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水分蒸散发研究国内外进展与趋势 总被引：2，自引：0，他引：2
蒸散发(evapotranspiration)是联系大气过程和陆面水文过程的关键环节,对区域/流域水循环过程和水量平衡具有重要影响。然而,随着全球气候变暖和人类活动的影响,近年来全球各地区(潜在)蒸散发及其对气象要素的响应发生了显著变化。如何精确测定和估算蒸散发已成为定量研究水循环响应全球气候变化的重要内容。本文从蒸散发理论方法的发展、国内外蒸散发的变化趋势及影响因素、蒸散发的时空变化及敏感性分析三个方面进行综述,总结了目前国内外蒸散发的主要估算模型。估算和测定蒸散发的主要方法有水文学法、微气象学法、植物生理学法、遥感方法和SPAC综合模拟法。本文综述了各种蒸散发估算、测定方法的适用性和优缺点,基于敏感性和趋势分析重点总结了蒸散发的变化趋势及影响因素。研究表明,全球范围内不同地区均出现"蒸发悖论"现象,潜在蒸散发或蒸发皿蒸发量呈减少趋势,日照时数和风速是影响蒸散发变化的主要因素。本文系统的对比分析可以为研究气候变化条件下的水循环过程及对水资源的影响、大气—土壤—植被系统的水文循环机理、农业管理等提供重要的科学依据。 相似文献
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潜在蒸散量（PET）是干旱监测评价的重要指标,分析影响潜在蒸散发的气候敏感因子对揭示气候变化的水文响应机理尤为重要。常采用的局部敏感性方法不适用于非线性模型且难以评估各气象因子间的相互作用。对此,基于1964—2018年西北旱区内163个气象站的监测数据,通过Penman-Monteith公式,采用Sobol全局敏感性方法分析了西北旱区潜在蒸散发的气候敏感因子,计算得到了自校准帕默尔干旱指数（scPDSI）,进而分析了区域干旱的时空演变特征。结果表明:1964—2018年西北旱区年均潜在蒸散量为1157.8 mm,高值出现在新疆东部与内蒙古西部地区,低值出现在青海南部地区。1993年为转折点,西北旱区潜在蒸散发受气温、日照时数、风速、相对湿度等多种因素综合影响由显著下降的趋势转变为显著上升,且在夏季最为明显。在1964—1993年,净辐射、风速与相对湿度的变化对潜在蒸散发的影响较大;在1994—2018年,风速与相对湿度的变化对潜在蒸散发的影响较大。scPDSI的时空分布表明新疆北部、青海中部以及甘肃境内的干旱有缓解的趋势;而黄河流域西南部干旱呈现加重趋势,将加剧区域水资源紧张,威胁生态安全。 相似文献
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气候变化与人类活动对太湖西苕溪流域水文水资源影响甄别 总被引：2，自引：1，他引：1
采用累积距平曲线与Mann-Kendall法对太湖西苕溪流域降水、潜在蒸散发和径流序列进行趋势分析。结果表明,流域径流与潜在蒸散发在95%的置信水平下为下降趋势,而降水无显著变化趋势。为定量甄别气候变化与人类活动对流域水文过程的影响,探寻流域水文变化的主要驱动因素,采用敏感性系数法与改进前后的双累积曲线法分析了气候变化与人类活动对太湖西苕溪流域1972~2010年水文过程的影响。结果表明,气候变化与人类活动对流域径流变化影响的贡献分别为37%~42%和58%~63%,人类活动影响大于气候变化。 相似文献
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近50年来青藏高原及其周边地区潜在蒸散发变化特征及其突变检验 总被引：1，自引：0，他引：1
《地球科学进展》2020,(5)
利用FAO Penman-Monteith方程和青藏高原及周边地区274个气象站逐日常规观测资料,结合中国生态地理分区方案,对1970—2017年高原及周边地区潜在蒸散发的空间格局及突变特征进行分析。结果表明:①除夏季和冬季外,研究区多年平均年和季节潜在蒸散发都呈现南北高、中部低的空间分布;月潜在蒸散发最大值和最小值发生时间表现出南早北晚的纬向差异。②研究区潜在蒸散发均值和趋势突变显著,但突变时间在区域间以及年和不同季节间均存在较大差异。其中,均值突变以正向突变为主,高原突变时间春季最早、冬季最晚;趋势突变主要表现为先降后升,高原年、春季、秋季和冬季潜在蒸散发的趋势转折时间由东北向西南推迟,至西南地区分别推迟约20、10、20和5年。比较而言,高原总体潜在蒸散发趋势转折时间较其周边地区滞后,年和四季分别推迟约5、1、12、5和4年。③显著的蒸发悖论只离散地存在于研究区内,主要发生在趋势转折(2007年)之前。研究结果可为进一步认识全球变暖背景下青藏高原及周边地区气候变化和生态水文过程提供科学依据。 相似文献
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利用贵州省18个气象站1961~2001年逐日气象资料,采用Penman-Monteith方程计算潜在蒸散发量,对以辐射和气温为基础的简化公式参数进行率定,对比分析不同计算公式推求的潜在蒸散发量之间的差异以及用于气候变化情景下预测适用程度。结果表明,各种潜在蒸散发量公式经参数率定后计算的多年平均蒸散发量相近,但变化趋势存在较大差异。与考虑综合气象因子对潜在蒸散发影响的Penman-Monteith公式计算结果相比,以辐射为基础的蒸散发公式在该地区的适用性较好,以气温为基础的蒸散发公式用于气候变化情景下潜在蒸散发量预测,结果偏大。 相似文献
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石羊河流域蒸发量变化特征及影响因素分析 总被引：1，自引：0，他引：1
利用Mann-Kendall、小波分析和灰色关联度法,分析了石羊河流域6个气象站1959～2005年蒸发量变化特征及主要影响因子.研究结果表明:石羊河流域47a平均蒸发量呈下降趋势,蒸发突变点大约发生在20世纪60年代、80年代中后期和2000年左右,夏季和春季蒸发量减少幅度较大是年蒸发量减少的主要原因;蒸发量的空间分布与其减少趋势的空间分布均呈西南-东北的增加变化特征,这与流域下垫面情况和气象因子密切相关;蒸发量有28a和20a的周期变化,其内还包含有10～14a的小周期变化;影响蒸发量的主要气候因子中,气温、日照时数和风速与蒸发量的关联度较大,平均气温和日照时数呈显著上升趋势,平均风速表现为显著下降趋势,降水、相对湿度和水汽压变化较弱,平均风速的明显减少可能补偿了气温和日照时数增加引起蒸发量的增加,导致蒸发量的减少. 相似文献
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青藏高原地表蒸散发是决定亚洲水塔水储量变化的关键要素.在快速升温背景下,长时间尺度的青藏高原地表蒸散发如何响应气候变化亟需深入探讨.以青藏高原两种典型高寒生态系统(草原和湿地)为研究对象,以野外观测和互补蒸散发模型为研究手段,利用常规气象资料驱动互补蒸散发模型,应用于青藏高原的典型资料稀缺地区,并就模拟结果进行验证评估,揭示了两种典型高寒生态系统近40年的蒸散发变化特征.结果 表明,校正参数后的非线性互补蒸散发模型可较为准确地模拟两种下垫面的蒸散发,亦即该模型在青藏高原资料稀缺区具有较好的应用潜力.1973-2013年,青藏高原典型高寒草原蒸散发呈不显著的增大趋势,而高寒湿地则以2.0 mm/a的速率显著增大.相关分析表明,高寒草原和湿地蒸散发的年际变化主要与水汽压(即空气湿度)有关.阶段性分析发现,1970s至1990s末期,两种生态系统蒸散发皆在波动中逐渐增大;而1997年以后,高寒草原和高寒湿地蒸散发的变化模式表现出明显差异:前者在波动中逐渐减小,后者则持续增大至2000s中期.造成这种差异的原因可归结为高寒湿地受冰川融水的影响,土壤含水量可维持在较高的水平,加之2000s高寒湿地的水汽压和日照时数增大,使得该时段内地表蒸散发仍呈增大之势,亦即上游的冰川融水对下游的湿地蒸散发有重要影响.结果 表明,空间距离较近的两种典型高寒生态系统,由于所受水源补给不同,局地蒸散发对气候变化的响应模式可能有较大差异. 相似文献
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青藏高原作为“亚洲水塔”对气候变化极为敏感,研究气候变化下青藏高原多年冻土退化对蒸散发的影响有助于理解多年冻土地区水文过程对气候变化的响应情况。基于Budyko-Fu假设,构建了考虑多年冻土活动层厚度变化的水热耦合模型,建立了符合青藏高原多年冻土区的模型参数化方案,通过设置情景假设探讨了多年冻土退化对蒸散发的影响。模拟结果表明:1982—2018年青藏高原多年冻土区平均年蒸散发为275.6 mm,空间分布由东南向西北递减;研究区年蒸散发整体上以3.57 mm/a的速率上升。多年冻土活动层加深会引起蒸散发的增大,忽略冻土退化因素将导致约2.2%的蒸散发低估。冻土退化对蒸散发的影响呈现显著的空间异质性,土壤有效含水量和植被覆盖度越低的地区,蒸散发对冻土退化的响应越敏感。 相似文献
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选取1981—2020年海拉尔河流域及周边地区气象站点观测资料, 结合水文数据, 利用适用于植被稀疏下垫面的BTOP(Block-wise use of TOPMODEL)分布式水文模型估算区域蒸散发量, 进而在不对称增温现象影响下, 分析其对蒸散发的影响特征。结果表明: ①流域内1981—2020年不对称增温现象显著, 主要表现为因夜间温度升幅较大为主的昼夜不对称增温及地表温度升幅较大为主的地气不对称增温; ②影响蒸散发的主要气象因子依次为相对湿度、风速、地气温差、地表温度和昼夜温差, 且相对湿度、昼夜温差及地气温差与蒸散发量变化趋势相反, 其中相对湿度及风速影响强度年际变化平稳, 温度因子影响强度则逐年增强; ③不对称增温对于流域蒸散发量的影响逐年增强, 地表增温速率的增强是造成地气不对称增温的主要原因, 在此影响下, 区域蒸散发呈现减小趋势, 故在探究蒸散发量变化原因时, 温差变化不可忽视。 相似文献
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山东西南部南四湖水位变化特征及其与气候要素的相关分析 总被引：2，自引：0，他引：2
气候变化对水资源的影响是水文领域的一个重要的研究方向, 研究水位变化与气候要素的相关分析, 对预测湖面水位意义重大. 利用1981-2013年山东西南部南四湖水位和沿湖5个国家级气象观测站逐月平均气温、 相对湿度、 风速、 降水和蒸发量等资料, 分析了近33 a来南四湖水位变化特征及气象影响因子. 结果表明: 近33 a南四湖水位升高趋势显著, 平均每10 a升高0.46 m; 水位变化整体分两个阶段, 1989年以前为下降态势, 1989年以后为上升态势, 1994年是水位升高的突变时间点; 平均最高水位出现在3月为33.04 m, 最低出现在12月为32.03 m. 各气象要素对南四湖水位的影响呈明显的季节性, 降水量是影响年水位变化的重要气象因子, 年降水量每增加100 mm, 水位升高0.21 m, 夏季降水量对水位的影响更为显著; 蒸发量在夏、 秋季与水位呈极显著负相关; 水位在夏季与风速、 在冬季与相对湿度均呈显著负相关. 相似文献
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Temporal variations of reference evapotranspiration and controlling factors: Implications for climatic drought in karst areas 
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下载免费PDF全文 Guo Xiao-jiao Wang Wen-zhong Li Cheng-xi Wang Wei Shi Jian-sheng Miao Ying Hao Xing-bo Yuan Dao-xian 《地下水科学与工程》2022,10(3):267-284
Variations in reference evapotranspiration (ET0) and drought characteristics play a key role in the effect of climate change on water cycle and associated ecohydrological patterns. The accurate estimation of ET0 is still a challenge due to the lack of meteorological data and the heterogeneity of hydrological system. Although there is an increasing trend in extreme drought events with global climate change, the relationship between ET0 and aridity index in karst areas has been poorly studied. In this study, we used the Penman–Monteith method based on a long time series of meteorological data from 1951 to 2015 to calculate ET0 in a typical karst area, Guilin, Southwest China. The temporal variations in climate variables, ET0 and aridity index (AI) were analyzed with the Mann–Kendall trend test and linear regression to determine the climatic characteristics, associated controlling factors of ET0 variations, and further to estimate the relationship between ET0 and AI. We found that the mean, maximum and minimum temperatures had increased significantly during the 65-year study period, while sunshine duration, wind speed and relative humidity exhibited significant decreasing trends. The annual ET0 showed a significant decreasing trend at the rate of ?8.02 mm/10a. However, significant increase in air temperature should have contributed to the enhancement of ET0, indicating an “evaporation paradox”. In comparison, AI showed a slightly declining trend of ?0.0005/a during 1951–2015. The change in sunshine duration was the major factor causing the decrease in ET0, followed by wind speed. AI had a higher correlation with precipitation amount, indicating that the variations of AI was more dependent on precipitation, but not substantially dependent on the ET0. Although AI was not directly related to ET0, ET0 had a major contribution to seasonal AI changes. The seasonal variations of ET0 played a critical role in dryness/wetness changes to regulate water and energy supply, which can lead to seasonal droughts or water shortages in karst areas. Overall, these findings provide an important reference for the management of agricultural production and water resources, and have an important implication for drought in karst regions of China. 相似文献
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地表蒸散发是陆地水文循环的重要组成部分,分析蒸散量时空变化特征是深入了解干旱区水文过程的基础。由于银川平原缺乏区域尺度实际蒸散量的长期观测,很难得到长时间序列蒸散量的时空变化特征。基于MOD16A3地表蒸散量数据及研究区内气象站点实测数据,采用Theil Sen Median趋势度分析、MK突变检验及CA-Markov模型等方法,从时间与空间的角度分析2004—2019年银川平原地表蒸散量的变化特征及影响因素,预测2024年地表蒸散量的发展趋势。研究结果表明:2004—2019年银川平原蒸散量年际波动总体是增加趋势,MK突变检验结果显示2010年是蒸散量时序数据的突变点;银川平原实际蒸散量与潜在蒸散量空间分布格局、变化趋势均存在明显的差异性,蒸散量在近16年呈增加趋势,潜在蒸散量呈减少趋势,符合干旱区蒸散发互补相关理论。采用CA-Markov模型对2024年银川平原地表蒸散量未来发展趋势进行预测,模拟结果显示在未来5年银川平原蒸散量仍呈增加趋势;蒸散量的时空变化受气候与人类活动的共同影响,蒸散量与气温、降水、日照时数呈正相关,与相对湿度呈负相关,土地利用结构影响年蒸散量的空间格局,呈现出水田>旱田>林地>草地>荒漠的规律。 相似文献
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利用东北地区106个站点1951～2007年的逐日气象资料,采用Penman-Monteith公式计算得到各站点的逐日、逐年ET0,并通过反距离插值得到逐年ET0及多年平均ET0网格数据,最后通过墨西哥帽小波变换、Mann-Kendall检验、REOF、倾向率等方法探讨了全区平均ET0及多年平均ET0的时空变化特征。研究结果表明:①全区平均ET0总体上表现较小幅度的增长趋势,其倾向率为3.89 mm/(10a),分别在1982、1953年取得最大、最小值;②在8-16年时间尺度上,全区平均ET0的周期振荡非常明显,期间经历了"少→多→少→多"4个循环交替过程,其中又以8～10年周期内的振荡最为强烈;③多年平均ET0在600～1160 mm之间,空间分异明显,其总体分布特征为:南高北低,西高东低,从东北向西南逐渐增加,等值线呈半环状;④从倾向率来看,ET0增加、减少的面积比例分别为72.61%、26.39%,其中嫩江的增加趋势最明显,倾向率为30.6 mm/(10 a),叶柏寿的下降趋势最明显,倾向率为-24.4 mm/(10 a)。 相似文献
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Drought identification and drought severity characterization are crucial to understand water scarcity processes. Evolution of drought and wetness episodes in the upper Nen River (UNR) basin have been analyzed for the period of 1951–2012 using meteorological drought indices and for the period of 1898–2010 using hydrological drought indices. There were three meteorological indices: one based on precipitation [the Standardized Precipitation Index (SPI)] and the other two based on water balance with different formulations of potential evapotranspiration (PET) in the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI). Moreover, two hydrological indices, the Standardized Runoff Index and Standardized Streamflow Index, were also applied in the UNR basin. Based on the meteorological indices, the results showed that the main dry period of 1965–1980 and wet periods of 1951–1964 and 1981–2002 affected this cold region. It was also found that most areas of the UNR basin experienced near normal condition during the period of 1951–2012. As a whole, the UNR basin mainly had the drought episodes in the decades of 1910, 1920, 1970 and 2000 based on hydrological indices. Also, the severity of droughts decreased from the periods of 1898–1950 to 1951–2010, while the severity of floods increased oppositely during the same periods. A correlation analysis showed that hydrological system needs a time lag of one or more months to respond to meteorological conditions in this cold region. It was also found that although precipitation had a major role in explaining temporal variability of drought, the influence of PET was not negligible. However, the sole temperature driver of PET had an opposite effect in the UNR basin (i.e., misestimating the drought detection) and was inferior to the SPI, which suggests that the PET in the SPEI should be determined by using underlying physical principles. This finding is an important implication for the drought research in future. 相似文献
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对黑河下游地区蒸散发量的估算及其时空特性的研究,有助于进一步了解流域水循环,合理利用水资源,防止生态环境进一步恶化。利用SEBS模型估算了黑河下游额济纳绿洲2014年15天的日蒸散量,将SEBS估算的日蒸散与不同下垫面5个站点的EC实测值进行对比,其均方根误差和确定性系数分别为1.2 mm、0.85（5个站点）,0.5 mm、0.96（2个站点）,表明SEBS模型的结果是合理的,可以适用于黑河下游额济纳绿洲地区的地表蒸散量的估算。同时分析了黑河下游蒸散发的时空变化规律,结果表明,黑河下游额济纳绿洲地区,蒸散发在时间上存在明显的季节变化规律：夏季 > 春季 > 秋季 > 冬季;空间上呈现明显的沿河分布的趋势。不同土地覆被类型蒸散发有相似的季节变化特征,但其季节变化幅度并不相同,规律为：水体 > 耕地 > 灌丛地 > 草地 > 裸土地 > 沙地。 相似文献
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长江源区蒸散量变化规律及其影响因素 总被引：4，自引：0，他引：4
利用空间分辨率为1 100 m的NOAA遥感数据,运用表面能量平衡系统(SEBS)模型,结合当地气象站实际观测数据,计算了1991-2001年长江源区的蒸散量,运用线性回归的方法计算了源区各像素点的蒸散量变化趋势,统计分析了蒸散量的多年变化规律。运用地理信息系统技术分析了气温、地表温度、降水量和植被指数(NDVI)等主要因素对蒸散量变化的影响。研究结果表明,源区蒸散量以6.8 mm/a的速度增加。全球变暖引起的气温、地表温度的升高是蒸散量增加的主要原因;在空间分布上,河流左岸阳坡蒸散量增加,右岸阴坡蒸散量减小;降水量、植被覆盖度分别与蒸散量有很好的正相关关系,源区东南部降水量大,植被相对旺盛,蒸腾作用强烈,蒸散量大;西北部降水量小,植被生长稀疏,蒸散量较小。 相似文献
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水均衡法验证蒸散量计算的可靠性——以张掖盆地为例 总被引：7，自引：0，他引：7
蒸散量的计算方法有很多种,表面能量平衡系统(SEBS)是近年来应用较为广泛的计算蒸散量的方法之一。SEBS是应用卫星对地观测的可见光、近红外和热红外波段资料,结合实测气象数据或大气模式输出数据,根据表面能量平衡原理估算不同尺度的地表大气湍流通量,从而估算地表相对蒸散的一种方法。将水文数据与遥感数据相结合,运用SEBS方法对张掖盆地的区域蒸散量进行了估算,并在水均衡原理的基础上,对蒸散量计算结果的准确性进行了验证。结果表明:SEBS方法计算的蒸散量与水均衡法计算出的蒸散量结果吻合较好,从而验证了SEBS方法计算盆地蒸散量的准确性。 相似文献
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气候变暖对长江源径流变化的影响分析 总被引：4，自引：4，他引：0
在气候变暖背景下， 20世纪60年代以来， 长江源区气温年和四季增温显著， 蒸发量、 径流量总体呈增加趋势； 进入21世纪后， 源区降水量呈增加趋势。沱沱河作为长江源区的主要径流， 以此为代表研究长江源区气候变暖对径流的影响具有重要的现实意义。利用1981 - 2015年沱沱河水文站径流量资料、 沱沱河同期气象站降水量、 气温、 蒸发量的实测资料， 分析了长江源区沱沱河降水、 气温、 蒸发量变化对径流量的影响。结果显示： 在全球变暖背景下， 近35 a来沱沱河流域年及四季平均气温、 平均最高气温、 最低气温均呈显著增加趋势； 年及春、 夏、 秋季降水量增加而冬季降水量减少； 春、 冬季蒸发量呈增加趋势， 年及夏、 秋季蒸发量呈减少趋势。沱沱河流域降水量是影响径流量大小的最主要的气候因子， 夏季降水量的增多与夏季径流量的增多关系密切， 年平均最低气温升高导致的冰川和积雪融水对径流量的影响次之， 蒸发量对径流量的影响明显低于前两者。 相似文献
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基于塔里木河流域39个气象站1961—2010年逐日观测数据和NCEP/NCAR再分析数据,采用标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI）,分析了该流域近50年来干湿时空变化特征及典型干湿月份和突变前后的大气环流特征。对SPEI序列进行的趋势检验和突变分析表明,近50年来,塔里木河流域显著变湿并在1986年发生显著突变,SPEI上升趋势显著的站点较多的月份主要集中在暖季（5~10月）。对突变前后不同等级干湿事件频率变化的统计结果表明,突变后,极端干旱事件发生频率略有增加,但轻度和中度干旱事件发生频率有所减少,而不同等级的湿事件发生频率则一致地表现为增加。对典型干湿月份和突变前后对应的北半球500hPa位势高度场和风场变化的合成分析表明,暖季典型干湿月份环流系统配置存在明显差异,增加的水汽和弱不稳定大气层结构是该区域1986年后暖季变湿的原因之一。 相似文献