黄河中下游地区近300年降水序列重建及分析
文献类型：学位论文
| 作者 | 郝志新 |
| 答辩日期 | 2003-11 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 邵雪梅 ; 葛全胜 ; 郑景云 |
| 关键词 | 黄河中下游地区 过去300年 降水量重建 清代雨雪档案 |
| 学位名称 | 博士 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 英文摘要 | 本文首先分析了利用清代雨雪档案进行高分辨率降水重建的可行性，而后在充分分析清代雨雪档案记载的观测方法及物理学含义的基础上，采用地表水量平衡模型和土壤物理学模型，恢复了清代1736～1911年以来黄河中下游地区17个站点的逐季和逐年降水量，重建了该地区17个站点与4个子区域1736～2000年的逐季和逐年降水序列，并对其进行了详细分析。 本文的主要工作包括以下几个方面：（1）整理了黄河中下游地区清代雨雪档案记载及其它历史文献、自然证据和现代气象观测资料，并通过定量记录与定性记录的平行分析，对清代雨雪档案记载中定性描述用语进行了量化处理；（2）建立集历史文献、自然证据及现代观测资料为一体的数据库，实现了对历史文献及其它环境变化代用资料的管理和信息的提取；（3）分析了清代雨雪档案记载的观测方法及其物理学含义；（4）设计了利用土壤物理模型进行逐季降水量重建的方法和具体算法，并根据对现代资料和试验资料的分析结果确定选取了各站点降水重建所需的模型参数；（5）仿照清代雨雪档案的观测方法进行了田间入渗模拟试验，验证了利用土壤物理模型重建降水的可靠性；（6）重建了黄河中下游地区17个站点（包括陕西西安、延安，山东济南、泰安、潍坊、菏泽、临沂，河北石家庄、河间，山西太原、临汾、长治、运城，河南郑州、洛阳、商丘和安阳）1736～2000年逐季及逐年降水量序列；（7）重建了黄河中下游整个区域及其四个子区域（河北区、晋南区、渭河区和山东区）1736～2000年逐年降水量序列；（8）分析了17个站点及区域降水的年～年代际变化及周期性与突变性特征；探讨了降水变化特征的气候驱动机制。 获得的主要进展与新认识包括： （1）清代雨雪档案记载量化程度高，具有较高的时间分辨率，且雨雪分寸记载的物理意义明确（“雨分寸”相当于土壤物理学中的湿润锋；“雪分寸”则相当于积雪深度），因而从地表水量平衡原理出发，根据土壤物理学模型，利用清代雨雪档案记载进行高分辨率的降水序列重建是完全可行的。而田间试验验证则表明，上述方法能比较准确地将清代的雨雪档案记载重建成降水量。 （2）清代雨雪档案中的量值（即分寸数）记载与定性描述用语存在很好的对应关系。通过对量值与定性描述用语的多样本平行分析，可以实现对定性记载的准确量化。 （3）黄河中下游地区降水的年际变化具有很强的地域性，其中黄河下游地区的变率最大，而在黄河中游，年际变率相对较小。年代际的变化特点表现为：大部分站点18世纪降水较多，19世纪末起降水相对较少，20世纪中期降水短暂回升，20世纪后期起再次减少。同时，多雨期越来越短，少雨期越来越长。此外，近300年来，黄河中下游地区的降水总体上呈减少趋势，其下降速率为0.13mm.yr-1。在1910年以前，以多雨年份占多数（降水量大于序列平均值的年份占总年数的61％），其中1791～1805年、1816～1830年及1886～1895年3个时段不但明显多雨，而且持续时间也较长。1811～1820年、1831～1840年、1875～1882年及1896～1905年等4个时段则明显少雨。而在1910年以后，以少雨年份为主（降水小于序列平均值的年份占总年数的60％），其中除1946～1965年为多雨期外，其余时段均为少雨期。（4）黄河中下游地区年降水量的空间变化既有一致性，又有相反的特征。其中表现降水量变化趋势一致的第一特征向量方差贡献率为28.25%，表现降水量变化趋势东西变化相反的第二特征向量方差贡献率为19.77%。特别是年代际的降水变化在空间上具有明显的东西方向差异。 （5）1736年以来，黄河中下游地区共存在过4个大范围严重干旱的年代：1831～1840年，1871～1880年，1981～1990年及1991～2000年和两个空间范围相对较大的大涝年代：1791～1800年（河南及山西的南部）及1881～1890年（河南的东部及山东）。且1871～1880年和1991～2000年，1831～1840年和1981～1990年的干旱空间分布型极为相似，表明降水可能存在百年尺度（即“世纪周期”）的自相似特征。 （6）黄河中下游地区及其4个子区域的降水变化存在准70~80年、22年、2~4年的周期。其中降水的准22年周期及70~80年周期与太阳活动的周期一致，特别是70~80年周期变化与太阳活动的80年周期位相基本相反；准4年的降水变化周期与厄尔尼诺事件发生的周期较为一致。在大多数厄尔尼诺事件的发生年或第二年，黄河中下游地区的降水较常年（以1736~2000年降水量的平均值为标准）偏低。 （7）黄河中下游地区1736年以来的降水变化存在明显的突变特征。其中主要突变点分别为：山东区，1800年；河北区，1830年；晋南区，1850年；渭河区，1870年；黄河中下游地区，1915年。而1915年黄河中下游地区的降水趋势突变与火山活动的阶段性变化是相吻合的。 （8）黄河中下游地区的降水减少（增加）与北半球的升（降）温及东亚夏季风减弱（增强）三者之间有较好的对应关系。北半球温度升高，东亚夏季风减弱，黄河中下游地区降水减少；反之，当北半球温度下降，东亚夏季风增强，黄河中下游地区降水增加。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2010-12-16 |
| 页码 | 168 |
| 源URL | [http://192.168.22.105/handle/311030/214]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郝志新. 黄河中下游地区近300年降水序列重建及分析[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院研究生院. 2003. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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