三江源区大气水汽含量时空特征及其转化变化

强安丰; 魏加华; 解宏伟; 权全

doi:10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.002

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三江源区大气水汽含量时空特征及其转化变化

强安丰, 魏加华, 解宏伟, 权全

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强安丰, 魏加华, 解宏伟, 权全. 三江源区大气水汽含量时空特征及其转化变化[J]. 水科学进展, 2019, 30(1): 14-23. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.002

引用本文:

强安丰, 魏加华, 解宏伟, 权全. 三江源区大气水汽含量时空特征及其转化变化[J]. 水科学进展, 2019, 30(1): 14-23. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.002

QIANG Anfeng, WEI Jiahua, XIE Hongwei, QUAN Quan. Spatial-temporal characteristics and changes of atmospheric water vapor in the Three River Headwaters Region[J]. Advances in Water Science, 2019, 30(1): 14-23. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.002

Citation:

QIANG Anfeng, WEI Jiahua, XIE Hongwei, QUAN Quan. Spatial-temporal characteristics and changes of atmospheric water vapor in the Three River Headwaters Region[J]. Advances in Water Science, 2019, 30(1): 14-23. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.002

三江源区大气水汽含量时空特征及其转化变化

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.002

强安丰^1,4,
魏加华^2,3,,
解宏伟^1,2,
权全⁴

1.
青海大学水利电力学院, 青海西宁 810016;
2.
青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室, 青海西宁 810016;
3.
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084;
4.
西安理工大学水利水电学院, 陕西西安 710048

基金项目: 国家重点研发计划资助项目（2017YFC0403600）；上海航天科技创新基金资助项目（SAST2017-054）

详细信息

作者简介:
强安丰(1991-),男,甘肃平凉人,博士研究生,主要从事水文与水资源、空中云水资源开发等方面研究。E-mail:1446942310@qq.com

通讯作者:
魏加华,E-mail:weijiahua@tsinghua.edu.cn

中图分类号: TV122

Spatial-temporal characteristics and changes of atmospheric water vapor in the Three River Headwaters Region

QIANG Anfeng^1,4,
WEI Jiahua^{2,3
,},
XIE Hongwei^1,2,
QUAN Quan⁴

1.
School of Hydraulic and Electric Engineering, Qinghai University, Xining 810016, China;
2.
State Key Laboratory of Plateau Ecology and Agriculture, Qinghai University, Xining 810016, China;
3.
State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering Tsinghua University, Beijing 100084, China;
4.
Institute of Water Resources and Hydroelectric Engineering Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, China

摘要: 利用1979-2016年ERA-Interim再分析资料提供的1°×1°水汽通量和大气可降水量（PWV）数据，采用相关性分析、趋势分析法、累积距平及反距离加权（IDW）等方法，研究三江源地区PWV与水汽通量的时空分布特征和降水转化率（PCE）。结果表明：①过去38年来，经、纬向多年平均水汽通量分别为2.0 kg/（m·s）、10.3 kg/（m·s），水汽通量纬向增幅高于经向，水汽在纬向汇入为主，经向输出为主；② PWV呈微弱增多趋势，年平均PWV为1 791.6~2 278.9 mm，季节平均PWV为122.2~1 134.2 mm，不同季节内空间差异明显；③三江源区多年平均PCE为24.6%，1989年最高，达32.8%；季节与多年平均PCE空间分布一致，都表现出由东南向西北递减的变化特征，季节分布变化差异大；④该地区空中水资源丰富但自然PCE低，开发潜力大，应用前景广阔。
- 大气可降水量 /
- 水汽通量 /
- ERA-Interim再分析资料 /
- 降水转化率
Abstract: The spatial-temporal characteristics of precipitable water vapor and water-vapor flux as well as precipitation conversion efficiency in the Three River Headwaters Region were discussed through correlation analysis,trend analysis,accumulative anomaly and inverse distance weight based on relevant ERA-Interim reanalysis data from 1979—2016. Some conclusions could be drawn: ① The annual average water-vapor fluxes along the longitudinal and altitude directions in the past 38 years were 2.0 kg/(m·s) and 10.3 kg/(m·s),respectively. The altitude growth rate of water-vapor flux was higher than that of the longitudinal one. The altitude change of water vapor was mainly input,whereas the longitudinal change was mainly output. ② The precipitable water vapor increased slightly. The annual and seasonal means were 1 791.6—2 278.9 mm and 122.2—1 134.2 mm,respectively. The spatial difference in different seasons was significantly large. ③ The annual average precipitation conversion efficiency in the study area was 24.6% and it reached the peak (32.8%) in 1989. Constant spatial distribution was observed to seasonal and annual average precipitation conversion efficiencies. Both seasonal and annual average precipitation conversion efficiencies decreased gradually from southeast to northwest. Moreover,a great seasonal difference of precipitation conversion efficiency was recognized. ④ Although there were abundant atmospheric water resources in the study area,the natural precipitation conversion efficiency was low,which indicated the promising potentials for development.
- precipitable water vapor /
- water-vapor flux /
- ERA-Interim reanalysis data /
- precipitation conversion efficiency

[1]	张宇, 李铁键, 李家叶, 钟德钰. 西风带和南亚季风对三江源雨季水汽输送及降水的影响 . 水科学进展, 2019, 30(3): 348-358. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.03.005
[2]	宋献方, 唐瑜, 张应华, 马英, 韩冬梅, 卜红梅, 杨丽虎, 刘飞. 北京连续降水水汽输送差异的同位素示踪 . 水科学进展, 2017, 28(4): 488-495. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2017.04.002
[3]	唐国强, 李哲, 薛显武, 胡庆芳, 雍斌, 洪阳. 赣江流域TRMM遥感降水对地面站点观测的可替代性 . 水科学进展, 2015, 26(3): 340-346. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.03.005
[4]	张少杰, 江玉红, 杨红娟, 刘敦龙. 基于水文过程的泥石流预报中前期有效降水量的确定方法 . 水科学进展, 2015, 26(1): 34-43. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2015.01.005
[5]	冯芳, 李忠勤, 金爽, 冯起, 刘蔚. 天山乌鲁木齐河流域山区降水δ¹⁸O和δD 特征及水汽来源分析 . 水科学进展, 2013, 24(5): 634-641.
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[7]	刘向培, 王汉杰, 刘金波. 区域气候模式分辨率对夏季降水模拟的影响 . 水科学进展, 2011, 22(5): 615-623.
[8]	赵传成, 丁永建, 叶柏生, 赵求东. 天山山区降水量的空间分布及其估算方法 . 水科学进展, 2011, 22(3): 315-322.
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[10]	李廷勇, 李红春, 沈川洲, 杨朝秀, 李俊云, 衣成城, 袁道先, 王建力, 谢世友. 2006～2008年重庆大气降水δD和δ¹⁸O特征初步分析 . 水科学进展, 2010, 21(6): 757-764.
[11]	梁宏, 刘晶淼, 张人禾, 曹玉静, 李文静. 拉萨河谷大气水汽日变化特征 . 水科学进展, 2010, 21(3): 335-342.
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三江源区大气水汽含量时空特征及其转化变化

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.002

1. 青海大学水利电力学院, 青海西宁 810016;

2. 青海大学省部共建三江源生态与高原农牧业国家重点实验室, 青海西宁 810016;

3. 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084;

4. 西安理工大学水利水电学院, 陕西西安 710048

基金项目: 国家重点研发计划资助项目（2017YFC0403600）；上海航天科技创新基金资助项目（SAST2017-054）

作者简介:
强安丰(1991-),男,甘肃平凉人,博士研究生,主要从事水文与水资源、空中云水资源开发等方面研究。E-mail:1446942310@qq.com

通讯作者: 魏加华,E-mail:weijiahua@tsinghua.edu.cn

收稿日期: 2018-05-21
刊出日期: 2019-02-25

中图分类号: TV122

关键词:

摘要: 利用1979-2016年ERA-Interim再分析资料提供的1°×1°水汽通量和大气可降水量（PWV）数据，采用相关性分析、趋势分析法、累积距平及反距离加权（IDW）等方法，研究三江源地区PWV与水汽通量的时空分布特征和降水转化率（PCE）。结果表明：①过去38年来，经、纬向多年平均水汽通量分别为2.0 kg/（m·s）、10.3 kg/（m·s），水汽通量纬向增幅高于经向，水汽在纬向汇入为主，经向输出为主；② PWV呈微弱增多趋势，年平均PWV为1 791.6~2 278.9 mm，季节平均PWV为122.2~1 134.2 mm，不同季节内空间差异明显；③三江源区多年平均PCE为24.6%，1989年最高，达32.8%；季节与多年平均PCE空间分布一致，都表现出由东南向西北递减的变化特征，季节分布变化差异大；④该地区空中水资源丰富但自然PCE低，开发潜力大，应用前景广阔。

English Abstract

Spatial-temporal characteristics and changes of atmospheric water vapor in the Three River Headwaters Region

1. School of Hydraulic and Electric Engineering, Qinghai University, Xining 810016, China;

2. State Key Laboratory of Plateau Ecology and Agriculture, Qinghai University, Xining 810016, China;

3. State Key Laboratory of Hydroscience and Engineering Tsinghua University, Beijing 100084, China;

4. Institute of Water Resources and Hydroelectric Engineering Xi'an University of Technology, Xi'an 710048, China

Received Date: 2018-05-21
Publish Date: 2019-02-25

Keywords:

Abstract: The spatial-temporal characteristics of precipitable water vapor and water-vapor flux as well as precipitation conversion efficiency in the Three River Headwaters Region were discussed through correlation analysis,trend analysis,accumulative anomaly and inverse distance weight based on relevant ERA-Interim reanalysis data from 1979—2016. Some conclusions could be drawn: ① The annual average water-vapor fluxes along the longitudinal and altitude directions in the past 38 years were 2.0 kg/(m·s) and 10.3 kg/(m·s),respectively. The altitude growth rate of water-vapor flux was higher than that of the longitudinal one. The altitude change of water vapor was mainly input,whereas the longitudinal change was mainly output. ② The precipitable water vapor increased slightly. The annual and seasonal means were 1 791.6—2 278.9 mm and 122.2—1 134.2 mm,respectively. The spatial difference in different seasons was significantly large. ③ The annual average precipitation conversion efficiency in the study area was 24.6% and it reached the peak (32.8%) in 1989. Constant spatial distribution was observed to seasonal and annual average precipitation conversion efficiencies. Both seasonal and annual average precipitation conversion efficiencies decreased gradually from southeast to northwest. Moreover,a great seasonal difference of precipitation conversion efficiency was recognized. ④ Although there were abundant atmospheric water resources in the study area,the natural precipitation conversion efficiency was low,which indicated the promising potentials for development.

强安丰, 魏加华, 解宏伟, 权全. 三江源区大气水汽含量时空特征及其转化变化[J]. 水科学进展, 2019, 30(1): 14-23. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.002

引用本文:

强安丰, 魏加华, 解宏伟, 权全. 三江源区大气水汽含量时空特征及其转化变化[J]. 水科学进展, 2019, 30(1): 14-23. doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.002

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三江源区大气水汽含量时空特征及其转化变化

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.002

作者简介: 强安丰(1991-),男,甘肃平凉人,博士研究生,主要从事水文与水资源、空中云水资源开发等方面研究。E-mail:1446942310@qq.com

通讯作者: 魏加华,E-mail:weijiahua@tsinghua.edu.cn

Spatial-temporal characteristics and changes of atmospheric water vapor in the Three River Headwaters Region

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三江源区大气水汽含量时空特征及其转化变化

doi: 10.14042/j.cnki.32.1309.2019.01.002

作者简介: 强安丰(1991-),男,甘肃平凉人,博士研究生,主要从事水文与水资源、空中云水资源开发等方面研究。E-mail:1446942310@qq.com

通讯作者: 魏加华,E-mail:weijiahua@tsinghua.edu.cn

English Abstract

Spatial-temporal characteristics and changes of atmospheric water vapor in the Three River Headwaters Region

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作者简介:
强安丰(1991-),男,甘肃平凉人,博士研究生,主要从事水文与水资源、空中云水资源开发等方面研究。E-mail:1446942310@qq.com

通讯作者:
魏加华,E-mail:weijiahua@tsinghua.edu.cn

作者简介:
强安丰(1991-),男,甘肃平凉人,博士研究生,主要从事水文与水资源、空中云水资源开发等方面研究。E-mail:1446942310@qq.com