全球气候变化加速了水文循环,导致全球水文过程发生了剧烈变化。我国西部高寒山区是多数河流的发源地,受区域海拔较高、生态脆弱等因素的影响,该区域对气候变化尤为敏感。因此,该区域的水文过程,特别是径流演变的研究,备受关注。然而,高寒山区水文研究涉及的时间跨度较长,研究主题变化较大且发展迅速,未来研究的动态尚不明确。为梳理过去的研究成果并明确未来研究方向,本文综述了我国西部高寒山区的气候变化研究进展、径流演变的现状、研究方法评述及其不足与展望。研究表明,该地区大多数流域的降水和气温呈上升趋势,尤其是气温的升高尤为显著;水文过程的变化主要受到冰冻圈过程(如冻土、积雪、冰川)、降水和植被生态过程等因素的影响,气候变化的加剧可能打破现有的水文平衡。气候变化对径流演变的研究主要集中在变化规律及演变机制、物理机制和作用路径,以及未来预测和极端水文事件等方面,数理统计和模型预测是当前主要的研究方法。随着机器学习和人工智能等技术的发展“,观测-预测-模拟”三位一体的综合研究方法预计将成为未来研究的主要发展趋势。
全球气候变化加速了水文循环,导致全球水文过程发生了剧烈变化。我国西部高寒山区是多数河流的发源地,受区域海拔较高、生态脆弱等因素的影响,该区域对气候变化尤为敏感。因此,该区域的水文过程,特别是径流演变的研究,备受关注。然而,高寒山区水文研究涉及的时间跨度较长,研究主题变化较大且发展迅速,未来研究的动态尚不明确。为梳理过去的研究成果并明确未来研究方向,本文综述了我国西部高寒山区的气候变化研究进展、径流演变的现状、研究方法评述及其不足与展望。研究表明,该地区大多数流域的降水和气温呈上升趋势,尤其是气温的升高尤为显著;水文过程的变化主要受到冰冻圈过程(如冻土、积雪、冰川)、降水和植被生态过程等因素的影响,气候变化的加剧可能打破现有的水文平衡。气候变化对径流演变的研究主要集中在变化规律及演变机制、物理机制和作用路径,以及未来预测和极端水文事件等方面,数理统计和模型预测是当前主要的研究方法。随着机器学习和人工智能等技术的发展“,观测-预测-模拟”三位一体的综合研究方法预计将成为未来研究的主要发展趋势。
全球气候变化加速了水文循环,导致全球水文过程发生了剧烈变化。我国西部高寒山区是多数河流的发源地,受区域海拔较高、生态脆弱等因素的影响,该区域对气候变化尤为敏感。因此,该区域的水文过程,特别是径流演变的研究,备受关注。然而,高寒山区水文研究涉及的时间跨度较长,研究主题变化较大且发展迅速,未来研究的动态尚不明确。为梳理过去的研究成果并明确未来研究方向,本文综述了我国西部高寒山区的气候变化研究进展、径流演变的现状、研究方法评述及其不足与展望。研究表明,该地区大多数流域的降水和气温呈上升趋势,尤其是气温的升高尤为显著;水文过程的变化主要受到冰冻圈过程(如冻土、积雪、冰川)、降水和植被生态过程等因素的影响,气候变化的加剧可能打破现有的水文平衡。气候变化对径流演变的研究主要集中在变化规律及演变机制、物理机制和作用路径,以及未来预测和极端水文事件等方面,数理统计和模型预测是当前主要的研究方法。随着机器学习和人工智能等技术的发展“,观测-预测-模拟”三位一体的综合研究方法预计将成为未来研究的主要发展趋势。
全球气候变化加速了水文循环,导致全球水文过程发生了剧烈变化。我国西部高寒山区是多数河流的发源地,受区域海拔较高、生态脆弱等因素的影响,该区域对气候变化尤为敏感。因此,该区域的水文过程,特别是径流演变的研究,备受关注。然而,高寒山区水文研究涉及的时间跨度较长,研究主题变化较大且发展迅速,未来研究的动态尚不明确。为梳理过去的研究成果并明确未来研究方向,本文综述了我国西部高寒山区的气候变化研究进展、径流演变的现状、研究方法评述及其不足与展望。研究表明,该地区大多数流域的降水和气温呈上升趋势,尤其是气温的升高尤为显著;水文过程的变化主要受到冰冻圈过程(如冻土、积雪、冰川)、降水和植被生态过程等因素的影响,气候变化的加剧可能打破现有的水文平衡。气候变化对径流演变的研究主要集中在变化规律及演变机制、物理机制和作用路径,以及未来预测和极端水文事件等方面,数理统计和模型预测是当前主要的研究方法。随着机器学习和人工智能等技术的发展“,观测-预测-模拟”三位一体的综合研究方法预计将成为未来研究的主要发展趋势。
天山乌鲁木齐河源1号冰川是中亚山地的典型冰川,研究其水文特征对区域水资源、气候变化和可持续发展具有重要意义。近年来,全球变暖导致冰川加速退缩,改变了区域的水文过程。为探究山地冰川水文过程及其垂直变化规律,利用M-K方法检验1号冰川1989—2019年的冰川物质平衡序列,识别突变年份及变化趋势,依据物质平衡线将1号冰川划分为积累区和消融区,并通过小波分析探讨其水文过程的周期、频率和相位特征。结果表明:①1号冰川物质平衡于1993年和1996年发生突变,总体呈持续下降趋势;②积累区和消融区物质平衡对降水和气温的响应具有多尺度效应,以一年共振周期为主,滞后响应时间约半年;③消融区与积累区的物质平衡存在半年短周期和一年长周期共振,两者的水文传递过程具有即时响应效应;④降水、消融区物质平衡和蒸发对冰川区总径流的影响均为一年的共振周期,总径流对降水和蒸发的响应滞后为1~2个月,对冰川融水的滞后响应约半年。在气象-冰川物质平衡-冰川区总径流过程中,冰川作为水资源固体库,其物质平衡受气象因素影响,并以较缓慢的速度补给径流。
天山乌鲁木齐河源1号冰川是中亚山地的典型冰川,研究其水文特征对区域水资源、气候变化和可持续发展具有重要意义。近年来,全球变暖导致冰川加速退缩,改变了区域的水文过程。为探究山地冰川水文过程及其垂直变化规律,利用M-K方法检验1号冰川1989—2019年的冰川物质平衡序列,识别突变年份及变化趋势,依据物质平衡线将1号冰川划分为积累区和消融区,并通过小波分析探讨其水文过程的周期、频率和相位特征。结果表明:①1号冰川物质平衡于1993年和1996年发生突变,总体呈持续下降趋势;②积累区和消融区物质平衡对降水和气温的响应具有多尺度效应,以一年共振周期为主,滞后响应时间约半年;③消融区与积累区的物质平衡存在半年短周期和一年长周期共振,两者的水文传递过程具有即时响应效应;④降水、消融区物质平衡和蒸发对冰川区总径流的影响均为一年的共振周期,总径流对降水和蒸发的响应滞后为1~2个月,对冰川融水的滞后响应约半年。在气象-冰川物质平衡-冰川区总径流过程中,冰川作为水资源固体库,其物质平衡受气象因素影响,并以较缓慢的速度补给径流。
天山乌鲁木齐河源1号冰川是中亚山地的典型冰川,研究其水文特征对区域水资源、气候变化和可持续发展具有重要意义。近年来,全球变暖导致冰川加速退缩,改变了区域的水文过程。为探究山地冰川水文过程及其垂直变化规律,利用M-K方法检验1号冰川1989—2019年的冰川物质平衡序列,识别突变年份及变化趋势,依据物质平衡线将1号冰川划分为积累区和消融区,并通过小波分析探讨其水文过程的周期、频率和相位特征。结果表明:①1号冰川物质平衡于1993年和1996年发生突变,总体呈持续下降趋势;②积累区和消融区物质平衡对降水和气温的响应具有多尺度效应,以一年共振周期为主,滞后响应时间约半年;③消融区与积累区的物质平衡存在半年短周期和一年长周期共振,两者的水文传递过程具有即时响应效应;④降水、消融区物质平衡和蒸发对冰川区总径流的影响均为一年的共振周期,总径流对降水和蒸发的响应滞后为1~2个月,对冰川融水的滞后响应约半年。在气象-冰川物质平衡-冰川区总径流过程中,冰川作为水资源固体库,其物质平衡受气象因素影响,并以较缓慢的速度补给径流。
厘清不同水体间的相互补给关系是开展流域水资源管理与保护的必要基础.而同位素技术是调查区域水资源组成及补给机制的有效方法.通过对长白山北坡冬季不同水体进行系统采样,结合气象资料,分析不同水体同位素组成特征及其水力联系,并应用端元混合模型,量化河水的补给来源.结果显示:长白山地区冬季不同水体稳定同位素组成存在一定差异,降水贫化重同位素,而地下水和积雪融水相对富集重同位素.河水、地下水和积雪融水同位素点均位于大气降水线的下方,且蒸发线的斜率和截距较小,说明这些水体均受蒸发作用的影响.河水同位素的高值点响应降水同位素高值点的变化,表明河水接受大气降水的直接补给.在观测后期,长白山西坡小黄泥河河水同位素值一直稳定在高值水平,指示了小黄泥河在观测后期可能有积雪融水的明显补给.端元混合结果显示,降水、地下水和天池水对长白山北坡碱水河的贡献率分别为70.9%、20.9%和8.2%,对二道白河的贡献率分别为45.7%、48.4%和5.9%;降水、地下水和积雪融水补给小黄泥河的比例分别为45.4%、33.5%和21.1%.不同流域和不同时段河水补给来源的差异与气温变化、下垫面特征和人为活动有关.研究结果可...
厘清不同水体间的相互补给关系是开展流域水资源管理与保护的必要基础.而同位素技术是调查区域水资源组成及补给机制的有效方法.通过对长白山北坡冬季不同水体进行系统采样,结合气象资料,分析不同水体同位素组成特征及其水力联系,并应用端元混合模型,量化河水的补给来源.结果显示:长白山地区冬季不同水体稳定同位素组成存在一定差异,降水贫化重同位素,而地下水和积雪融水相对富集重同位素.河水、地下水和积雪融水同位素点均位于大气降水线的下方,且蒸发线的斜率和截距较小,说明这些水体均受蒸发作用的影响.河水同位素的高值点响应降水同位素高值点的变化,表明河水接受大气降水的直接补给.在观测后期,长白山西坡小黄泥河河水同位素值一直稳定在高值水平,指示了小黄泥河在观测后期可能有积雪融水的明显补给.端元混合结果显示,降水、地下水和天池水对长白山北坡碱水河的贡献率分别为70.9%、20.9%和8.2%,对二道白河的贡献率分别为45.7%、48.4%和5.9%;降水、地下水和积雪融水补给小黄泥河的比例分别为45.4%、33.5%和21.1%.不同流域和不同时段河水补给来源的差异与气温变化、下垫面特征和人为活动有关.研究结果可...
厘清不同水体间的相互补给关系是开展流域水资源管理与保护的必要基础.而同位素技术是调查区域水资源组成及补给机制的有效方法.通过对长白山北坡冬季不同水体进行系统采样,结合气象资料,分析不同水体同位素组成特征及其水力联系,并应用端元混合模型,量化河水的补给来源.结果显示:长白山地区冬季不同水体稳定同位素组成存在一定差异,降水贫化重同位素,而地下水和积雪融水相对富集重同位素.河水、地下水和积雪融水同位素点均位于大气降水线的下方,且蒸发线的斜率和截距较小,说明这些水体均受蒸发作用的影响.河水同位素的高值点响应降水同位素高值点的变化,表明河水接受大气降水的直接补给.在观测后期,长白山西坡小黄泥河河水同位素值一直稳定在高值水平,指示了小黄泥河在观测后期可能有积雪融水的明显补给.端元混合结果显示,降水、地下水和天池水对长白山北坡碱水河的贡献率分别为70.9%、20.9%和8.2%,对二道白河的贡献率分别为45.7%、48.4%和5.9%;降水、地下水和积雪融水补给小黄泥河的比例分别为45.4%、33.5%和21.1%.不同流域和不同时段河水补给来源的差异与气温变化、下垫面特征和人为活动有关.研究结果可...