基于GIS的汉江流域水汽输送和降水时空模式的研究.pdfVIP

第16卷 第4 期 Vol. 16, No.4 2014 年7 月 Jul., 2014 基于GIS 的汉江流域水汽输送与降水时空模式 研究 * 梁文谦，易善桢，曾小凡，李宏宏，孙 燕 (华中科技大学水电与数字化工程学院数字流域湖北省重点实验室，武汉 430074) 摘要：水汽输送及降水模式对流域水文模型及水资源研究具有重要意义。汉江流域水资源对南水北调以及下游生 态环境有重要影响，研究汉江流域水汽输送和降水的时空分布特征是水文模拟和水资源环境管理的基础。本文利 用NCEP/NCAR 再分析资料和汉江流域19个气象站点的降水资料，以及GIS 数据库和分析工具，分析了汉江流域 的水汽通量、可降水量、实测降水量和降水转换率的计算方法；以汉江流域1998年7 月的气候再分析资料和降水资 料为例，计算并分析了汉江流域1998年7 月可降水量与实测降水量的空间分布特征，以及降水转化率的分布特 征；探讨了水汽输送、可降水量、实测降水量，以及降水转化率的相关性和空间分布特征。通过分析汉江流域 1981-2010 年的可降水量和实际降水量的分布表明，汉江流域可降水量与降水量变化趋势基本相同，降水转换率 近年有所增加。 关键词：水汽输送；可降水量；降水量；时空分布；汉江流域 DOI ：10.3724/SP.J. 1047.2014.00575 1 引言 有关文献对不同流域的水汽输送和降水转换率进 [13-14] 行了研究 。但是，对于水汽输送、可降水量、实 水汽输送和降水的时空模式与大气水资源的 测降水量、降水转换率及其相关性的时空分布特点 汇聚条件直接相关，对于水文建模、干旱研究、洪涝 还缺乏研究。 [1-3] 本文对水汽输送时空模式进行了研究，提出 灾害及人工影响天气等有重要意义 。随着全球 气候和流域环境变化的影响，流域水资源受极端天 了方法流程图，给出了水汽通量的计算、可降水 气影响越来越突出，表现出干旱、洪水、土壤侵蚀、 量计算、降水转化率计算的公式；并利用NCEP/ [4-5] NCAR 再分析资料和汉江流域气象站点实测降水 土地退化等变化现象 。汉江是长江最大的支流， 汉江流域丹江口水库是南水北调中线工程的水源 资料，对汉江流域水汽输送和降水模式进行了计 地，汉江流域中下游的江汉平原是湖北省重要的经 算和分析，包括汉江流域水汽通量、可降水量、实 济走廊。汉江流域水资源与环境的变化研究，对社 测降水量、降水转换率的计算及其空间分布，结 [6-7] 合部分监测站点数据对各个计算量之间的关系， 会经济的可持续发展具有重要作用 。 流域降水模式直接受水汽输送时空结构和分布 以及可降水量与实测降水量的时间变化特征进行 的影响。水汽输送的特征研究主要是用气象观测再 了分析。 分析资料对水汽输送通量分析，并用矢量场和等值 [8-9] 线图表示 。水汽输送和降水时空模式及其图谱是 2 水汽输送与降水时空模式的GIS方法 反映水汽输送和降水特征与时空序列变化规律的一 种信息处理与显示手段，时空模式及其图谱已经在 NCEP/NCAR 再分析资料是美国国