水资源严重短缺是京津冀地区面临的重要生态环境问题之一,制约着区域协同发展战略的实施。陆地水储量变化深刻影响着水资源的分布和供给,因此,深入认识陆地水储量及其组分的变化特征和原因可以为完善区域水资源管理、实现水资源优化配...水资源严重短缺是京津冀地区面临的重要生态环境问题之一,制约着区域协同发展战略的实施。陆地水储量变化深刻影响着水资源的分布和供给,因此,深入认识陆地水储量及其组分的变化特征和原因可以为完善区域水资源管理、实现水资源优化配置提供科学依据,对区域水资源可持续利用具有重要意义。目前,京津冀地区水储量和其组分的变化,以及自然和人为因素的影响特征尚不清楚。本文采用GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)卫星重力观测数据和全球陆面数据同化系统GLDAS(Global Land Data Assimilation System)数据分析了近20年(2002~2021年)年陆地水储量及其组分的时空变化特征,并结合降水、蒸散发、径流和人类活动用水数据从水循环角度分析了水储量变化的影响因素。结果表明:(1)2002~2021年,北京、天津、河北的陆地水储量(趋势系数分别为-0.71、-0.84、-1.26 cm/a)和地下水储量(趋势系数分别为-1.12、-1.01、-1.55 cm/a)都呈显著减少趋势,而土壤水储量呈现显著增加趋势。(2)北京、天津和河北地下水储量的变化与各自陆地水储量的变化高度一致,相关系数均高达0.8及以上,加之其它分量增加的相反变化趋势,表明地下水储量显著下降是京津冀地区陆地水储量减少的主要原因。(3)3个省/市降水增加对陆地水储量产生正向贡献,蒸散发和径流增加对陆地水储量产生负向贡献。气候/水文因子的综合作用使北京和天津的陆地水储量增加,却造成河北的陆地水储量减少。北京、天津、河北气候变化的贡献率分别为23.60%、33.95%和26.99%,人类活动的贡献率分别为76.40%、66.05%和73.01%,陆地水储量减少主要是人类活动的影响。(4)地下水储量的显著减少是人为活动大量开采地下水的直接结果,表明加强人为用水的管理是京津冀地区水资源可持续利用的关键环节。本文研究结果可为科学掌握京津冀的水储量时空变化规律及影响机制提供数据支撑,为该区域水资源有效管理提供理论依据。展开更多
为了探究海河流域陆地水储量变化的时空变化特征,基于2002—2020年GRACE(gravity recovery and cli-mate experiment)卫星和GRACE-FO卫星数据,计算海河流域陆地水储量变化,并通过地下水储量变化估值与地下水位变化的相关性分析GRACE/GRA...为了探究海河流域陆地水储量变化的时空变化特征,基于2002—2020年GRACE(gravity recovery and cli-mate experiment)卫星和GRACE-FO卫星数据,计算海河流域陆地水储量变化,并通过地下水储量变化估值与地下水位变化的相关性分析GRACE/GRACE-FO卫星数据的可靠性.结果表明:①地下水储量变化估值和地下水位变化之间的相关性较强,相关系数r=0.78.②海河流域陆地水储量变化大致呈现自南向北递减趋势;陆地水储量变化的变化速度为-9.80 mm/a.展开更多
GRACE(Gravity Recovery And Climate Experiment)卫星计划为监测陆地水储量变化提供了有效技术手段.本文采用2003至2010年共计8年的GRACE月重力场模型反演中国西南区域陆地水储量变化,与GLDAS(Global Land Data Assimilation System)...GRACE(Gravity Recovery And Climate Experiment)卫星计划为监测陆地水储量变化提供了有效技术手段.本文采用2003至2010年共计8年的GRACE月重力场模型反演中国西南区域陆地水储量变化,与GLDAS(Global Land Data Assimilation System)全球水文模型进行对比分析,其结果在时空分布上均符合较好,同时在2009年秋至2010年春该区域陆地水储量均呈现明显减少,与该时段云贵川三省的干旱事件相一致;比较分析了2009年秋至2010年春GRACE反演陆地水储量变化与TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)合成数据计算的月降雨量的时空分布,两组结果均与西南干旱事件对应时段与区域十分吻合;对近8年的陆地水储量变化与月降雨量数据进行相关性分析,其结果表明陆地水储量变化与降雨量强相关,即降雨量是导致陆地水储量变化的主要因素;分析该区域地表温度变化,结果显示2009年9月至2010年3月地表温度均比历史同期高,地表温度的升高加剧了陆地水储量的减少.展开更多
为准确识别高寒缺资料地区长序列陆地水储量变化特征及归因,该研究选取青藏高原东南部的雅鲁藏布江流域为研究区,基于2003—2017年的GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)重力卫星数据,结合欧洲中期天气预报中心的第五代产品...为准确识别高寒缺资料地区长序列陆地水储量变化特征及归因,该研究选取青藏高原东南部的雅鲁藏布江流域为研究区,基于2003—2017年的GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)重力卫星数据,结合欧洲中期天气预报中心的第五代产品ERA5(the fifth-generation reanalysis product of the European Centre for Medium Range Weather Forecasts)再分析资料和GLDAS(Global Land Data Assimilation System)陆面同化数据,开展青藏高原东南部地区陆地水储量变化研究。分别使用ERA5和GLDAS两套数据集,采用水量平衡法和组分相加法两种方法,将反演的4套陆地水储量结果与GRACE反演的陆地水储量变化(Terrestrial Water Storage Change,TWSC)进行对比分析。结果表明:基于GLDAS的组分相加法反演的陆地水储量变化与GRACE反演的结果最为一致。因此,基于GLDAS数据集,采用组分相加法进一步探究雅鲁藏布江流域长序列(1948—2017年)陆地水储量的时空演变规律。在1948—2017年期间,TWSC呈现显著增加的趋势,但是在2002年左右发生了突变,即2002年之前呈现极显著增加的趋势(0.024 mm/月,P<0.01),2002年之后呈现极显著减少的趋势(-0.397 mm/月,P<0.01)。进一步归因分析表明,2002年前后土壤含水量和雪水当量的变化趋势与陆地水储量变化的趋势一致。然而,2002年前后土壤含水量的变化对陆地水储量变化的贡献率分别为61%和99%,对陆地水储量变化起主导作用。在空间分布上,TWSC呈现出较大的空间异质性,主要体现在人类活动强度较高的“一江两河”地区和冰川分布集中的帕隆藏布地区。研究结果可为探究气候变化背景下青藏高原水储量时空演变机理提供可靠的参考方法和数据支持。展开更多
为了更全面地分析区域陆地水储量长期变化趋势,利用2002年4月—2017年6月近16年的重力恢复与气候实验(gravity recovey and climate explorer,GRACE)时变重力场数据反演中国大陆地区陆地水储量变化,并与全球陆地资料同化系统(global lan...为了更全面地分析区域陆地水储量长期变化趋势,利用2002年4月—2017年6月近16年的重力恢复与气候实验(gravity recovey and climate explorer,GRACE)时变重力场数据反演中国大陆地区陆地水储量变化,并与全球陆地资料同化系统(global land data assimilation system,GLDAS)水文模型结果进行比较分析。同时,通过扣除季节性信号研究近16年来中国大陆地区陆地水储量的异常变化。研究结果表明:在2002—2017年间,中国大陆地区北方以减少为主,而南方以增加为主,其中青藏高原南部、新疆北部和华北地区减少趋势最为显著,并呈现出加速趋势。GRACE时变重力场和GLDAS模型得到的关于加速度项时空分布基本相符,加速度项与长期趋势项的结合更好地反演区域陆地水储量变化。展开更多
利用2005年至2010年6年的GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)数据反演,研究了青藏高原地区以及雅鲁藏布江流域的季节及年陆地水储量的变化情况。结果显示:在研究区,伴随着显著地季节性波动,年水储量均有明显的下降趋势。同...利用2005年至2010年6年的GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)数据反演,研究了青藏高原地区以及雅鲁藏布江流域的季节及年陆地水储量的变化情况。结果显示:在研究区,伴随着显著地季节性波动,年水储量均有明显的下降趋势。同时,流域GRACE数据反演结果和国际上几种模式的水文模拟结果比较表明,GRACE在两个流域上的反演结果与CPC水文模型模拟结果变化趋势较为一致,但水储量年、季变化幅度偏大,而与GLDAS发布的CLM与VIC模型的结果则相差甚远,主要原因归结为青藏高原地区气候条件复杂导致模型的不确定性及误差较大,而大多水文模型缺乏对地下水变化的模拟能力所致。展开更多
文摘水资源严重短缺是京津冀地区面临的重要生态环境问题之一,制约着区域协同发展战略的实施。陆地水储量变化深刻影响着水资源的分布和供给,因此,深入认识陆地水储量及其组分的变化特征和原因可以为完善区域水资源管理、实现水资源优化配置提供科学依据,对区域水资源可持续利用具有重要意义。目前,京津冀地区水储量和其组分的变化,以及自然和人为因素的影响特征尚不清楚。本文采用GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)卫星重力观测数据和全球陆面数据同化系统GLDAS(Global Land Data Assimilation System)数据分析了近20年(2002~2021年)年陆地水储量及其组分的时空变化特征,并结合降水、蒸散发、径流和人类活动用水数据从水循环角度分析了水储量变化的影响因素。结果表明:(1)2002~2021年,北京、天津、河北的陆地水储量(趋势系数分别为-0.71、-0.84、-1.26 cm/a)和地下水储量(趋势系数分别为-1.12、-1.01、-1.55 cm/a)都呈显著减少趋势,而土壤水储量呈现显著增加趋势。(2)北京、天津和河北地下水储量的变化与各自陆地水储量的变化高度一致,相关系数均高达0.8及以上,加之其它分量增加的相反变化趋势,表明地下水储量显著下降是京津冀地区陆地水储量减少的主要原因。(3)3个省/市降水增加对陆地水储量产生正向贡献,蒸散发和径流增加对陆地水储量产生负向贡献。气候/水文因子的综合作用使北京和天津的陆地水储量增加,却造成河北的陆地水储量减少。北京、天津、河北气候变化的贡献率分别为23.60%、33.95%和26.99%,人类活动的贡献率分别为76.40%、66.05%和73.01%,陆地水储量减少主要是人类活动的影响。(4)地下水储量的显著减少是人为活动大量开采地下水的直接结果,表明加强人为用水的管理是京津冀地区水资源可持续利用的关键环节。本文研究结果可为科学掌握京津冀的水储量时空变化规律及影响机制提供数据支撑,为该区域水资源有效管理提供理论依据。
文摘GRACE(Gravity Recovery And Climate Experiment)卫星计划为监测陆地水储量变化提供了有效技术手段.本文采用2003至2010年共计8年的GRACE月重力场模型反演中国西南区域陆地水储量变化,与GLDAS(Global Land Data Assimilation System)全球水文模型进行对比分析,其结果在时空分布上均符合较好,同时在2009年秋至2010年春该区域陆地水储量均呈现明显减少,与该时段云贵川三省的干旱事件相一致;比较分析了2009年秋至2010年春GRACE反演陆地水储量变化与TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)合成数据计算的月降雨量的时空分布,两组结果均与西南干旱事件对应时段与区域十分吻合;对近8年的陆地水储量变化与月降雨量数据进行相关性分析,其结果表明陆地水储量变化与降雨量强相关,即降雨量是导致陆地水储量变化的主要因素;分析该区域地表温度变化,结果显示2009年9月至2010年3月地表温度均比历史同期高,地表温度的升高加剧了陆地水储量的减少.
文摘为准确识别高寒缺资料地区长序列陆地水储量变化特征及归因,该研究选取青藏高原东南部的雅鲁藏布江流域为研究区,基于2003—2017年的GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)重力卫星数据,结合欧洲中期天气预报中心的第五代产品ERA5(the fifth-generation reanalysis product of the European Centre for Medium Range Weather Forecasts)再分析资料和GLDAS(Global Land Data Assimilation System)陆面同化数据,开展青藏高原东南部地区陆地水储量变化研究。分别使用ERA5和GLDAS两套数据集,采用水量平衡法和组分相加法两种方法,将反演的4套陆地水储量结果与GRACE反演的陆地水储量变化(Terrestrial Water Storage Change,TWSC)进行对比分析。结果表明:基于GLDAS的组分相加法反演的陆地水储量变化与GRACE反演的结果最为一致。因此,基于GLDAS数据集,采用组分相加法进一步探究雅鲁藏布江流域长序列(1948—2017年)陆地水储量的时空演变规律。在1948—2017年期间,TWSC呈现显著增加的趋势,但是在2002年左右发生了突变,即2002年之前呈现极显著增加的趋势(0.024 mm/月,P<0.01),2002年之后呈现极显著减少的趋势(-0.397 mm/月,P<0.01)。进一步归因分析表明,2002年前后土壤含水量和雪水当量的变化趋势与陆地水储量变化的趋势一致。然而,2002年前后土壤含水量的变化对陆地水储量变化的贡献率分别为61%和99%,对陆地水储量变化起主导作用。在空间分布上,TWSC呈现出较大的空间异质性,主要体现在人类活动强度较高的“一江两河”地区和冰川分布集中的帕隆藏布地区。研究结果可为探究气候变化背景下青藏高原水储量时空演变机理提供可靠的参考方法和数据支持。
文摘为了更全面地分析区域陆地水储量长期变化趋势,利用2002年4月—2017年6月近16年的重力恢复与气候实验(gravity recovey and climate explorer,GRACE)时变重力场数据反演中国大陆地区陆地水储量变化,并与全球陆地资料同化系统(global land data assimilation system,GLDAS)水文模型结果进行比较分析。同时,通过扣除季节性信号研究近16年来中国大陆地区陆地水储量的异常变化。研究结果表明:在2002—2017年间,中国大陆地区北方以减少为主,而南方以增加为主,其中青藏高原南部、新疆北部和华北地区减少趋势最为显著,并呈现出加速趋势。GRACE时变重力场和GLDAS模型得到的关于加速度项时空分布基本相符,加速度项与长期趋势项的结合更好地反演区域陆地水储量变化。
文摘利用2005年至2010年6年的GRACE(Gravity Recovery and Climate Experiment)数据反演,研究了青藏高原地区以及雅鲁藏布江流域的季节及年陆地水储量的变化情况。结果显示:在研究区,伴随着显著地季节性波动,年水储量均有明显的下降趋势。同时,流域GRACE数据反演结果和国际上几种模式的水文模拟结果比较表明,GRACE在两个流域上的反演结果与CPC水文模型模拟结果变化趋势较为一致,但水储量年、季变化幅度偏大,而与GLDAS发布的CLM与VIC模型的结果则相差甚远,主要原因归结为青藏高原地区气候条件复杂导致模型的不确定性及误差较大,而大多水文模型缺乏对地下水变化的模拟能力所致。
