Page 22 - 《地理脉冲》
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OUTSTANDING MEMBERS OF THE THESIS                                                                                                                        OUTSTANDING MEMBERS OF THE THESIS


          优秀社员论文                                                                                                                                                                         优秀社员论文

                                                                                                                        的基础上将西北地区划分为三个区域,研                         东地区)三个区域(图 1),以便讨论西北
                                                                                                                        究了西北地区水汽含量的时空分布,并结                         地区水汽含量的时空分布特征。在本文中,
      西北地区                            王凯       1,2 ,孙美平           2,3  ,巩宁刚           2                                 合水汽通量和水汽通量散度,对西北地区                         季节的划分标准是 3、4、5 月为春季,6、7、
                                                                                                                        的水汽 “ 源 ” 与水汽 “ 汇 ” 进行了初步分析, 8 月为夏季,9、10、11 月为秋季,12 月至
                                                                                                                        以期对西北地区大气水汽含量分布及其输                         次年 1、2 月为冬季。2.2 数据资料
                                         (1  北京师范大学地理科学学部,北京 100875;                                                    送机理有更为深入的认识。                                   研究使用的资料包括:欧洲中期天气预
      大气水汽                             2  西北师范大学地理与环境科学学院,兰州 730070;                                                                                               报中心(ECMWF,http://www.ecmwf.int)
                                      3  中国科学院西北生态环境资源研究院,兰州 730000)
                                                                                                                        2 数据与方法                                    提供的 1979-2016 年分辨率为 1.5 °×1.5 ° 的
                                     摘要:利用 ECMWF 和 NCEP\NCAR 1979-2016 年逐月再分析资料,                                                                                   逐月平均比湿资料和美国国家环境预报中
      含量                             分析了我国西北地区大气水汽含量的时空分布及其输送特征。结果表                                                     2.1 西北地区概况                                 心 \ 国家大气研究中心(NCEP\NCAR,
                                     明:(1)西北地区水汽含量在 20 世纪 80 年代中期至 90 年代末呈增
                                                                                                                            西北地区位于 31°-50° N,73°-112° E 之
                                     多趋势,从 90 年代开始至 21 世纪初呈减少趋势。就季节而言,西北                                                间,按行政区划主要包括新疆维吾尔自治                         http://www.esrl.noaa.gov)提供的 1979-2016
                                                                                                                                                                   年分辨率为 2.5 °×2.5 ° 的逐月平均经向风分
                                     地区夏季水汽含量最多,占年平均水汽含量的 46.6%。(2)西北地
      时空分布                           区水汽分布与降水分布具有一致性,水汽含量主要集中在西北地区东                                                     区、青海省、甘肃省、宁夏回族自治区和                         量、纬向风分量、比湿资料以及地面气压
                                     部及其西部的天山山脉、塔里木盆地东部一带,达 12-30 mm,中部
                                     水汽含量较少,不足 10 mm,水汽含量的空间分布呈现出 “ 两边高中                                                陕西省。该区域地处亚欧大陆腹地,地形                         资料。
                                                                                                                        以高原、山地、盆地为主,在本区西部形
                                                                                                                                                                   2.3 研究方法
                                     间低 ” 的分布形式。(3)西北地区水汽输送以西风和季风两大环流
      及其                             系统为主,纬向西风水汽输送可达 100-500 kg·m-1·s-1,在全年水汽                                           成了典型的温带大陆性气候,而东部则以                             大气水汽含量的计算方法为:
                                     输送中占主要地位,夏季从印度洋来的强度可达 100-200 kg·m-1·s-1                                           温带季风气候为主。河流主要以内流河为
                                     的西南季风水汽输送对西北地区东部影响较显著。(4)西北地区水                                                     主,大多数河流发源于周围的山地,向盆                         W  =  1 g  ∫  p p t qdp   ;大气水汽通量的计算方法
                                                                                                                                                                           s
      输送研究                           汽源主要位于新疆天山山脉、青海中东部、甘肃河西走廊中西段、宁                                                     地内部汇集,构成向心状水系。植被基本
                                     夏和陕西北部等地区,而水汽汇则位于甘肃南部、陕西南部一带。
                                                                                                                        上由旱生的、叶退化的小乔木、灌木和半
                                     关键词:水汽含量;时空分布;水汽输送;西北地区                                                            灌木构成,土壤多以灰漠土、灰棕漠土和                         为:   r  1  t p  r  1  t p   ;大气水汽通
                                                                                                                        棕漠土为代表       [23] 。根据宋连春等     [24]  的研究,       Q = g∫  ( ) dpqV  =  g ∫ ( )qdpvu,
          1 引言                                      部地区的水汽含量分布具有东南多西北少                                                  本文将西北地区划分为西风区(包括新疆、                                   s p       s p
                                                    的特征;何海等         [9]  研究了西北地区近地面                                     甘肃河西走廊中西段)、高原区(包括青海、                                              r    t p  r
             水汽是降水的物质基础,它不仅在水文                      的水汽分布,在近地面塔里木盆地是水汽                                                  祁连山区和甘肃甘南地区)、季风区(包                         量散度的计算方法为:           ∇· Q =  1 g∫  ∇· ( ) dpqV   。
          循环的过程中扮演着重要的角色,而且在                        的高值中心,新疆、青海、西藏的交界地                                                  括陕西、宁夏、甘肃河西走廊东段及其以                                                     s p
          整个地球气候系统中也起着十分重要的作                        带是水汽的低值中心。杨金虎等                 [10]  在研究                                                                           式中:W 为水汽含量(mm);  为水
                                              [5]
          用  [1-4] 。据 IPCC 第五次评估报告指出 ,              西北空中可降水量年内非均匀性特征时发                                                                                             汽通量(kg·m-1·s-1);  为水汽通量散度
          气候系统的变暖是毋庸置疑的。全球气温                        现,西北空中可降水量集中度存在 2-4,6-8
          的升高对不同地区的水分变化和水文循环                        a 的高频振荡;王可丽等           [11-12]  的研究认为西
          产生了深刻影响,从而影响区域气候变化。                       风和季风共同对西北地区水汽输送起作用,
          我国西北地区深居内陆,是全球同纬度最                        西风带主要影响平流输送,南亚夏季风主
                          [6]
          干旱的地区之一 ,水资源的严重匮乏制                        要影响辐合输送;王宝鉴等               [13-14]  在研究东
          约着西北地区经济的发展和一带一路战略                        亚夏季风期间水汽输送与西北干旱的关系
          的实施。对大气中水汽含量和水汽输送机                        时指出,西北地区存在沿纬向分布的西风
          理的科学研究,不仅能对大气环流的形成、                       水汽输送带和沿经向分布的西南风水汽输
          演变与发展有深入的了解,而且有利于区                        送带且夏季风的强弱与西北地区水汽含量
          域水资源的合理配置,实现区域协调可持                        呈正相关关系;周成龙等             [15]  在研究新疆巴
          续发展。                                      州地区大气可降水量与降水转化率关系时
             基于此,自 20 世纪 90 年代特别是进入                 指出,二者具有正相关关系。除此之外,
          21 世纪以来,我国越来越多的学者开始关                      也有不少学者针对西北地区的局部地貌单
          注这一问题并利用多种方法对大气水汽含                        元,如天山      [16] 、祁连山   [17-18] 、塔里木盆地
          量及其输送问题开展了诸多研究。李照荣                        [19] 、河西走廊   [20] 、黑河流域    [21] 、艾比湖流
            [7]
          等 、马新平等        [8]  的研究发现,西北中东            域  [22]  等开展了水汽研究。本文在前人研究
                                                                                                                                       图 1 西北地区概况及其区域划分(气象数据格距为 1.5 ° ×1.5 °)
         20                                                                                                                             Fig.1 The general situation of Northwestern China and its region division  21
                                                                                                                                                 (Meteorological data resolution is 1.5 °×1.5 °)
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