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本论文首先利用雅江流域气象站的长期气象观测数据,对该地区近来年的气候变化进行了较深入的分析,并分析了大气环流指数对雅江流域气候变化的影响;其次选取两个典型湿、干年个例,用中尺度天气模式WRF-ARW模拟了雅江流域的典型天气过程,对比分析雅江流域干、湿年的环流及地表状况差异;最后利用区域气候模式RegCM和NCEP再分析资料Ⅱ再现了雅江流域增暖的事实,并利用增加地表温度的敏感试验揭示了雅江流域对全球变暖的响应。主要结论如下:
1)1980~2005年间整个雅江流域的气温存在明显的升高趋势,升温率为每年大约0.03℃;整个雅江流域在1980~2005年间日最高温度的升温率低于日最低温度的升温率,即夜间温度升高显著,从而使得日较差减小,整个流域的大陆度也随之减小;整个流域的气温升高也存在明显季节差异,往往是冬、春季增温更显著些。
2)雅江流域的夏季降水有很大的变幅,但1980~2005年间的降水变化呈上升趋势,平均每年夏季增加4.05mm,年降水量增加5.30mm;特别是10mm以上的降水增加幅度要大于20mm以上降水的增加,也就是说该流域的降水增加比较平稳,极端降水增加不明显。
3)雅江流域年径流变化与夏季降水变化呈相同的变化特征,这说明正是降水的年际变化影响着雅江流域径流的年际变化,同时年内季节降水的变化也是雅江流域年内径流季节变化的主要因为,即:降水量的增加(减少),导致径流量的增加(减少)。
4)雅江流域中、下游的气候变化不完全一致。特别是近十年间,通过对雅江流域中、下游代表站的日平均、日最高、日最低温度、日较差及冷白天、冷夜间天数的对比分析,得出中游日喀则站增温较下游林芝站更加显著的结论:而且中游日喀则站近10年最大的增温率出现在夏季,而下游林芝站的最大增温率则是在冬季,而且两者日较差最大的递减率也都出现在春季。
5)1960~1995年间雅江流域中游日喀则和下游林芝两站降水量变化也不一致,常常是日喀则站的年降水量减小,而林芝站的增加;但1996~2005年间两者变化一致,无论是年降水量还是三种尺度的降水日数均明显减少。
6)探讨北大西洋涛动NAO指数和南方涛动SO指数的变化对雅江流域温度、降水的影响,总体上来说,NAO指数的高值年,雅江流域的气候偏冷、偏干,而NAO指数的低值年,该流域气候偏暖、偏湿;SO指数的高值年,雅江流域的气候偏暖、偏湿,而SO指数的低值年,该流域的气候偏冷、偏干。
7)陆面过程的单点试验表明,NOAH-LSM模式在高原地区有较好的适用性。就两年的模拟结果而言,夏季的模拟效果更接近实际,差异较小,冬季由于积雪、冻土的影响地表过程更为复杂,模式针对冬季过程还有待进一步的改进。就地表及土壤温度、湿度的模拟而言,对地表温度和浅层土壤温度的模拟更接近实际。
8)中尺度天气模式WRY-ARW对雅江流域湿、干年天气尺度过程的模拟,较好地再现了两者之间环流形势及降水的差异,从环流形势的角度揭示出造成雅江流域湿、干年的主要因为是高度、温度、风场三者间的有机配合,使得来自南亚季风区的暖湿气流能顺利输送至高原,并在高原形成较大范围的降水。同时,雨季前期无论是湿年还是干年,环流形势都有利于降水,降水也主要以局地降水为主,降水差异不明显。
9)区域气候模式RegCM再现了雅江流域的增暖,并揭示了全球变暖对雅江流域气候的影响,结果表明:冬季高原增温区主要在高原中部、雅江流域的中下游地区,而且是日最低气温和日最低地表温度的增加更为显著,这与前面对雅江流域温度变化的事实分析中指出的雅江流域的温度变化主要是冬季增温明显的结论相一致;当地表温度增加3℃后,雅江流域的气温增加,降水增多,表明在全球增暖的背景下,雅江流域气候有向暖湿演变的迹象。