氣候變化對東北凍土及水文過程的影響
發(fā)布時(shí)間:2022-12-25 16:02
在全球變暖的背景下,我國東北地區(qū)的凍土環(huán)境發(fā)生了顯著變化,出現(xiàn)了地溫升高、活動層加深、多年凍土面積減少和南界北移等想象,凍土的變化對寒區(qū)水文過程也產(chǎn)生了相應(yīng)的影響。與此同時(shí),凍土通過土壤狀態(tài)以及水循環(huán)反過來影響著地氣交換、生態(tài)水文過程、寒區(qū)工程建設(shè)和人類活動。因此,研究氣候變化下多年凍土凍土變化及其水文響應(yīng)顯得尤為重要。本文在東北地區(qū)1960~2012年氣象數(shù)據(jù)的支撐下,構(gòu)建了東北氣候變化大背景;再運(yùn)用ArcGIS空間分析及柵格計(jì)算器、模型構(gòu)建器等工具結(jié)合凍結(jié)數(shù)模型對東北地區(qū)凍土進(jìn)行分布模擬,并對其進(jìn)行時(shí)空變化分析,同時(shí)運(yùn)用氣溫?cái)?shù)據(jù)和凍融指數(shù)計(jì)算公式,分析了凍融指數(shù)的變化特征;采用耦合了凍土模塊的分布式水文模型SHAWDHM對東北兩個(gè)小流域的徑流、蒸散量以及凍融過程進(jìn)行了模擬,探討了多年凍土變化與徑流之間的聯(lián)系,同時(shí)還詳細(xì)分析了土壤的凍融過程;最后引用納什比率系數(shù)結(jié)合水文站實(shí)測徑流數(shù)據(jù)對模型進(jìn)行了精度評價(jià)。研究結(jié)果表明:1960~2012年東北地區(qū)升溫趨勢非常明顯,氣溫上升率為0.36℃/10a,明顯高于全國平均升溫速率(0.22℃/10a),且冬季升溫率最高,空...
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 凍土分布研究
1.2.2 凍土水文研究
1.2.3 凍土水文模型研究
1.2.4 科學(xué)問題
1.3 研究內(nèi)容和方法
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 研究方法
1.4 技術(shù)路線
第2章 東北地區(qū)多年氣候變化特征分析
2.1 研究區(qū)概況
2.1.1 地理位置及范圍
2.1.2 地形地貌
2.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料來源及處理
2.2.1 GLDAS數(shù)據(jù)
2.2.2 氣象數(shù)據(jù)
2.2.3 DEM數(shù)據(jù)
2.2.4 徑流數(shù)據(jù)
2.3 研究區(qū)氣候與水文條件
2.3.1 氣溫、降水、蒸散量年內(nèi)變化特征
2.3.2 氣溫年際與季節(jié)變化特征
2.3.3 降水量年際與季節(jié)變化特征
2.3.4 蒸散量年際與季節(jié)變化特征
2.4 本章小結(jié)
第3章 凍土分布及其變化特征
3.1 凍土分布
3.1.1 凍土分布模擬
3.1.2 凍土分布特征
3.2 凍融指數(shù)時(shí)空變化分析
3.2.1 凍融指數(shù)年際變化
3.2.2 凍融指數(shù)空間變化
3.2.3 凍融指數(shù)多年變化率
3.3 本章小結(jié)
第4章 凍土水文過程模擬研究
4.1 SHAWDHM模型介紹
4.1.1 流域空間劃分
4.1.2 模型耦合原理及流程
4.1.3 模型輸入與輸出數(shù)據(jù)
4.2 凍土變化的水文響應(yīng)
4.2.1 模型精度評定
4.2.2 流域蒸散量變化分析
4.2.3 流域徑流變化特征
4.2.4 土壤凍融過程
4.3 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 結(jié)論
5.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文與科研成果清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]東北多年凍土退化及環(huán)境效應(yīng)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 陳珊珊,臧淑英,孫麗. 冰川凍土. 2018(02)
[2]基于Noah陸面過程模型模擬青藏高原植被和土壤特征對多年凍土的影響[J]. 吳小波,南卓銅,王維真,趙林. 冰川凍土. 2018(02)
[3]黃河源區(qū)多年凍土空間分布變化特征數(shù)值模擬[J]. 馬帥,盛煜,曹偉,吳吉春,胡曉瑩,王生廷. 地理學(xué)報(bào). 2017(09)
[4]基于GRACE和GLDAS的長江下游陸地水儲量變化預(yù)測[J]. 李曉英,蔡晨凱,葉根苗,蘇志偉. 天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2017(07)
[5]中國東北多年凍土區(qū)植被生長季NDVI時(shí)空變化及其對氣候變化的響應(yīng)[J]. 郭金停,胡遠(yuǎn)滿,熊在平,閆曉露,任百慧,布仁倉. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(08)
[6]京津冀遼魯?shù)貐^(qū)氣溶膠光學(xué)厚度時(shí)空變化特征[J]. 紀(jì)曉璐,廉麗姝. 山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(01)
[7]兩種ArcGIS地理處理工具研究與應(yīng)用[J]. 史秋晶,李羽薈,謝德明. 測繪與空間地理信息. 2016(10)
[8]高寒山區(qū)凍土對水文過程的影響研究——以黑河上游八寶河為例[J]. 張艷林,常曉麗,梁繼,何瑞霞. 冰川凍土. 2016(05)
[9]The efficacy of Kriging spatial interpolation for filling temporal gaps in daily air temperature data: A case study in northeast China[J]. YanLin Zhang,XiaoLi Chang,Ji Liang,DongLiang Luo,RuiXia He. Sciences in Cold and Arid Regions. 2016(05)
[10]1961-2013年黑龍江省氣溫變化特征[J]. 于成龍,劉丹,馬秋斯,宮麗娟. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2016(05)
博士論文
[1]凍土對氣候變化的響應(yīng)及基于POD方法的降維外推算法研究[D]. 高駿強(qiáng).華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]寒區(qū)水循環(huán)模擬研究及其在松花江流域的應(yīng)用[D]. 李佳.東華大學(xué) 2017
[3]北半球季節(jié)凍土?xí)r空變化特征及其對氣候變化的響應(yīng)[D]. 彭小清.蘭州大學(xué) 2017
碩士論文
[1]1.5℃和2.0℃溫升條件下北半球多年凍土的變化及其碳釋放[D]. 孔瑩.蘭州大學(xué) 2018
[2]小興安嶺季節(jié)性凍土區(qū)春季融雪徑流分析[D]. 勾文婧.黑龍江大學(xué) 2017
[3]氣候變化下黑河上游山區(qū)凍土變化及水文響應(yīng)研究[D]. 陳建偉.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[4]青藏高原多年凍土變化的定量分析及其生態(tài)水文意義研究[D]. 馮雨晴.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[5]牡丹嶺地區(qū)不同土地利用類型下土壤凍融變化特征分析[D]. 趙亞茹.東北師范大學(xué) 2014
[6]黃河源區(qū)多年凍土的時(shí)空變化特征及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[D]. 洪濤.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2013
本文編號:3726923
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 凍土分布研究
1.2.2 凍土水文研究
1.2.3 凍土水文模型研究
1.2.4 科學(xué)問題
1.3 研究內(nèi)容和方法
1.3.1 研究內(nèi)容
1.3.2 研究方法
1.4 技術(shù)路線
第2章 東北地區(qū)多年氣候變化特征分析
2.1 研究區(qū)概況
2.1.1 地理位置及范圍
2.1.2 地形地貌
2.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料來源及處理
2.2.1 GLDAS數(shù)據(jù)
2.2.2 氣象數(shù)據(jù)
2.2.3 DEM數(shù)據(jù)
2.2.4 徑流數(shù)據(jù)
2.3 研究區(qū)氣候與水文條件
2.3.1 氣溫、降水、蒸散量年內(nèi)變化特征
2.3.2 氣溫年際與季節(jié)變化特征
2.3.3 降水量年際與季節(jié)變化特征
2.3.4 蒸散量年際與季節(jié)變化特征
2.4 本章小結(jié)
第3章 凍土分布及其變化特征
3.1 凍土分布
3.1.1 凍土分布模擬
3.1.2 凍土分布特征
3.2 凍融指數(shù)時(shí)空變化分析
3.2.1 凍融指數(shù)年際變化
3.2.2 凍融指數(shù)空間變化
3.2.3 凍融指數(shù)多年變化率
3.3 本章小結(jié)
第4章 凍土水文過程模擬研究
4.1 SHAWDHM模型介紹
4.1.1 流域空間劃分
4.1.2 模型耦合原理及流程
4.1.3 模型輸入與輸出數(shù)據(jù)
4.2 凍土變化的水文響應(yīng)
4.2.1 模型精度評定
4.2.2 流域蒸散量變化分析
4.2.3 流域徑流變化特征
4.2.4 土壤凍融過程
4.3 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 結(jié)論
5.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文與科研成果清單
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]東北多年凍土退化及環(huán)境效應(yīng)研究現(xiàn)狀與展望[J]. 陳珊珊,臧淑英,孫麗. 冰川凍土. 2018(02)
[2]基于Noah陸面過程模型模擬青藏高原植被和土壤特征對多年凍土的影響[J]. 吳小波,南卓銅,王維真,趙林. 冰川凍土. 2018(02)
[3]黃河源區(qū)多年凍土空間分布變化特征數(shù)值模擬[J]. 馬帥,盛煜,曹偉,吳吉春,胡曉瑩,王生廷. 地理學(xué)報(bào). 2017(09)
[4]基于GRACE和GLDAS的長江下游陸地水儲量變化預(yù)測[J]. 李曉英,蔡晨凱,葉根苗,蘇志偉. 天津大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)與工程技術(shù)版). 2017(07)
[5]中國東北多年凍土區(qū)植被生長季NDVI時(shí)空變化及其對氣候變化的響應(yīng)[J]. 郭金停,胡遠(yuǎn)滿,熊在平,閆曉露,任百慧,布仁倉. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(08)
[6]京津冀遼魯?shù)貐^(qū)氣溶膠光學(xué)厚度時(shí)空變化特征[J]. 紀(jì)曉璐,廉麗姝. 山東師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(01)
[7]兩種ArcGIS地理處理工具研究與應(yīng)用[J]. 史秋晶,李羽薈,謝德明. 測繪與空間地理信息. 2016(10)
[8]高寒山區(qū)凍土對水文過程的影響研究——以黑河上游八寶河為例[J]. 張艷林,常曉麗,梁繼,何瑞霞. 冰川凍土. 2016(05)
[9]The efficacy of Kriging spatial interpolation for filling temporal gaps in daily air temperature data: A case study in northeast China[J]. YanLin Zhang,XiaoLi Chang,Ji Liang,DongLiang Luo,RuiXia He. Sciences in Cold and Arid Regions. 2016(05)
[10]1961-2013年黑龍江省氣溫變化特征[J]. 于成龍,劉丹,馬秋斯,宮麗娟. 環(huán)境科學(xué)與技術(shù). 2016(05)
博士論文
[1]凍土對氣候變化的響應(yīng)及基于POD方法的降維外推算法研究[D]. 高駿強(qiáng).華北電力大學(xué)(北京) 2017
[2]寒區(qū)水循環(huán)模擬研究及其在松花江流域的應(yīng)用[D]. 李佳.東華大學(xué) 2017
[3]北半球季節(jié)凍土?xí)r空變化特征及其對氣候變化的響應(yīng)[D]. 彭小清.蘭州大學(xué) 2017
碩士論文
[1]1.5℃和2.0℃溫升條件下北半球多年凍土的變化及其碳釋放[D]. 孔瑩.蘭州大學(xué) 2018
[2]小興安嶺季節(jié)性凍土區(qū)春季融雪徑流分析[D]. 勾文婧.黑龍江大學(xué) 2017
[3]氣候變化下黑河上游山區(qū)凍土變化及水文響應(yīng)研究[D]. 陳建偉.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[4]青藏高原多年凍土變化的定量分析及其生態(tài)水文意義研究[D]. 馮雨晴.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2015
[5]牡丹嶺地區(qū)不同土地利用類型下土壤凍融變化特征分析[D]. 趙亞茹.東北師范大學(xué) 2014
[6]黃河源區(qū)多年凍土的時(shí)空變化特征及其生態(tài)環(huán)境效應(yīng)[D]. 洪濤.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2013
本文編號:3726923
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