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《地理学报(英文版)》2016,(7)
Hydrological monitoring and seasonal forecasting is an active research field because of its potential applications in hydrological risk assessment, preparedness and mitigation. In recent decades, developments in ground and satellite measurements have made the hydrometeorological information readily available, and advances in information technology have facilitated the data analysis in a real-time manner. New progress in climate research and modeling has enabled the prediction of seasonal climate with reasonable accuracy and increased resolution. These emerging techniques and advances have enabled more timely acquisition of accurate hydrological fluxes and status, and earlier warning of extreme hydrological events such as droughts and floods. This paper gives current state-of-the-art understanding of the uncertainties in hydrological monitoring and forecasting, reviews the efforts and progress in operational hydrological monitoring system assisted by observations from various sources and experimental seasonal hydrological forecasting, and briefly introduces the current monitoring and forecasting practices in China. The grand challenges and perspectives for the near future are also discussed, including acquiring and extracting reliable information for monitoring and forecasting, predicting realistic hydrological fluxes and states in the river basin being significantly altered by human activity, and filling the gap between numerical models and the end user. We highlight the importance of understanding the needs of the operational water management and the priority to transfer research knowledge to decision-makers. 相似文献
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山地水文循环是全球水循环的重要组成部分,山地独特的地形特征、日趋变化的社会经济与新技术(遥感观测和信息科学)发展使得山地水文循环研究成为当前乃至未来水文学关注的热点。山地较大的垂直梯度浓缩了水平自然带的自然地理和生态学特征,具有多样的环境敏感性,因此山地水文过程对土地利用变化和气候变化的响应比平坦地区更为剧烈。明晰山地水文过程对区域防洪减灾、制定全球变化背景下区域水资源可持续利用策略、促进经济社会发展具有重要意义。水文模型是研究水循环的重要工具,但山地产汇流机制的复杂性以及实测水文资料匮乏等一系列问题极大限制了山地水文模拟与预测工作。本文首先系统地从数据获取、参数计算、模型结构、建模理论四个方面介绍了国内外山地水文模拟的研究进展,并总结了经验模型、概念模型及基于物理机制的分布式水文模型在我国山地水文模拟中的应用进展,之后从山地水文要素的空间变异性与垂直变异性、驱动力、数据不确定性、强烈的人为扰动等方面对当前山地水文模拟中面临的挑战与难点进行了论述。通过对国内外相关研究前沿的归纳,从多过程耦合机理研究、山地自然—社会二元水循环理论、大数据背景下多源数据获取与同化研究等方面对我国未来山地水文模拟的工作方向进行了展望。 相似文献
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黄河流域水循环研究的进展和展望 总被引：7，自引：7，他引：7
总结了黄河流域水循环研究的进展,指出缺乏立足于水循环整体的机理过程的探讨及缺乏较成熟的流域水文模型是已有研究的不足。为能更好地模拟水文过程对各种作用力的响应,今后研究的方向将是建立既考虑垂向水分和能量传输(如降水,蒸发,感热),又考虑水平向的地表水分运动(汇流)和地下水基流过程的黄河流域的分布式水文模型。模型将结合遥感信息与地面资料,建立与区域大气环流模式(GCM)的接口,辅之以野外生态试验小区、径流试验场和室内试验的资料,以深入探索黄河流域水循环动力学机制 相似文献
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水文模型是认识水文科学规律、分析水文过程及研究水文循环机理的重要科学工具。水文模型模拟结果的不确定分析是提高模型可靠性、进行有效水情预报的一个重要研究内容。参数不确定性是影响水文模型模拟结果不确定性的关键因素之一,开展模型参数不确定性及其影响因素分析对水文预报具有重要现实意义。目前的参数不确定性分析方法大致可分为3类：参数敏感性分析、参数优化以及考虑无资料流域参数值估计的参数区域化方法。论文归纳总结了近年来国内外水文模型参数不确定性分析工作的主要研究进展,分析了不同方法的优点与不足,提出了未来水文模型不确定性分析方法研究的潜在发展方向。借助多学科理论和技术方法,加强水文模型不确定性分析系统性方法的研究,是水文学科当前的迫切需求及发展趋势。 相似文献
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近年来我国沙尘暴研究的新进展 总被引：34，自引：18，他引：16
简要回顾了2000年以来我国沙尘暴研究动态, 概括分析了最近几年沙尘暴研究在地理分布与时间演变特征、形成机理、监测和预警技术, 以及沙尘暴危害对环境影响等方面国内具有代表性的新成果, 以期对以后沙尘暴的更深入研究有所借鉴和帮助。 相似文献
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岩溶地区人类活动的水文效应研究现状及展望 总被引：11，自引：1，他引：10
在全球气候变化背景下,加之岩溶生态系统的脆弱性及敏感性,地表水与地下水交换迅速,岩溶水动力系统对人类活动及其造成的生态环境变化反馈敏感。岩溶地区人类活动导致的植被退化、石漠化等环境问题已对岩溶地区的水文水循环过程造成了严重影响,水资源问题已成为岩溶地区发展的重要限制因素。本文在对岩溶生态系统及水文环境特性分析的基础上,从土地利用变化的水文效应,人类活动对降水—径流的影响、岩溶水资源的开发利用、岩溶地下水污染及水文模型在岩溶地区的应用等方面,概述了岩溶地区人类活动水文效应的相关研究现状与不足,总结了未来岩溶地区人类活动水文效应的5个研究趋势,并探讨了研究中的重点及难点问题。 相似文献
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在明确生态水文学相关概念的基础上,概述了湿地生态水文的研究历程和目前的研究热点。总结和分析相关文献发现,湿地关键水文过程在不同时空尺度的变化规律、湿地生态过程和水文过程的耦合作用机制、多尺度湿地生态水文过程的模拟与调控是目前湿地生态水文学的热点研究内容。总体而言,湿地生态水文研究已经由关注单一类型湿地水文过程向研究多类型湿地之间的水文连通维持机制转变,重点在于揭示不同时空尺度湿地水文与湿地生态系统之间的相互作用规律,阐明水文情势与生物群落、生态系统之间的作用与动态反馈原理;发展多维时空尺度的水文情势与湿地生态系统格局与过程交互作用的生态水文模型,旨在为湿地生态系统结构与功能修复提供理论与技术支撑。 相似文献
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流域生物地球化学循环与水文耦合过程及其调控机制 总被引：7，自引：3，他引：4
流域生态系统的水文和生物地球化学循环通过水文通量的物理作用紧密耦合,其时空尺度的物质和能量耦合为流域生物地球化学过程的物质平衡和能量流动提供重要基础。通过研究流域尺度生物地球化学循环—水文耦合过程,将更加深刻揭示水循环驱动下陆地—水生生态系统碳氮循环与人类活动及气候系统的生物学、物理学和化学过程的耦合机制。本文综合阐述了流域生态系统的时间、空间以及时间—空间尺度的生物地球化学循环与水文耦合特征,揭示营养元素循环在时间—空间尺度上的耦合特征,通过大气、陆地、河流、河口和海洋系统形成了一个连续体并由水、气体和气溶胶通量进行物理连接;分析流域营养物质的生物地球化学循环与水文耦合过程随着时空尺度在大气—陆地界面、陆地—河流界面以及河口—海洋界面的耦合变异性;最后通过流域生态化学计量特征及水陆交错带对营养物质输出的调控分析耦合过程的生物学调控机制,以提高对流域景观水平的生态水文、生物地球化学和生态动力学的理解。 相似文献
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中国山地灾害研究进展与未来应关注的科学问题 总被引：5，自引：1，他引：4
本文首先简要回顾了山地灾害研究与防治方面的新进展：认识了山地灾害的空间分布规律,建立了山洪、泥石流、滑坡危险性评价方法;发展了滑坡稳定性分析的原理和计算方法,建立了泥石流流体应力本构关系、泥石流流速流量和冲击力计算公式、粘性泥石流起动模型,提出了山洪和泥石流规模放大效应;基于降雨和地面成灾环境要素耦合分析,发展了山地灾害气象预报方法;基于对灾害物理特性的认识,研发了一系列灾害监测预警仪器、数字流域平台与智能手机网络相结合的山洪预警系统;发展了灾害治理工程技术,形成了适合欠发达地区特点的灾害治理技术体系。在此基础上,分析了在灾害形成、运动、预测预报、防治技术和风险管理等方面还需要进一步深化研究的问题,提出山地灾害学科今后面临的任务。最后,针对国家减灾需求和学科发展目标,提出灾害对生态的响应机制、气候变化对山地灾害的影响与巨灾预测、水—土耦合的细观结构力学、灾害风险的理论与方法、基于灾害形成理论的机理预报模式、灾害防治技术规程的健全等未来应该关注的科学技术问题。 相似文献
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CHRISTOF KNEISEL Þ. SÆMUNDSSON A.A. BEYLICH 《Geografiska Annaler: Series A, Physical Geography》2007,89(1):41-50
Four different sites in the highlands of central Iceland have been investigated for permafrost occurrence using two‐dimensional resistivity imaging. The results of the surveys indicate the presence of shallow permafrost of low to medium resistivity. The distribution pattern is spatially heterogeneous which is consistent with permafrost at the fringe of seasonal frost. These sites are likely to react rapidly to changes of the environmental boundary conditions, therefore future research should include monitoring for detecting the early impact of climate change on permafrost degradation. The extent to which periglacial morphodynamics and sediment fluxes are influenced by permafrost and/or seasonal frost and potential permafrost degradation is hard to determine. Hence, long‐term monitoring approaches for both permafrost and sediment dynamics are essential. 相似文献
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湿地水文学研究进展及科学前沿问题 总被引：23，自引：10，他引：23
湿地水文过程控制湿地的形成与演化,湿地水文情势制约着湿地环境的生物、物理和化学特征,从而影响到湿地类型分异、湿地结构与功能,湿地水文研究是认识湿地生态系统的结构、过程与功能的主要内容。湿地水文情势分析涉及湿地的降雨-径流、湿地蒸散发、湿地地下水运移等主要过程。湿地水循环及水量平衡是湿地水文情势和过程研究的综合,关系到湿地水文循环过程的各个方面。湿地水文过程、边际效应和参数特征及对不同尺度水周期的响应与功能差异等是现代湿地水文研究的重要科学问题。 相似文献
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阿尔泰山横亘于亚欧大陆中部,是中纬度西风带气候研究的重点区域之一。利用阿尔泰山地区4个站点的监测数据,研究了该区域降水氢氧稳定同位素的年内变化特征及大气降水线方程,分析了降水同位素的温度效应,并利用后向轨迹探讨了水汽来源。结果表明：（1） 阿尔泰山各站点降水同位素比率在季节上表现为夏高冬低,且南侧站点的季节差异比北侧大,除Novosibirsk外大多数站点的降水氘盈余值为夏低冬高。（2） 除Novosibirsk外,研究区大多数站点大气降水线方程的斜率和截距都低于全球平均值。（3） 各站点降水同位素存在明显的温度效应,体现在季节变化和空间分布上。（4） 后向轨迹表明,研究区受到西风水汽、极地水汽和近源水汽路径的影响,且偏北站点可能受极地水汽路径的影响更大。上述认识有助于明确阿尔泰山不同区域降水同位素时空变化反映的水文气候信息,并为该区域大气水循环及气候变化研究提供参考。 相似文献
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Important progress on the use of isotope techniques and methods in catchment hydrology 总被引：1，自引：0，他引：1
The use of isotope techniques and methods in catchment hydrology in the last 50 years has generated two major types of progress: (1) Assessment of the temporal variations of the major stocks and flows of water in catchments, from which the estimation of wa-ter residence times is introduced in this paper. (2) Assessment of catchment hydrologic processes, in which the interactions be-tween different waters, hydrographical separation, and bio-geochemical process are described by using isotopes tracers. Future progress on isotope techniques and methods in hydrology is toward the understanding of the hydrological process in large river basins. Much potential also waits realization in terms of how isotope information may be used to calibrate and test distributed rainfall-runoff models and regarding aid in the quantification of sustainable water resources management. 相似文献
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《地理学报(英文版)》2017,(11)
Geomorphometry,the science of digital terrain analysis(DTA),is an important focus of research in both geomorphology and geographical information science(GIS).Given that 70% of China is mountainous,geomorphological research is popular among Chinese scholars,and the development of GIS over the last 30 years has led to significant advances in geomorphometric research.In this paper,we review Chinese progress in geomorphometry based on the published literature.There are three major areas of progress:digital terrain modelling methods,DTA methods,and applications of digital terrain models(DTMs).First,traditional vector-and raster-based terrain modelling methods,including the assessment of uncertainty,have received widespread attention.New terrain modelling methods such as unified raster and vector,high-fidelity,and real-time dynamic geographical scene modelling have also attracted research attention and are now a major focus of digital terrain modelling research.Second,in addition to the popular DTA methods based on topographical derivatives,geomorphological features,and hydrological factors extracted from DTMs,DTA methods have been extended to include analyses of the structure of underlying strata,ocean surface features and even socioeconomic spatial structures.Third,DTMs have been applied to fields including global climate change,analysis of various typical regions,lunar surface and other related fields.Clearly,Chinese scholars have made significant progress in geomorphometry.Chinese scholars have had the greatest international impact in areas including high-fidelity digital terrain modelling and DTM-based regional geomorphological analysis,particularly in the Loess Plateau and the Tibetan Plateau regions. 相似文献
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基于流量监测的西藏东南部然乌湖水量平衡季节变化及其补给过程分析 总被引：1，自引：0，他引：1
青藏高原分布着亚洲大陆最大的湖泊群,其湖泊变化对气候变化响应敏感。基于遥感数据的湖泊面积变化不足以反映外流湖对气候变化的响应,需借助湖泊水量平衡过程分析来进一步研究各补给要素的变化。本文利用2015年4月-11月然乌湖水文气象监测数据,通过建立流量—水位关系,依据连续的水位数据重建了观测期内然乌湖主要径流的水文过程线,并结合SRM模型分析了然乌湖的水量平衡过程及季节变化。结果表明,观测期内然乌湖入湖水量约为18.49×108 m3,其中冰川融水约为10.06×108 m3,冰川融水占然乌湖补给的54%以上,湖面降水、湖面蒸发对湖泊水量平衡过程影响微弱。流域降水对湖泊的补给具有明显的季节特征。春季受西风南支扰动影响,然乌湖地区降水量大,降水是春季然乌湖的主要补给源。夏季和早秋由于气温升高,冰川消融量大,冰川融水是湖泊补给的主控因素。在未来气候变暖的条件下,冰川融水将会在湖泊补给中占据更大比例,并可能使得流域内的冰湖水量增加,产生潜在灾害风险。 相似文献
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关于比较水文学的研究 总被引：2，自引：0，他引：2
比较水文学是水文研究中的新课题。作者根据国际水文计划(IHP)组织的研究活动介绍了这一课题最新动向;探讨了比较水文的概念,目的与研究方法;提出在我国开展这一研究的有利条件。认为及早起步开展工作,可望走在世界前列;最后建议从水文类型系统、水文过程、水文实验方面打好基础,建立比较水文信息系统,发展水文成因模型,制定应用方案。 相似文献
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物候和叶面积指数的季节动态在落叶林中是决定生态系统净生产力的关键因素。尽管物 候对能量和CO2 通量的影响可以简单地通过描述发芽和落叶的时间以及叶面积指数的季节动态 来表示, 但是由于对驱动物候的物理过程缺乏全面正确的理解, 在陆地生态系统模型中物候就成 为最难以参数化的一个过程。目前, 在陆地生态系统模型中描述物候主要有两种不同的方法: 一 种是基于气候变量( 主要是温度或积温) 的经验方法, 即是通过建立物候不同阶段与气候变量的 经验关系来预测关键物候事件发生的时间。另一种方法是基于碳吸收的物候参数化方案, 物候的 任何阶段都和当前的碳平衡相联系。在生态系统模型中, 基于碳吸收的物候参数化方法可以大大 降低物候模拟的经验性, 提高模型的适用性和模拟精度, 比基于气候变量的经验模型更适于模拟 未来气候变化影响。未来随着生理和分子水平上, 对控制物候和LAI 动态过程机理的揭示, 建立 基于过程的物候参数化方案和LAI 动态模拟模型就成为生态系统模型或气候模型的发展方向。 相似文献
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Glen MacDonald Benjamin Felzer Bruce Finney Steven Forman 《Journal of Paleolimnology》2000,24(1):1-13
Although paleoclimatic research in the Arctic has most often focused on variations in temperature, the Arctic has also experienced changes in hydrologic balance. Changes in Arctic precipitation and evaporation rates affects soils, permafrost, lakes, wetlands, rivers, ice and vegetation. Changes in Arctic soils, permafrost, runoff, and vegetation can influence global climate by changing atmospheric methane and carbon dioxide concentrations, thermohaline circulation, and high latitude albedo. Documenting past variations in Arctic hydrological conditions is important for understanding Arctic climate and the potential response and role of the Arctic in regards to future climate change. Methods for reconstructing past changes in Arctic hydrology from the stratigraphic, isotopic, geochemical and fossil records of lake sediments are being developed, refined and applied in a number of regions. These records suggest that hydrological variations in the Arctic have been regionally asynchronous, reflecting the impacts of different forcing factors including orbitally controlled insolation changes, changes in geography related to coastal emergence, ocean currents, sea ice extent, and atmospheric circulation. Despite considerable progress, much work remains to be done on the development of paleohydrological proxies and their application to the Arctic. 相似文献
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流域LUCC水文效应研究中的若干问题探讨 总被引：21，自引：2，他引：21
随着全球变化研究的深入,土地利用/覆被变化(LUCC)的水文效应研究日益成为热点问题。综合国内外研究进展,论文就流域土地利用/覆被变化水文效应研究中的几个问题进行了总结和探讨：子流域和水文响应单元是分布式水文模型对流域基本空间单元的理想划分;对国内外现有的土地利用分类系统进行了适当的调整和归并,建立了基于水文响应研究的土地利用分类系统,将土地利用分为9个Ⅰ级类和21个II级类;土地利用/覆被变化情景分析的常用方法有参照对比法、历史反演法、模型预测法、极端土地利用法、土地利用空间配置法等。 相似文献