气候变化对瓯江流域水文气象要素的影响
发布时间：2021-03-09 16:23
气候变暖近年来成为了社会关注热点,影响了水文循环中降水、蒸发以及径流这些重要环节。水文气象要素的变化,意味着水资源的可利用性将发生变化,因此研究气候变化对水文气象要素的影响,对科学规划水资源具有十分重要的意义。本文以浙江省瓯江流域为研究对象,以1971-2000年为基准期,2041-2070年为未来期,收集了流域内气象、水文、土地利用等资料,选取了 CMIP5模式中的18个GCMs,利用统计降尺度方法BCSD对GCMs进行降尺度,将GCM数据与DHSVM水文模型耦合,模拟流域的水文过程,并深入分析瓯江流域水文气象要素以及极端水文事件对气候变化的响应情况。以下为论文所取得的主要成果:（1）经过降尺度的GCMs对温度和降水模拟效果较好,且温度的效果要好于降水,证明了 BCSD方法以及18个GCMs在瓯江流域的适用性。（2）未来情景下,最高温、平均温、最低温3个指标都可能增加,且RCP8.5下温度增量普遍高于RCP4.5。但在降水上,不同的GCMs呈现出不同的变化,降水量有增有减。从集合角度来看,温度增量的排序遵循夏季>秋季>春季>冬季,流域南部的温度上升幅度大于流域北部;...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?ＢＣＳＤ方法原理图??由于后续对ＢＣＳＤ方法的发展应用，ＢＣＳＤ还增添了时间离散这一步骤，即将月尺度??的ＧＣＭ数据离散成日尺度，方便将数据放入水文模型中使用
?浙江大学硕士学位论文???下游地区以台风雨为主。瓯江流域大洪水往往峰高量大、涨落较快，集中在三天左右。梅??雨形成的洪水多有复峰，洪水过程线稍胖，而台风雨的降水强度大，所以影响的洪水多为??单峰，洪水过程线较尖瘦。??流域的地理位置、ＤＥＭ以及气象站点的具体情况见图２．２。??Ｕ?＊＊０?０＊Ｅ?ＵＩ？０?０＊Ｓ?Ｉ３０＊００＊Ｅ?Ｉ：１ＷＥ??ｍ———?—?．?ｕ——ｚ＝＝?＂?＝ｒ＝—＾—ｑ??Ｉ?＊??ｒ?、：ｖ－一?：：二於?Ａ??ｆ?Ｖ—广％翁?Ｉ??、?．４华??ｆ?＼?？衝州?？??Ｉ?ｊｉｂｇ?ｒ??ｆ?ＩＰＰＩ＾?Ｈｉｚｈ?１Ｓ９３?Ａ?？??＿｜?祖…?＾?｜ｉ??ｉｉｊ?？獅ｎｓ；法点?．乂?平阳?｜ｊ??Ｉ?▲細内．气象柄?。＇?＇。一，暇?？?Ｉ??０?３０?ｄＯ?１２０?Ｋｉｌｏｍｅｔｅｒｓ??１?■?Ｉ?■?Ｉ?．?■?Ｉ?Ｉ??ａ?？？Ｃ＇?＇：＇？￡?１１Ｓ＊０Ｃ－Ｓ?：１９＾?０？￡?ＩＸ＊＞Ｃ－Ｅ?：：ｌ＊？Ｃ＇－￡??图２．２研究区范围示意图??２．４统计降尺度结果评估??对流域历史时期的降水、最高温、平均温、最低温进行了降尺度效果评估。评估采用??了?２个指标，分别是相关系数（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，简称ＣＣ）以及相对偏差（ｒｅｌａｔｉｖｅ??ｂｉａｓ，简称?ＰＢＩＡＳ）〇??相关系数ＣＣ反映了?ＧＣＭｓ降尺度数据和实测数据的线性相关程度，ＣＣ越接近１，??说明两者线性相关性越强，计算公式如下：??ＣＣ?＿＿?（２．３）??Ｊｚ＾Ｃｏｂ
?浙江大学硕士学位论文???相对偏差ＰＢＩＡＳ反映的是ＧＣＭｓ降尺度数据和实测数据的接近程度，一般在±２５％以??内为优。??Ｙｉ－ｉｉｓｉｍ?－?ｏｂｓ）ｉ??ＰＢＩＡＳ?＝?￣￣ｒ———＊ｌ〇〇?（２．４）??Ｚｊｊ＝ｉ?〇ｂＳ（??式（２．３）至（２．４）中，ｏｂｓ为实测的降水、温度数据；ｓｉｍ为ＧＣＭｓ模型经过降尺度??处理的降水、温度数据；＾为实测的降水、温度数据的平均值；＿为ＧＣＭｓ模型经过降??尺度处理的降水、温度数据的平均值。??由图２．３￣图２．５可知，１８个ＧＣＭｓ经过降尺度之后，在最高温、平均温、最低温上均??取得了较好的模拟效果。总体来说，统计降尺度方法对３个温度指标的模拟效果较为接近。??相关系数ＣＣ均大于０．９０，其中平均温度的ＣＣ均大于０．９５。相对偏差ＰＢＩＡＳ在１．３１?％？６．２８％??之间变动，其中最高温的相对偏差为１．３１％？３．７１％，平均温的相对偏差为１．９５％？４．４１％，??最低温的相对偏差为２．７４°／。？６．２８％，相对偏差从最高温到最低温逐渐增加，可能是因为实??测的最高温＞平均温＞最低温，分母变小，从而导致相对偏差增大。不过这也说明，相比于??实测的温度数据，历史期ＧＣＭ的温度模拟结果存在不同程度的高估现象。最高温和平均??温两个指标上，ＣＮＲＭ－ＣＭ５模式的模拟效果最佳。??Ｗ?■）虹酬?＋ＣＣ?（ｂ＞?ＣＲＯ?＾?ＢＮＵ?—嶋咖??Ｍ．ＲＯＣＯ，?—?Ｍ１Ｒ〇Ｃ－（３，?／?Ａ／，．?＾??＾?／?／：?；＾＼?＼?％?＾?＾??ＭＩＲＯＯ！）?＼?；?Ｔ?ＧＩＷＩ）?ＭＩＲＯＣｄ）?－＾０？＞？－（？??Ｈａｄ（２）
【参考文献】：
期刊论文
[1]DHSVM模型在沱沱河流域的径流模拟适用性分析[J]. 唐雄朋,吕海深,卞玉敏,赵盼盼. 中国农村水利水电. 2016(06)
[2]气候变化和人类活动对中国东部季风区水循环影响的检测和归因[J]. 谢瑾博,曾毓金,张明华,谢正辉. 气候与环境研究. 2016(01)
[3]气候变化和人类活动对黑河中游流域径流的影响分析[J]. 邱玲花,彭定志,徐宗学,黄维东. 中国农村水利水电. 2015(09)
[4]青藏高原未来气候变化预估:CMIP5模式结果[J]. 胡芩,姜大膀,范广洲. 大气科学. 2015(02)
[5]双因素方差分析的应用及Matlab实现[J]. 郭萍. 长沙大学学报. 2014(05)
[6]水循环演变中多因素综合影响贡献量分解方法[J]. 刘佳嘉,周祖昊,贾仰文,王浩. 水利学报. 2014(06)
[7]CMIP5全球气候模式对中国地区降水模拟能力的评估[J]. 陈晓晨,徐影,许崇海,姚遥. 气候变化研究进展. 2014(03)
[8]气候变化对钱塘江常山港流域极端径流的影响[J]. 田烨,许月萍,徐晓,张徐杰,康丽莉. 中南大学学报(自然科学版). 2013(12)
[9]全球和中国区域近50年气候变化检测归因研究进展[J]. 孙颖,尹红,田沁花,胡婷,石英,刘洪滨,周波涛. 气候变化研究进展. 2013(04)
[10]单因素方差分析的数学模型及其应用[J]. 田兵. 阴山学刊(自然科学). 2013(02)
博士论文
[1]气候变化对浙江省典型流域水文水资源的影响研究[D]. 马冲.浙江大学 2016
[2]基于多模式和降尺度结合的中国区域未来气候变化预估研究[D]. 陈威霖.南京信息工程大学 2012
硕士论文
[1]流域水文模拟与参数不确定性分析[D]. 刘方方.华北电力大学 2015
[2]洞庭湖流域水资源演变归因分析[D]. 肖鹏.清华大学 2014
[3]气候变化对钱塘江流域水资源的影响[D]. 高希超.浙江大学 2014
[4]基于Copula函数的改进统计降尺度法及其应用研究[D]. 秦悦悦.华北电力大学 2014
[5]基于集合模拟的滦河流域水资源演变归因研究[D]. 董国强.东华大学 2013
本文编号：3073125
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１?ＢＣＳＤ方法原理图??由于后续对ＢＣＳＤ方法的发展应用，ＢＣＳＤ还增添了时间离散这一步骤，即将月尺度??的ＧＣＭ数据离散成日尺度，方便将数据放入水文模型中使用
?浙江大学硕士学位论文???下游地区以台风雨为主。瓯江流域大洪水往往峰高量大、涨落较快，集中在三天左右。梅??雨形成的洪水多有复峰，洪水过程线稍胖，而台风雨的降水强度大，所以影响的洪水多为??单峰，洪水过程线较尖瘦。??流域的地理位置、ＤＥＭ以及气象站点的具体情况见图２．２。??Ｕ?＊＊０?０＊Ｅ?ＵＩ？０?０＊Ｓ?Ｉ３０＊００＊Ｅ?Ｉ：１ＷＥ??ｍ———?—?．?ｕ——ｚ＝＝?＂?＝ｒ＝—＾—ｑ??Ｉ?＊??ｒ?、：ｖ－一?：：二於?Ａ??ｆ?Ｖ—广％翁?Ｉ??、?．４华??ｆ?＼?？衝州?？??Ｉ?ｊｉｂｇ?ｒ??ｆ?ＩＰＰＩ＾?Ｈｉｚｈ?１Ｓ９３?Ａ?？??＿｜?祖…?＾?｜ｉ??ｉｉｊ?？獅ｎｓ；法点?．乂?平阳?｜ｊ??Ｉ?▲細内．气象柄?。＇?＇。一，暇?？?Ｉ??０?３０?ｄＯ?１２０?Ｋｉｌｏｍｅｔｅｒｓ??１?■?Ｉ?■?Ｉ?．?■?Ｉ?Ｉ??ａ?？？Ｃ＇?＇：＇？￡?１１Ｓ＊０Ｃ－Ｓ?：１９＾?０？￡?ＩＸ＊＞Ｃ－Ｅ?：：ｌ＊？Ｃ＇－￡??图２．２研究区范围示意图??２．４统计降尺度结果评估??对流域历史时期的降水、最高温、平均温、最低温进行了降尺度效果评估。评估采用??了?２个指标，分别是相关系数（ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ?ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，简称ＣＣ）以及相对偏差（ｒｅｌａｔｉｖｅ??ｂｉａｓ，简称?ＰＢＩＡＳ）〇??相关系数ＣＣ反映了?ＧＣＭｓ降尺度数据和实测数据的线性相关程度，ＣＣ越接近１，??说明两者线性相关性越强，计算公式如下：??ＣＣ?＿＿?（２．３）??Ｊｚ＾Ｃｏｂ
?浙江大学硕士学位论文???相对偏差ＰＢＩＡＳ反映的是ＧＣＭｓ降尺度数据和实测数据的接近程度，一般在±２５％以??内为优。??Ｙｉ－ｉｉｓｉｍ?－?ｏｂｓ）ｉ??ＰＢＩＡＳ?＝?￣￣ｒ———＊ｌ〇〇?（２．４）??Ｚｊｊ＝ｉ?〇ｂＳ（??式（２．３）至（２．４）中，ｏｂｓ为实测的降水、温度数据；ｓｉｍ为ＧＣＭｓ模型经过降尺度??处理的降水、温度数据；＾为实测的降水、温度数据的平均值；＿为ＧＣＭｓ模型经过降??尺度处理的降水、温度数据的平均值。??由图２．３￣图２．５可知，１８个ＧＣＭｓ经过降尺度之后，在最高温、平均温、最低温上均??取得了较好的模拟效果。总体来说，统计降尺度方法对３个温度指标的模拟效果较为接近。??相关系数ＣＣ均大于０．９０，其中平均温度的ＣＣ均大于０．９５。相对偏差ＰＢＩＡＳ在１．３１?％？６．２８％??之间变动，其中最高温的相对偏差为１．３１％？３．７１％，平均温的相对偏差为１．９５％？４．４１％，??最低温的相对偏差为２．７４°／。？６．２８％，相对偏差从最高温到最低温逐渐增加，可能是因为实??测的最高温＞平均温＞最低温，分母变小，从而导致相对偏差增大。不过这也说明，相比于??实测的温度数据，历史期ＧＣＭ的温度模拟结果存在不同程度的高估现象。最高温和平均??温两个指标上，ＣＮＲＭ－ＣＭ５模式的模拟效果最佳。??Ｗ?■）虹酬?＋ＣＣ?（ｂ＞?ＣＲＯ?＾?ＢＮＵ?—嶋咖??Ｍ．ＲＯＣＯ，?—?Ｍ１Ｒ〇Ｃ－（３，?／?Ａ／，．?＾??＾?／?／：?；＾＼?＼?％?＾?＾??ＭＩＲＯＯ！）?＼?；?Ｔ?ＧＩＷＩ）?ＭＩＲＯＣｄ）?－＾０？＞？－（？??Ｈａｄ（２）
【参考文献】：
期刊论文
[1]DHSVM模型在沱沱河流域的径流模拟适用性分析[J]. 唐雄朋,吕海深,卞玉敏,赵盼盼. 中国农村水利水电. 2016(06)
[2]气候变化和人类活动对中国东部季风区水循环影响的检测和归因[J]. 谢瑾博,曾毓金,张明华,谢正辉. 气候与环境研究. 2016(01)
[3]气候变化和人类活动对黑河中游流域径流的影响分析[J]. 邱玲花,彭定志,徐宗学,黄维东. 中国农村水利水电. 2015(09)
[4]青藏高原未来气候变化预估:CMIP5模式结果[J]. 胡芩,姜大膀,范广洲. 大气科学. 2015(02)
[5]双因素方差分析的应用及Matlab实现[J]. 郭萍. 长沙大学学报. 2014(05)
[6]水循环演变中多因素综合影响贡献量分解方法[J]. 刘佳嘉,周祖昊,贾仰文,王浩. 水利学报. 2014(06)
[7]CMIP5全球气候模式对中国地区降水模拟能力的评估[J]. 陈晓晨,徐影,许崇海,姚遥. 气候变化研究进展. 2014(03)
[8]气候变化对钱塘江常山港流域极端径流的影响[J]. 田烨,许月萍,徐晓,张徐杰,康丽莉. 中南大学学报(自然科学版). 2013(12)
[9]全球和中国区域近50年气候变化检测归因研究进展[J]. 孙颖,尹红,田沁花,胡婷,石英,刘洪滨,周波涛. 气候变化研究进展. 2013(04)
[10]单因素方差分析的数学模型及其应用[J]. 田兵. 阴山学刊(自然科学). 2013(02)
博士论文
[1]气候变化对浙江省典型流域水文水资源的影响研究[D]. 马冲.浙江大学 2016
[2]基于多模式和降尺度结合的中国区域未来气候变化预估研究[D]. 陈威霖.南京信息工程大学 2012
硕士论文
[1]流域水文模拟与参数不确定性分析[D]. 刘方方.华北电力大学 2015
[2]洞庭湖流域水资源演变归因分析[D]. 肖鹏.清华大学 2014
[3]气候变化对钱塘江流域水资源的影响[D]. 高希超.浙江大学 2014
[4]基于Copula函数的改进统计降尺度法及其应用研究[D]. 秦悦悦.华北电力大学 2014
[5]基于集合模拟的滦河流域水资源演变归因研究[D]. 董国强.东华大学 2013
本文编号：3073125
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