论文摘要
本文通过利用数值模拟模式对干旱区极端天气模拟的性能检验,得出数值模拟模式可以合理应用于干旱区天气、气候模拟及水汽收支研究,在此基础上设立了合理的模式选项,计算并分析了艾比湖流域年度、10a尺度和50a尺度大气水汽时空分布及其收支情况,最后针对对照试验和敏感性试验差异初步分析了植被变化所引起的气候响应。本文结论主要有:（1）通过多种模式选项进行的性能检验可以得出:WRF模式因其拥有全面合理的物理方程和先进的模式架构,模式模拟的极端天气下的气温、降雨、土壤温度和土壤湿度基本符合实况,结果科学合理,因此,模式可以合理应用于干旱区天气和气候研究。（2）从大气水汽空间分布来看,可降雨量空间分布从高到低依次是艾比湖湖区、东部谷地、东北沙漠区、南部山区,与下垫面状况相对应,因此下垫面状况是可降雨量的重要的影响因素;可降雨量分布与地势高度负相关;在1月、7月可降雨量分布上出现了随地形升高可降雨量递减的现象;风速分布与可降水量分布为正相关。（3）从艾比湖流域2006年和2007年的大气水汽时间分布及收支分析可以得出:年度尺度艾比湖流域大气水汽收支波动强烈,2006年水汽收支变化趋势和2007年不同,流域水汽收支是正负边界通量共同作用的结果,正负边界水汽输送趋势正负对立;流域南北向、东西向水汽输送特征明显,水汽输送量基本上仅山东西向水汽输送量提供,南北向水汽输送量为负并接近零值;艾比湖流域2006年和2007年全年尺度水汽收支为都为负,大气水汽收支呈现“亏损”状态。（4）艾比湖流域1996年、1997年、1999-2002年及2004年大气水汽年收支为正,整个流域获得水汽,1998年、2003年,2006年、2005-2007年流域大气水汽收支为负,整个流域失去水汽,10a尺度艾比湖流域水汽年收支变幅呈现衰减趋势,1998年到2007年波动幅度越来越小。从全流域10a平均看,艾比湖在1996-2007年平均每年水汽收支为1.09×1014kg/a水,即艾比湖在1996-2007年平均每年获得2.2857×109kg/km2水,因此,近10年艾比湖流域水分状况在改善,流域呈现变湿趋势。（5）艾比湖流域大气水汽收支50a变化趋势和艾比湖湖面面积50a变化趋势十分吻合,因此大气水汽和地面水资源是不可分割的两部分,这两部分相互影响,是一个完整的整体。从全流域50a平均看,艾比湖流域在近50年平均每年水汽总收支为-1.775×1014kg/a水,即平均每年损失3.723×109kg/km2水,也就是说,艾比湖流域近50年大气水汽处于亏损状态,整个流域50a尺度上呈现变干趋势。（6）通过农田扩大试验,可以得出,草地变为农田以后,艾比湖流域3月份和9月份气温都将升高,但降雨变化略有不同,3月份降雨会减少,9月份绿洲中心区降雨将增加,但绿洲边缘地带降雨将减少,因此,草地变为农田后,虽然绿洲中心区水汽更多,但是从长远来看,绿洲边缘地区的这种增温降湿的效应持续下去必将诱发干旱化和沙漠化等,最终会侵入绿洲区,引起生态环境的退化。通过沙漠扩大化敏感性试验,可以得出,沙漠扩大后,艾比湖流域3月份温度会下降,9月份会上升,降雨量将显著减少,土壤含水量将显著降低,因此,如果发生沙漠扩大现象,这种温湿变化趋势通过其正反馈机制,艾比湖流域环境将显著恶化,沙漠化、干旱化等生态退化不可避免,并将很难恢复。