变化环境下可能最大洪水计算研究

气候变化与下垫面变化前提下,多因素共同影响明显增加了流域可能最大洪水(PMF)估算难度。为此,提出一种集气候模式结果后处理、气候变化情景下相应可能最大暴雨(PMP)估算及土地利用/覆被变化方案设定、基流/前期影响雨量影响分析、基于相似性的PMP时空展布于一体的PMF计算模式,将其应用于怒江上游。结果表明,基流/前期影响雨量及暴雨时空分布不确定性是影响流域PMF的重要因素,气候与下垫面变化双重驱动对于PMF影响较大,且变幅随着变化程度增强而增大。

基于MOD16产品的怒江流域中上游蒸散发分布特征研究

[目的]研究怒江流域中上游蒸散发的空间分布特征,为流域水资源合理开发及生态保护提供支撑。[方法]利用气象站点实测降水资料,验证TRMM(tropical rainfall measuring mission)3B43产品在怒江流域中上游的精度,进而对MODIS(moderate-resolution imagine spectroradiometer)全球陆地蒸散发产品(MOD16)在该流域的适用性进行检验。在此基础上,探讨该流域蒸散发及产水量的空间分布特征。[结果]①TRMM3B43数据与站点实测月降水量相关系数R为0.86,在怒江流域中上游使用具有较好精度,MOD16蒸散发量相对偏大,但仍具有一定的适用性;②研究区多年平均蒸散发量为489.4 mm,蒸散发主要集中在300～800 mm;③降水量与蒸散发量的差值(P-E)与降水量(P)的空间分布格局相似,(P-E)/P在无植被地区较大(为0.33),在植被覆盖区相对较小。[结论]研究区多年平均蒸散发量空间分布差异较大,沿河流呈现出低—高—低—高的变化规律;MOD16产品具有覆盖范围广,时空上连续等特点,能够为缺资料地区蒸散发的相关研究提供相对可靠的数据支撑。

怒江上游流域降雪识别及其演变趋势和原因分析

降水的相态变化直接影响地表能量和水循环过程,有效的识别降水中的降雪量,并量化气候变化对降雪变化趋势的影响,对于提高融雪径流模拟、支撑变化环境下高寒地区水资源管理具有重要意义。本文根据怒江上游流域1979年以前6个气象站点的降雪比例和日平均气温的统计关系,采用指数方程形式的双温度阈值方法对1979年以前有记录的降雪量进行了识别和验证。在此基础上,对1980—2016年各气象站点降雪量进行估计和趋势分析,并量化识别了气温和降水变化对其降雪量变化的影响。结果表明:(1)降雪识别指数方程能够在年和月尺度上较好估计各气象站点降雪量,其相关系数均在0.86以上,相对误差均在5%以内。(2)1979年以后,各气象站点气温均呈显著增加趋势,整体上年降水量和年降雪量分别呈增加和减少趋势,但趋势并不显著。(3)气象站点气温升高具有减少降雪量的作用,且作用强度均从流域东南向西北逐渐增强。气候变化背景下,低温条件下降水概率增加对流域降雪量的增加具有显著促进作用,但1979年以后气温的显著增加对降雪量的影响占据主导作用,使得流域降雪量整体呈减少趋势。

基于多因子协同放大的可能最大暴雨估算

全球变暖影响下可能最大暴雨(PMP)估算是水文气象学领域的研究难点。以怒江上游为例,提出了一种考虑温度变化的三因子(水汽、动力、温度)协同放大的PMP估算方法,该方法主要以数值天气模式(WRF)的物理因子扰动试验为基础,首先进行因子三要素(水平范围、垂直层数和放大倍比)的数值扰动试验,明晰单个因子变化对降雨的影响,然后进行两两因子同时变化的扰动试验,定量描述因子协同作用与暴雨量之间的驱动—响应关系,从而确定能够产生最大降水的最不利情景以估算PMP。该方法在多因子协同放大的数值试验基础上,将温度因子变化引入PMP估算中,物理性较强。