近60年黄河源区流量变化特征及其影响因子的研究

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本文采用黄河源区唐乃亥水文站实测逐月流量、源区8站气候资料,以及NOAA植被指数和欧洲中心环流场资料,运用线性趋势分析、回归分析及贡献率、边界水汽计算等方法,分析了近60a黄河源区流量变化特征,并在此基础上研究了气候因子变化对流量的贡献,进而分析高原夏季风、感热通量对源区边界水汽、温度、流量的影响,最后给出气候因子影响流量单、双峰型变化的概念模型,并得到了以下主要结论:1)近60a黄河源区流量呈现2个线性上升时段(1956~1967年、2002~2012年)、1个线性下降时段(1989~2002年)和1个振荡调整时段(1967~1989年),且在流量的上升阶段,其周期变化由8a的长周期转变为2~4a的短周期。2)流量变差系数Cv最大的是80年代,对应流量年内分配呈现7、9月双峰型,变差系数Cv最小的是50年代和90年代,流量年内分配呈现7月单峰型。秋季流量的增加使得流量年内分配出现第二个峰值点,秋季流量决定了年流量距平。3)在平水年流量年内分配主要是单峰型,而在偏丰和丰水年则以7、9月和7、10月双峰型为主,在偏枯和枯水年虽然也以双峰型为主,但是峰值点出现的月份比较随机,且峰值点的流量值也较小。4)近年来黄河源区气候逐渐趋于暖湿。降水量在21世纪以后呈现明显的上升趋势,且在上升阶段降水量也存在2a左右的显著短周期,而源区南部和中部是全区降水量大值集中区,降水量的年内分布形式与流量相对应,主要有7月单峰和7、9双峰双峰两种主要类型。源区温度、蒸发不论是时间上还是空间上都呈现上升趋势,气候倾向率分别为0.4℃/l0a和6.78mm/10a;源区温度、蒸发的年内分配形式为典型的单峰型,峰值点主要出现在7月,且二者之间有较好的同步和一个月的滞后相关性。黄河源区植被不论是时间上还是空间上,从20世纪80年代到21世纪都呈现一个恢复的趋势;源区植被的年内分布从80年代和90年代的8月单峰型转变为21世纪的7月单峰型。5)降水对流量的正贡献呈现逐年增大趋势,温度对流量的贡献则由正贡献逐渐转变为显著的负贡献;而植被对于流量的贡献则比降水和温度小一个量级。降水对流量年内变化的贡献呈现7、9月双峰型,温度对于流量年内变化为9月单谷型负贡献,二者相互作用造成流量多年平均7、9月双峰型。6)当黄河源区附近地面感热通量增加,而周围感热通量减少时,对应源区地面给大气的加热增强,其周围加热减少,引起源区大气上升运动加强,源区上空600hPa位势高度场降低,有利于黄河源区水汽辐合上升,同时高原热低压(高原夏季风)强度的加强,源区气候暖湿化,夏、秋季流量增加,形成流量年内分配的峰值点;当高原夏季风位置偏北时,黄河源区南边界输入水汽增加,东边界输出水汽减少,造成源区上空水汽通量增加,区域降水增加,流量增加,形成流量年内分配双峰型。
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