现代气候学第4章气候系统的水循环.ppt

为什么亚洲与东亚的夏季风减弱，从而造成中国降水分布格局的变化呢？研究表明： （1）太平洋海表温度的变化是一个主要原因，即热带中东太平洋海温自1978年末以来，明显增温使厄尔尼诺事件更频繁的发生。其中1978年与1992年有两次强烈增温事件。这恰好对应于中国雨带的两次南移。（2）另一个原因是1978年前后高原冬春积雪明显增加使高原以及高原的加热（热源）减弱。这两个因素都减小了夏季海陆温差。从而减弱了亚洲夏季风的驱动力。 3、坡面漫流过程 满足填洼后的降水开始产生大量的地面径流，它沿坡面流动，即进入正式的漫流阶段（超渗雨水在坡面上呈片流、细沟流运动的现象称为坡面漫流）。 地面径流经过坡面漫流而注入河网，一般说仅在大雨或高强度的降雨后，地面径流才是构成河流流量的主要源流。 4、河网汇流过程 各种径流成分经坡地汇流注入河网后（汇流开始）沿河网向下游干流出口断面汇集（汇流结束）的 过程，称河网汇流过程。 坡地汇流注入河网后，使河网水量增加、水位上涨、流量增大，称为流量过程线的涨洪段。 此时，由于河网水位上升速度大于其两岸地下水位的上升速度，当河水与两岸地下水之间有水力联系时，一部分河水补给给地下水，增加两岸的地下蓄水量，即河岸容蓄。 同时，涨洪阶段，出口断面以上坡地汇入河网的总水量必然大于出口断面的流量； 因河网本身可以滞蓄一部分水量，即河网容蓄。 当降水和坡地汇流停止时，河岸和河网容蓄的水达最大值，而河网汇流过程仍在继续。 当上游补给量小于出口排泄量时，即进入一次洪水过程的退水段。 此时，河网蓄水开始消退，流量逐渐减小，水位相应降低，涨洪时容蓄于两岸土层的水份又补充入河网，直到降水在最后排到出口断面为止。 此时，河槽泄水量与地下水补给量相等，河槽水流趋向稳定。 上述河岸及河槽的调节现象，称为河网调蓄作用。河网调蓄是对净雨量在时程上的又一次再分配，故出口断面的流量过程线比降雨过程线平缓得多。 在径流形成中通常将流域蓄渗过程，到形成地面汇流及早期的表层流过程，称为产流过程； 坡面漫流与河网汇流合称为流域汇流过程或汇流过程。 产流过程中水以垂向运行为主； 汇流过程中水以水平侧向运行为主。 径流形成过程 流域汇流过程 流域产流过程 地下水汇流 壤中汇流 地面汇流 河网汇流过程 坡面漫流过程 流域蓄渗过程 降雨过程 三、影响径流的因素 1、气候因素 气候因素是影响河川径流最基本、最重要的因素。降水、蒸发直接影响径流。温度、湿度、风等是通过影响降雨和蒸发间接影响径流的。 2、流域下垫面因素：包括地理位置(如纬度、距离海岸远近、面积、形状等)、地貌特征(如山地、平原、谷地等)、地质条件(如构造、岩性)、植被特征等 ① 地貌因素 a 山地高程：随高程增加，冰雪融水补给也增加。 b 流域坡度：坡度越大，汇流越快，下渗损失少，径流集中。 c 山地坡向：迎风坡降雨量较大，背风坡雨量稀少(“雨影区”)。 d 岩溶发育区：降雨和径流差异很大。（如河南林县和安阳市，属于同一雨区，但林县为石灰岩地区，地面径流十分缺乏，不得不修红旗渠，安阳市由于来自林县灰岩水补给，水资源十分丰富） ② 地质和土壤因素： a 蓄水构造 断层、节理、裂隙都有利于蓄存地下水； b土壤类型及性质直接影响下渗和蒸发： 如砂土下渗量较粘土大，蒸发量小；砂土地区形成的地表径流小，地下径流大。 高寒地区永久冻土层的分布能隔绝地下水的下渗，同时也隔绝了地下水的蒸发作用。 ③ 植被因素： 增加径流的影响： 使地表土增温缓慢，减少地表蒸发； 减小径流的作用： 植物截流和散发，增加入渗量； 延缓地面积雪的融化过程； 水土保持作用 削减洪峰流量，增加枯水流量。 ④湖沼因素：主要作用是调节河川迳流量。 总之，径流形成过程，除了降雨条件外，另外一个重要因素就是流域下垫面。同样的降水条件下，不同的下垫面可以具有完全不同的径流效应。在流量上、过程形态上和径流的组成上都可能有明显的差别。同一流域下垫面在不同时期可能有不同径流效应(比如土壤湿润状况随季节变化造成影响)。 3、人类改造自然的活动 ① 增加河川径流量： 人工降雨、跨流域调水，如南水北调（目前争议的一些问题：长江下游由于水量巨减的生态变化）； ② 改变河川径流分配： 修筑水库等各种蓄水工程； ③ 减少地表径流： 如引水灌溉，修筑水平梯田，人造平原，封山育林等。 四、中国的径流分布 中国年径流量的空间分布（mm） 第八节 气候系统的水分平衡 一、水分平衡概念:水分循环的数量表示，即任一区域在某一时段内,水分收入与支出的差等于该区域在该时段内的水量变化,长期意义下,任一区域水量保持收支平衡. 二、地表水量平衡方程 陆地 海洋 通用形