冰凍圈水文學(xué):解密地球最大淡水庫
發(fā)布時間:2021-12-18 14:52
冰凍圈水體以固態(tài)存在,固態(tài)水融化后在流域、區(qū)域乃至全球尺度上影響水文、水資源和水循環(huán)。文章從水文學(xué)視角,重點從冰凍圈水文功能、融水徑流過程及其影響、冰凍圈水文生態(tài)與環(huán)境效應(yīng)等方面介紹冰凍圈水文研究的內(nèi)容和最新進(jìn)展。冰凍圈水文功能主要表現(xiàn)在水源涵養(yǎng)、徑流補給、水資源調(diào)節(jié)3個方面。在氣候變暖的背景下,冰凍圈水文過程已經(jīng)發(fā)生了顯著變化,冰川消融期提前,冰川融水徑流增多;融雪期提前,多年凍土退化導(dǎo)致冬季徑流增加,對流域徑流的年內(nèi)調(diào)節(jié)能力增加。預(yù)估未來氣候變化情景下,冰川融水持續(xù)減少,其變化對我國西北地區(qū)的水資源管理帶來更大挑戰(zhàn)。冰凍圈水文過程變化也對寒區(qū)生態(tài)系統(tǒng)和生態(tài)工程、洪水災(zāi)害及可持續(xù)發(fā)展、乃至地緣政治有重要影響。
【文章來源】:中國科學(xué)院院刊. 2020,35(04)北大核心CSSCICSCD
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
中國西部冰凍圈是亞洲眾多河流的發(fā)源地
(3)相較于冰凍圈的水源涵養(yǎng)和徑流補給功能,冰凍圈的水資源調(diào)節(jié)功能更為重要。在無冰川分布的流域,河流主要依靠降水補給,徑流年際變化很大,表明徑流過程很不“穩(wěn)定”。但在有冰凍圈覆蓋的流域,豐水年由于流域降水偏多,分布在極高山區(qū)的冰川區(qū)氣溫往往偏低,冰川消融量減少,冰川融水對河流的補給量下降,削弱降水偏多而引起的流域徑流增加幅度;反之,當(dāng)流域降水偏少時,冰川區(qū)相對偏高的溫度導(dǎo)致冰川融水增加,彌補降水不足對河流的補給量[1]。這樣,由于冰川的存在,將使有冰川的流域河流徑流處于相對穩(wěn)定的狀態(tài),表明了冰川作為固體水庫以“削峰填谷”的形式表現(xiàn)出顯著的調(diào)節(jié)徑流豐枯變化的作用,這對干旱區(qū)綠洲水資源利用是十分有利的。凍土水文的調(diào)節(jié)作用主要表現(xiàn)在多年凍土消融可使活動層厚度增加(圖2),土壤儲水空間增大,夏季降水通過土壤活動層釋放的水量增多,結(jié)果是夏季降水在活動層中延長了產(chǎn)流時間,往往導(dǎo)致多年凍土區(qū)冬季徑流增加[1,14,15]。3 冰凍圈徑流變化及影響
1965—2015年,歐亞大陸實測積雪變化整體呈增“暖”、增厚、增強趨勢,表現(xiàn)在積雪首日推遲、終日提前、積雪期減少,平均積雪深度明顯增加,90%臺站降雪強度增加;小雪減少,中雪2000年前緩慢增加、2000年后減少,大雪整體增加,暴雪1990年前減少、1990年后增加[21]。圖3 中國西部主要河流冰川融水徑流變化及其在未來氣候變化情景RCP2.6和RCP4.5下的預(yù)估
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]“亞洲水塔”變化與影響[J]. 姚檀棟,鄔光劍,徐柏青,王偉財,高晶,安寶晟. 中國科學(xué)院院刊. 2019(11)
[2]Global warming weakening the inherent stability of glaciers and permafrost[J]. Yongjian Ding,Shiqiang Zhang,Lin Zhao,Zhongqin Li,Shichang Kang. Science Bulletin. 2019(04)
[3]Cryospheric Science: research framework and disciplinary system[J]. Dahe Qin,Yongjian Ding,Cunde Xiao,Shichang Kang,Jianwen Ren,Jianping Yang,Shiqiang Zhang. National Science Review. 2018(02)
[4]Glacial Runoff Likely Reached Peak in the Mountainous Areas of the Shiyang River Basin,China[J]. ZHANG Shi-qiang,GAO Xin,Zhang Xiao-wen. Journal of Mountain Science. 2015(02)
[5]我國寒區(qū)徑流對氣候變暖的響應(yīng)[J]. 葉柏生,丁永建,焦克勤,沈永平,張健. 第四紀(jì)研究. 2012 (01)
[6]Effect of permafrost degradation on hydrological processes in typical basins with various permafrost coverage in Western China[J]. NIU Li 1,YE BaiSheng 1,LI Jing 2 & SHENG Yu 2 1 State Key Laboratory of Cryospheric Sciences,Cold & Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China;2 State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering,Cold & Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China. Science China(Earth Sciences). 2011(04)
本文編號:3542624
【文章來源】:中國科學(xué)院院刊. 2020,35(04)北大核心CSSCICSCD
【文章頁數(shù)】:11 頁
【部分圖文】:
中國西部冰凍圈是亞洲眾多河流的發(fā)源地
(3)相較于冰凍圈的水源涵養(yǎng)和徑流補給功能,冰凍圈的水資源調(diào)節(jié)功能更為重要。在無冰川分布的流域,河流主要依靠降水補給,徑流年際變化很大,表明徑流過程很不“穩(wěn)定”。但在有冰凍圈覆蓋的流域,豐水年由于流域降水偏多,分布在極高山區(qū)的冰川區(qū)氣溫往往偏低,冰川消融量減少,冰川融水對河流的補給量下降,削弱降水偏多而引起的流域徑流增加幅度;反之,當(dāng)流域降水偏少時,冰川區(qū)相對偏高的溫度導(dǎo)致冰川融水增加,彌補降水不足對河流的補給量[1]。這樣,由于冰川的存在,將使有冰川的流域河流徑流處于相對穩(wěn)定的狀態(tài),表明了冰川作為固體水庫以“削峰填谷”的形式表現(xiàn)出顯著的調(diào)節(jié)徑流豐枯變化的作用,這對干旱區(qū)綠洲水資源利用是十分有利的。凍土水文的調(diào)節(jié)作用主要表現(xiàn)在多年凍土消融可使活動層厚度增加(圖2),土壤儲水空間增大,夏季降水通過土壤活動層釋放的水量增多,結(jié)果是夏季降水在活動層中延長了產(chǎn)流時間,往往導(dǎo)致多年凍土區(qū)冬季徑流增加[1,14,15]。3 冰凍圈徑流變化及影響
1965—2015年,歐亞大陸實測積雪變化整體呈增“暖”、增厚、增強趨勢,表現(xiàn)在積雪首日推遲、終日提前、積雪期減少,平均積雪深度明顯增加,90%臺站降雪強度增加;小雪減少,中雪2000年前緩慢增加、2000年后減少,大雪整體增加,暴雪1990年前減少、1990年后增加[21]。圖3 中國西部主要河流冰川融水徑流變化及其在未來氣候變化情景RCP2.6和RCP4.5下的預(yù)估
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]“亞洲水塔”變化與影響[J]. 姚檀棟,鄔光劍,徐柏青,王偉財,高晶,安寶晟. 中國科學(xué)院院刊. 2019(11)
[2]Global warming weakening the inherent stability of glaciers and permafrost[J]. Yongjian Ding,Shiqiang Zhang,Lin Zhao,Zhongqin Li,Shichang Kang. Science Bulletin. 2019(04)
[3]Cryospheric Science: research framework and disciplinary system[J]. Dahe Qin,Yongjian Ding,Cunde Xiao,Shichang Kang,Jianwen Ren,Jianping Yang,Shiqiang Zhang. National Science Review. 2018(02)
[4]Glacial Runoff Likely Reached Peak in the Mountainous Areas of the Shiyang River Basin,China[J]. ZHANG Shi-qiang,GAO Xin,Zhang Xiao-wen. Journal of Mountain Science. 2015(02)
[5]我國寒區(qū)徑流對氣候變暖的響應(yīng)[J]. 葉柏生,丁永建,焦克勤,沈永平,張健. 第四紀(jì)研究. 2012 (01)
[6]Effect of permafrost degradation on hydrological processes in typical basins with various permafrost coverage in Western China[J]. NIU Li 1,YE BaiSheng 1,LI Jing 2 & SHENG Yu 2 1 State Key Laboratory of Cryospheric Sciences,Cold & Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China;2 State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering,Cold & Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China. Science China(Earth Sciences). 2011(04)
本文編號:3542624
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