在冰凍圈流域，冰川、凍土、積雪等不同水文要素的水文過程、作用的時空尺度、各自的水文作用存在著較大差異。因此，目前多數(shù)冰凍圈變化對水文過程影響均處于獨立、分散狀態(tài)。但是冰凍圈要素間是相互影響，并綜合影響區(qū)域水文過程。在全球變化大背景下，冰凍圈各要素均發(fā)生顯著變化，并直接影響各區(qū)域流域水文過程。為此，為滿足西部地區(qū)流域水文過程模擬精度的實際需要，本書將分別準確刻畫冰凍圈水文過程的各分支模塊，并將其有機
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目錄
序一
序二
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 冰凍圈變化水文效應的研究進展與趨勢 2
1.2.1 冰川變化對融水徑流的影響 3
1.2.2 凍土退化對寒區(qū)水文過程的影響 5
1.2.3 積雪變化的水文效應 6
第2章 研究區(qū)域與方法 8
2.1 研究區(qū)概況 8
2.2 研究方法 13
2.2.1 定位觀測 13
2.2.2 區(qū)域調(diào)查 16
2.2.3 模型模擬 17
第3章 高山區(qū)降水觀測及降水產(chǎn)品 18
3.1 高山區(qū)降水觀測及校準 19
3.1.1 降水觀測網(wǎng)絡 19
3.1.2 固液態(tài)降水分離 20
3.1.3 降水觀測誤差校正 20
3.2 高山區(qū)降水分布特征及最大高度帶 24
3.2.1 降水海拔關系 24
3.2.2 降水最大高度帶 26
3.3 高山區(qū)降水產(chǎn)品 36
3.3.1 西部寒區(qū)多源降水數(shù)據(jù)精度評價 36
3.3.2 高寒山區(qū)月降水產(chǎn)品(CAPD) 38
第4章 冰川水文過程及融水變化 43
4.1 冰川水文過程 43
4.1.1 冰川融水徑流的有關概念 44
4.1.2 冰川產(chǎn)匯流過程 45
4.1.3 冰川產(chǎn)流的主要影響因素 46
4.1.4 冰川融水徑流特點 47
4.2 冰川水文效應 48
4.2.1 冰川變化對海平面的影響 48
4.2.2 流域水源作用 49
4.2.3 流域徑流調(diào)節(jié)作用 49
4.3 過去50 年冰川融水徑流變化 51
4.3.1 烏魯木齊河源1 號冰川變化對融水徑流的影響 51
4.3.2 不同規(guī)模冰川的融水量變化特征 54
4.3.3 中國西部冰川融水量評估 55
4.4 未來冰川融水的變化 64
4.4.1 冰川融水變化預估方法 64
4.4.2 典型流域未來冰川融水變化 65
第5章 凍土水文過程及其流域水文效應 70
5.1 凍土水文過程 70
5.1.1 凍土弱透水性 70
5.1.2 凍土覆蓋率對徑流穩(wěn)定性的影響 71
5.1.3 凍土一維水熱傳輸過程 74
5.2 近幾十年來凍土退化及其對水文過程的影響 83
5.2.1 近幾十年來的凍土退化概況及祁連山示例 83
5.2.2 凍土退化與徑流變化 88
5.2.3 凍土退化對區(qū)域水量平衡的影響 91
5.3 凍土退化對未來河川徑流的可能影響 95
5.3.1 試驗點凍土水熱過程升溫敏感性模擬 95
5.3.2 流域尺度凍土退化對徑流影響的敏感性試驗 97
第6章 積雪水文過程及融水徑流變化 100
6.1 積雪水文過程 100
6.1.1 積雪累積過程 101
6.1.2 積雪再分布過程 101
6.1.3 積雪消融過程 101
6.1.4 融雪下滲？產(chǎn)流和匯流過程 102
6.2 積雪水文功能 103
6.3 過去50 年積雪要素與徑流的關系 103
6.3.1 積雪日數(shù)與徑流 104
6.3.2 積雪厚度與徑流 108
6.3.3 MODIS 積雪面積與徑流 113
6.4 過去50 年融雪徑流變化 116
6.4.1 黑河流域 117
6.4.2 疏勒河流域 119
6.4.3 長江源 119
6.4.4 黃河源 119
6.4.5 全球及中國過去融雪徑流變化 119
6.5 未來融雪徑流的變化 121
第7章 冰凍圈水文模型改進與構建 124
7.1 冰凍圈水文模型現(xiàn)狀與問題 124
7.2 冰凍圈水文過程在流域水文模型中的耦合方法 125
7.2.1 冰川水文模塊 125
7.2.2 積雪水文模塊 126
7.2.3 凍土水文模塊 127
7.3 VIC 模型中冰川模式的改進 127
7.3.1 模式的計算單元的改進 128
7.3.2 冰川在模式計算單元中的次網(wǎng)格化 129
7.3.3 冰川區(qū)氣象要素的次網(wǎng)格化 130
7.3.4 基于VIC 模型改進的冰川模型 131
7.4 冰凍圈流域水文模型開發(fā) 136
7.4.1 氣象因子模塊 137
7.4.2 冰川模塊 138
7.4.3 積雪模塊 139
7.4.4 植被截留及蒸散 139
7.4.5 凍土水熱耦合模塊 140
7.4.6 入滲過程 146
7.4.7 產(chǎn)流模型 147
7.4.8 匯流模塊 148
7.4.9 輸入與輸出 150
第8章 寒區(qū)流域尺度徑流變化綜合評估 151
8.1 過去50 年徑流變化特征 151
8.2 降水和蒸散發(fā)變化對徑流的影響 152
8.2.1 過去50 年西部降水和蒸散發(fā)變化特征 153
8.2.2 降水及蒸散發(fā)變化對流域徑流過程的影響 154
8.3 下墊面水文功能及其變化對寒區(qū)徑流的影響 156
8.3.1 山區(qū)不同下墊面的水文功能 157
8.3.2 下墊面類型對流域徑流的貢獻和影響 159
8.3.3 下墊面變化對山區(qū)徑流空間分布的影響 162
8.4 冰凍圈變化對過去區(qū)域/流域徑流的綜合影響 163
8.4.1 天山山區(qū) 163
8.4.2 祁連山山區(qū) 167
8.4.3 青藏高原 168
8.4.4 綜合分析 170
8.5 中國西部寒區(qū)流域徑流變化預估 170
8.5.1 21 世紀中國西部氣候變化特征 171
8.5.2 21 世紀末中國西部主要寒區(qū)流域徑流的變化 171
第9章 結論與展望 180
9.1 結論 180
9.2 展望 182
參考文獻 184
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