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当前,随着澜沧江-湄公河次区域经济合作等重大区域合作行动的蓬勃开展,该流域水文水资源系统的变化及影响已成为国际关注和研究的热点。在全球变暖的背景下,近42年来澜沧江流域夏季气温呈现出明显的上升趋势、而降水变化幅度较小,并且区内气温和降水的空间分布在很大程度上受地貌的影响;由于纵向岭谷对季风的通道-阻隔作用,区内降水及气温自南向北逐渐减少和降低;全球变暖和当地地理条件的联合影响可能引起澜沧江流域更为复杂的气候和相应的径流变化。因此,有必要研究澜沧江流域夏季跨境径流量异常与大气环流的关系。本论文以纵向岭谷区澜沧江流域为研究对象,利用NCEP/NCAR再分析资料、海温场SSTA资料、OLR射出长波辐射资料、相关气象站和水文站的降水、气温和径流资料,应用EOF分析、相关分析、合成分析、水文模型模拟等方法,初步研究了纵向岭谷区澜沧江夏季跨境径流量异常与大气环流的关系,得到了一些有意义的结论,主要包括下面几点:
(1)澜沧江流域降水干湿季分明,降水主要集中在5-10月,其降水量占全年的84.2%,而干季仅占15.8%。澜沧江流域降水分布极不均匀,自南向北逐渐减少。流域夏季降水量的增减趋势不显著,以自然变动为主;澜沧江流域气温的空间分布也很不均匀,表现出从南向北递减的趋势,以景洪站为代表的下游段气温较高,中游段次之,上游平均气温最低,近42年来澜沧江流域夏季气温呈明显的上升趋势:澜沧江流域夏季跨境径流量变化与同期云南降水变化之间存在有十分显著的正相关关系,与夏季平均气温场变化之间的负相关性不显著。这些相关性特征说明,澜沧江流域夏季跨境径流量变化主要是由于云南夏季降水量场的变化造成的。
(2)本文运用澜沧江流域夏季跨境径流量、500hPa、100hPa月平均高度场、海平面气压场、U、V风场、q比湿场和海温场,利用相关、合成分析等方法,分析了与澜沧江夏季跨境径流量丰枯年对应的环流和北太平洋海温异常特征。结果表明:澜沧江夏季跨境径流量丰枯年,对应整个北半球上各层都存在显著的环流异常变化及北太平洋海温距平场存在明显差异。澜沧江夏季跨境径流量枯年500hPa环流表现为:乌拉尔山槽加强,中高纬度环流、东亚大槽分布和西太平洋副高的位置和强度有明显差异;低纬西太平洋副高偏西、偏强,印度低压槽偏弱,丰年则相反。海平面气压场上,除了在高层显著异常区对应地区有相应变化外,在我国东部大陆及赤道中东太平洋也有正异常区,说明夏季风与澜沧江夏季跨境径流量丰枯存在密切的联系。在100hPa高度场丰枯年环流的差异主要表现为南亚高压南北界的位置变化。澜沧江流域夏季跨境径流量变化与同期整层积分径向水汽输送通量的相关性较好,澜沧江流域夏季跨境径流量丰年,澜沧江流域的北部和南部都有异常的水汽输入,枯年与丰年的异常水汽输送不是简单的反位相关性。丰枯年海温正负距平最明显的区域分别位于北太平洋流(NPC)区和赤道东太平洋(EEP)区。
(3)以澜沧江流域跨境径流量观测数据、NCEP/NCAR的U场、V场和NOAA的OLR场资料为基础,应用统计分析方法研究了纵向岭谷作用下的澜沧江夏季跨境径流量变化与夏季风的关系。结论为:澜沧江流域夏季跨境径流量变化在20世纪60年代中期至80年代末期为显著减少的时段,而从90年代初期以来则表现出了一种显著增多的时间演变趋势;澜沧江夏季跨境径流量变化与较低层东西风分量变化的相关性不显著,与较高层东西风分量变化的相关性显著;澜沧江夏季跨境径流量变化与较低层和较高层南北风分量变化的相关性都是显著的,与OLR场变化的负相关性也是显著的;根据这些相关性特征建立的影响澜沧江夏季跨境径流量变化的夏季风环流指数能够较好地反映出澜沧江流域夏季跨境径流量变化的基本特征和规律。
(4)利用月水量平衡水文模型,采取假定气候方案,分析了澜沧江流域夏季跨境径流量对气候变化的响应。结果表明:降水对澜沧江流域跨境径流量的影响较大,气温影响相对较小;在气温不变,降水减少1096的情况下,澜沧江流域跨境径流相应减少10.56%,若降水不变、气温升高1C°时,澜沧江流域跨境径流量相应减少3.16%;对模型参数Smax、ks、kg对模型效率指数的敏感性进行了分析,发现当ks变化时,模型效率变化明显,而当Smax、kg变化时,模型效率指数变化不太明显,但R<2>极大值附近总能找到相应的Smax、ks、kg使得Re的值也比较接近0,满足模型的要求,从而验证了模型参数Smax、ks、kg是能够通过计算机程序自动率定。