气候变化与海河流域地表水资源量的关系.docx
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气候变化与海河流域地表水资源量的关系郝立生1,2,姚学祥3,只德国4(1.河北省气候中心,河北 石家庄 050021;2.河北省气象与生态环境实验室,河北 石家庄050021;3.河北省气象局,河北 石家庄 050021;4.水利部海河水利委员会,天津300170)摘 要:利用近 50年海河流域气候、水资源、多模式预估数据等资料,分析了海河流域气候变化特征及对地表水资源量的影响。结果表明:近50年,海河流域年降水量呈明显减少趋势,平均每10年减少21mm,年气温呈明显升高趋势,平均每10年升高0.3℃。海河流域气候暖干化趋势造成地表水资源大量减少,平均每10年减少18%。地表水资源量变化与降水量、气温有很好的复相关关系。如果降水量保持不变,气温每升高 1℃,海河流域地表水资源量将减少7%;如果气温值保持不变,降水每增多10%,地表水资源量将增加约22%。多模式预估,未来50年海河流域降水量将比 1961—1990 年增加 3%~10%,年气温将升高 0.4~2.3℃。参考多模式预估结果,在未来降水量比 1961—1990 年增加5%的情况下,如果气温比1960—1990年平均值升高0℃(1.0℃,2.0℃),海河流域地表水资源量变化为+20%(+13%,+6%)。未来海河流域地表水资源会随着降水量的增多而增加,随气温的升高而减少,总体结果未来地表水资源量是增加的。由于对未来降水预估结果不确定性较大,对气温预估结果可信度较高,所以未来海河流域地表水资源量增加还存在很大的不确定性。关键词:海河流域;气候变化;水资源;影响中图分类号:TV121.2文献标识码:A文章编号:1004-7328(2009)05-0001-05近百年来,全球气候呈现出以变暖为主要特征的显著变化。在全球气候变暖的背景下,中国大部分地区呈增温趋势,以东北、华北、西北增温最为明显。 近50年,华北地区气候趋于暖干,造成海河流域水分严重亏缺,近几年来持续干旱事件经常发生,给当地社会、经济发展带来了十分严重的影响[1]。预计21世纪我国气候将继续明显变暖,对本已紧张的海河流域水资源会产生什么样的影响,对其开展研究很有意义。气候变化对水资源的影响及评估已成为政府部门和科学界普遍关心的热点问题,有些学者作了很好的尝试研究。如,气候变暖可能使作物生长季内的 潜在蒸散量增加,导致土壤水分的有效性下降,从而增加农业灌溉的需水量,加剧水资源供需矛盾[2],当 华北平原年降水量减少20%时,年灌溉量大约增加66%~84%,对该区的灌溉农业将产生很大的影响[3]。 刘春蓁[4]研究指出,气温每上升1℃,农作物需水量增加6%~10%。范广洲等[5]研究得出,滦河流域水资收稿日期:2009-07-20基金项目:河北省重点基础研究项目)作者简介:郝立生(1966-),男,博士研究生,高级工程师,主要研究季风和气候变化。源量主要受降水量变化的影响,受气温变化的影响相对较小。可以看到,这些研究大多关注降水量与水 资源的关系,而且预估评估常常采用一元线性模型[1,6]。实际上,水资源量变化除了与降水量关系密切外,与气温的变化也很密切。气温升高,植物和土地蒸发加大,作物耗水增多,水资源量必然相应发生变化。在此将利用复相关分析方法,建立海河流域水 资源量与降水量、气温的二元拟合关系,改进拟合模型,并评估未来气候变化对海河流域地表水资源的影响。海河流域位于112°E~120°E、35°N~43°N之间, 包括海河、滦河等水系,地跨8省(市、自治区),包括北京、天津两市,河北省大部,山西省东部、北部,山 东、河南两省北部,以及内蒙古自治区、辽宁省的一小部分,流域面积31.8万km2。海河流域地区是中国 重要的政治、经济和文化中心,也是国家重要的粮食生产基地。海河流域处于中国干旱和湿润气候的过渡地带,是东部沿海降水最少的地区,人均水资源量305m3,为全国的1/7,是全国严重缺水区之一。由于全球气候变化的影响,近50年来海河流域降水明显减少,水资源日益紧缺,给当地工农业生产和人民生活造成了一定的影响。从气候变化的角度分析海河流域地表水资源量的变化,研究气候变化对海河流域地表水资源的影响,为合理调度利用区域水资源和保护当地生态环境提供科学基础。1 资料和方法选用3种资料:①海河流域气候资料。根据海河流域的范围,选择124个气象观测站的气温、降水资料作海河流域气候变化分析,其中河北85个、北京6个、天津7个、山东11个、山西7个、河南8个,站点分布见图1。②海河流域气候变化预估数据。使用 国家气候中心整理的“WCRP的耦合模式比较计切;当F≤Fa(m,n-m-1),则回归不显著,线性相关不密切,这里m=2,α是信度水平。式中b1、b2是根据最小二乘法原理求得的二元线性回归
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