西北地区大气水资源特征分析与应用研究

论文摘要

中国西北地区为内陆地区，远离海洋，属于干旱与半干旱气候区，生态环境脆弱。近年来随着西北经济发展与人口增长，水资源紧张的现状日益凸显。为了提高西北水资源利用效率，缓解矛盾，解决面临的生态环境问题，本文基于西北地区降水资料，地面气压资料，以及美国卫星气象中心再分析资料数据，首先对西北地区水资源分布状况进行概括，同时根据西北各地区的水资源各分量进行初步区划；另一方面寻找大气中水资源的分布与西北干旱地区水资源的衰减规律之间的密切联系，从水汽含量、水汽通量、水汽收支与大气可降水量等方面突出大气水资源在已初步分区的西北地区运动特征与分布规律，研究西北地区的关键区域在关键时间进行人工增雨作业的适用性与针对性。得到以下结论：1西北地区60a水资源各分量和水汽输送区域差异显著，东南多，西北与东北次之，中部与西南少；P，E及P-E季节变化明显，夏季最大，多年平均分别为127、94、33mm,各占全年的49.4%，49%及51%，冬季最小，所占比例分别为6.2%，6.3%及5.6%；西北地区水资源可划分为贫乏区、一般区与丰富区。水汽通道影响区域与西北水资源分配区几乎一致。2西北各分区大气水汽含量分布存在时空差异，丰富区的水汽含量最高，一般区次之，贫乏区最低，表现与可利用降水分布较一致；大气层中水汽随高度的变化呈现递减规律，在季节变化中，夏季最高，秋季略高于春季；大气可降水量年际变化表现为先递减后缓慢上升，季节分配与降水相同，但空间分布与降水分布存在差异，如水资源贫乏区水汽含量较丰富，南疆出现可利用降水量高值区，可利用水资源处于低值区。3在西北地区水汽输送边界上，春季西边界水汽呈纬向输入，经向北风气流影响南边界水汽输入，其他地区以输出为主；夏季受西北支水汽通道影响，东部边界水汽通量出现负值，水汽流出，西边界维持稳定输入，经向水汽通量中，南风水汽通量影响增强，西北区域受北风水汽通量影响，北部边界结构稳定，而南部与东部边界在南风水汽通量影响下，水汽充沛；秋季西风水汽通量影响降低，南北边界水汽运动减弱，降水几率减小，北风水汽通量影响西北中西部；冬季受西风环流影响，西北各区维持稳定状态，南疆受南方水汽通量部分影响，其余大部分地区都处于北方水汽通量场中。西北地区水汽通量分析得出：输入的水汽量中，经向的输入量高于纬向的输入，输出情况相反。4水汽含量和潜热通量分别影响大气可降水量与实际降水量分布，大气可降水量与实际降水量在季节分配上相近，但空间差异显著，其中在水资源一般区与贫乏区呈反位相；潜热通量与降水联系密切，所引起的垂直水汽输送在西北降水关键区影响区域水热平衡，新疆北部与南部潜热通量与新疆以北降水关系密切，西北东部与甘肃东部区域潜热通量与新疆南部降水相关。5人工调节降水根据不同高度大气层中的水汽含量变化与季节变化分析得出：水资源丰富区年可增雨潜力总量为2095.1×108m3，其中西北东部地区夏季人工增雨潜力大于其他季节；水资源一般区年可增雨总量值为992.5×108m3，地形与西北水汽输送区域降水量变化有较好相关性，山区的人工增雨潜力值高于平原地区，700hpa左右大气层中春、秋季节水汽层结稳定，而夏季与冬季位于水汽通道影响区域内部分地区水汽输送中心上升至500hpa左右；水资源贫乏区人工可增雨总量较低，为76.4×108m3，可利用高层水汽的季节秋季最佳，人工降雨值占全年比重最大，夏季次之。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 水资源研究现状及进展
• 1.2.1 国内外水资源研究现状
• 1.2.2 国际背景下关于大气水资源若干研究
• 1.2.3 西北大气水资源研究现状及进展
• 1.2.4 大气水资源利用的相关研究与进展
• 2 研究目的、资料与计算方法
• 2.1 研究目的与方案
• 2.2 资料来源
• 2.2.1 选取站点
• 2.2.2 NCEP/NCAC 资料
• 2.3 计算方法
• 2.3.1 方法介绍
• 2.3.2 计算公式
• 2.4 技术路线
• 3 西北地区水资源分布特征及区划
• 3.1 西北水资源各分量时空分布特征
• 3.1.1 西北水资源的空间分布特征
• 3.1.2 西北水资源各分量季节变化特征
• 3.2 西北可利用水资源的区划
• 4 西北地区水汽输送特征及分布规律
• 4.1 西北地区大气水资源时空分布特征
• 4.1.1 水汽特征量分析
• 4.1.2 水汽输送量
• 4.2 西北地区大气可降水量时空分布特征
• 4.2.1 时间分布特征
• 4.2.2 空间分布特征
• 4.3 垂直水汽通道
• 5 西北地区空中水资源关键区域人工增雨潜力分析
• 5.1 西北地区水汽输送中心层分布特征
• 5.2 西北地区人工增雨潜力分析
• 5.3 地形对西北地区降水分布的影响
• 6 结论
• 7 讨论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 硕士期间发表论文