论文部分内容阅读
水文数据,主要包括陆地水储量(TWS)、蒸腾(ET)及径流(R),是水文模型构建和水资源管理的重要前提,但全球范围内实测水文观测数据非常有限,尤其是在非洲地区。尼罗河流域(NRB)作为非洲的主要流域之一,其中的尼罗河对流域内人民的生产和生活起着至关重要的作用。因此,对监测和理解尼罗河流域水文变化具有重要意义。本论文主要通过多卫星测量数据对尼罗河区域的水循环变化进行研究,获得以下主要结果: 1)利用重力恢复和气候实验(GRACE)2003年1月至2016年8月陆地水储量变化、全球土地数据同化系统(GLDAS)和热带降雨测量卫星数据(TRMM)研究尼罗河流域陆地水储量变化及其原因,研究结果表明降水峰值出现在七月和八月,降水对土壤湿度的显著影响存在一个月的迟滞,对陆地水储量的影响会出现两个月的迟滞。即土壤湿度的峰值出现在八月和九月,而陆地水储量的峰值出现在九月和十月。GRACE数据表明尼罗河流域七八月间的降水峰值为100.11mm,十二月至次年一月最小降水值值为14.62mm。九月至十一月间(秋季)的最大陆地水储量为42.66mm,土壤湿度峰值为25.22mm,三月至五月间的陆地水储量最小值为-33.77mm,土壤湿度的最小值为-23.34mm。尼罗河流域陆地水储量的年变化趋势是0.04mm,且主要受土壤湿度变化的影响,两者间的相关系数为0.88。非季节性变化的陆地水储量和SCPDSI间的相关系数为0.6,表明GRACE反演的陆地水储量变化可以很好的捕获2006年至2011年间的严重干旱期。 2)蒸腾是影响水文循环的第二大因素(降水之后),通过水平衡方程和其他卫星测量数据获得了尼罗河流域2003年1月至2016年8月蒸散量变化。GRACE数据得到的整个尼罗河流域的月平局蒸腾为47.49mm,最大蒸腾变化发生在七月至九月,最小变化发生在一月至三月,蒸腾随降水的变化而变化。蒸腾的月变化均值同MODIS产品有比较具有较好的一致性,两者的相关系数为0.88(P<0.001)。蒸腾主要受降水的影响,两者的相关系数为0.83(P<0.001)。尼罗河流域的气温总体上呈现上升趋势,蒸腾的变化与气温变化趋势一致,在塔纳湖地区(埃塞俄比亚高原,85%的尼罗河水量来源)的蒸腾存在下降趋势,尼罗河流域却基本呈上升趋势,仅在中东部地区和赤道附近呈下降趋势,赤道附件的变化主要与降水和温度相关。 3)径流是水文循环的另一重要部分,本文基于水平衡方程和其他卫星测量数据对尼罗河流域2003年1月至2016年8月由GRACE获得的径流的长期、季节和年积变化进行研究,通过GRACE和MODIS产品获得的月径流变化与全球土地数据同化系统产品和热带降雨测量卫星数据的对比,表明同两者的相关性分别为为0.67和0.62。