全球气候变化对区域水文影响的模式研究

【摘要】：近年来,随着对全球和区域气候变化研究的展开,已经建立了一系列全球气候变化模型(GCMs).由于模型的复杂性和计算机容量所限,这些气候模型只能在较粗网格上给出未来全球范围内地表降水和气温等年月变化过程.水文模型需要更为洋细的时空气象资料.因此,预测气候变化对水文水资源的影响,需建立解集模式,把GCMs模式给出的大尺度气象资料在空间和时间上解集,以得出较小时空尺度上水文模拟所需要的气象资料.另一方面,在区域尺度上,水文过程与气候的联系更紧密,建立与气候模式相匹配的大网格尺度(10~4～10~5km~2)水文模型是提高未来区域水文水资源变化情景预测的可靠性和进一步改进气候模式所必须的.再就是陆-气耦合问题,气候变化将改变陆-气界面的热平衡,进而影响陆-气间的热交换.建立陆面蒸散发模式是陆-气耦合研究的关键过程.本文利用东江流域气象水文资料,对上述模式进行了论证和探讨.利用30年(1959～1988年)气象资料系列对Thornthwaite(1949)、Blaney和Criddle(1950)、Daltion(1802)和世界粮农组织推荐的Penman-Monteith蒸散发模式计算结果与蒸发皿实测结果进行了比较,其中Pen-man-Monteith蒸散发模式计算结果与20cm蒸发皿实测结果相关程度最好.根据覆盖东江流域的GCM尺度网格内17个站32年的日雨量资料系列,对随机解集模式进行了分析验证,比较了日雨量解集系列和实测系列的统计特征.验证结果说明,这种模式较好地把大尺度(GCM网格)降雨系列解集到小尺度(站点)上.本文对大尺度水文模型特点和研究方法进行了探讨.根据研究区数字地面高程模型(DEM)生成流域特征值(坡度、流向、河网、子流域等),结合流域土壤、植被等时空分布资料,通过网格划分,利用水文相似性理论,提出分析水文过程在大尺度上聚集规律的方法,这也是大尺度水文模型建立的基础.