阳市具有越来越干的趋势;20世纪80年代为最湿润时期,该时期庆阳市整体湿润水平较高,90年代最干,各地地表湿润指数均低于30年平均值,2000年以后,庆阳市略变湿润,但干湿分布呈现出两极化的特征,西北部与东南部干湿差异增大;降水量与潜在蒸散量随时间变化呈现出相反的特征,降水量随时间递增而减小,而潜在蒸散量随时间递增而增大;地表湿润指数与降水量和潜在蒸散量有极强的相关性,其次是日照,与气温相关性最弱。

昌都市地表湿润状况变化特征及其影响因素

基于昌都市7个气象站点1981~2012年气温、降水量、风速等气候要素资料,应用Penman-Monteith模型计算了潜在蒸散以及地表湿润指数,分析地表湿润指数时空分布特征、季节性差异及主要气象因子的影响。结果表明,昌都市年潜在蒸散以14.1mm/10 a的速率显著减小,春夏两季减幅明显;地表湿润指数的空间分布表现为北部、东南部高于中部;地表湿润指数总体上呈增大趋势,增幅为0.027/10a,其中春夏两季增幅最为明显;地表湿润指数的增大主要受降水量增加的影响,平均风速的减小,平均日较差的减小也对地表湿润指数的增加起到重要的作用。