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度日模型与简化型能量平衡模型的时空推广性分析——以乌鲁木齐河源1号冰川为例

安徽农业科学 2017年第2期45卷 47-52,130页

作者：李汶峰李忠勤李慧林西北师范大学地理与环境科学学院甘肃兰州730070 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所冰冻圈科学国家重点实验室/天山冰川观测试验站甘肃兰州730000

以乌鲁木齐河源1号冰川为试验对象,对目前在区域尺度广为应用的2种物质平衡模型度日模型(DDM)与简化型能量平衡模型(s EBM)在时间与空间上的推广性进行分析。结果表明,在试验设定的条件下,s EBM唯有时间推广性较好,而DDM的时空推广性皆... 详细信息

以乌鲁木齐河源1号冰川为试验对象,对目前在区域尺度广为应用的2种物质平衡模型度日模型(DDM)与简化型能量平衡模型(s EBM)在时间与空间上的推广性进行分析。结果表明,在试验设定的条件下,s EBM唯有时间推广性较好,而DDM的时空推广性皆较差。通过理论分析得到相同的结论,且发现冰川表面气温直减率与降水垂直梯度取值的准确性,对提升2种模型的空间推广性具有重要意义。

关键词：度日模型简化型能量平衡模型模型推广性乌鲁木齐河源1号冰川

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乌鲁木齐河流域冰川物质平衡模拟

乌鲁木齐河流域冰川物质平衡模拟

引用

作者：李汶峰西北师范大学

学位级别：硕士

新疆地处我国西北内陆和亚洲中部,发育冰川2万余条,冰川在水资源构成和河川径流调节方面起着至关重要的作用。已有研究表明,新疆冰川对气候变化极为敏感。全球变暖的大背景下,新疆冰川在过去数十年间经历了剧烈的消融与退缩,已使新疆水... 详细信息

新疆地处我国西北内陆和亚洲中部,发育冰川2万余条,冰川在水资源构成和河川径流调节方面起着至关重要的作用。已有研究表明,新疆冰川对气候变化极为敏感。全球变暖的大背景下,新疆冰川在过去数十年间经历了剧烈的消融与退缩,已使新疆水资源时空分布和水循环过程发生了迅速变化。冰川消融动态变化过程及空间分布是目前新疆的热点问题。冰川物质平衡表现的是冰川表面积累与消融的净差,是对局地气候状况最直接的反映。与此同时,物质平衡亦是冰川与气候、水文之间的纽带,是冰川学传统研究方向之一。全球变暖的大背景下,冰川物质平衡的内涵与研究方式都发生了改变。本论文选择冰川物质平衡模拟研究作为切入点,介绍了物质平衡的观测与计算方法、物质平衡研究的发展历史及物质平衡模型的种类与思路;并利用简化型能量平衡模型对乌鲁木齐河源1号冰川(简称“1号冰川”)及乌鲁木齐河流域(简称“乌河流域”)128条冰川的物质平衡进行了模拟,对乌河流域冰川水资源的时空变化情况作出评估。研究结果表明:(1)1号冰川东西两支零平衡线海拔随气温上升趋于接近,说明当气温上升到一定程度,物质平衡受地形因素的影响会越来越弱。这为物质平衡分析与模拟研究提供了新的线索;(2)度日模型完全有能力模拟冰川物质平衡随海拔变化的平均状况,但无法捕捉局地地形对物质平衡的影响。另外,度日模型的时间与空间推广性较差,在较大空间范围内或较长时间尺度上应用度日模型可能引入显著误差;(3)简化型能量平衡模型在空间与时间上都具有一定推广性,具有在流/区域应用的潜力;(4)2001-2005年间乌河流域的绝大多数冰川经历了强烈的消融,每年固态水的损耗量占流域现存总量的2.5%-5.3%。仅有极少数冰川处于积累状态,但这部分冰川由于规模很小,对局地水资源保持的贡献十分有限;(5)乌河流域冰川对气温变化相当敏感,具体来说,升温1℃将使总体物质亏损强度增加一倍有余。对降水的敏感性相对较弱,10%的降水变化幅度将引起9.3%的冰川体积变化响应。虽力争使模拟过程合理及模拟结果准确,本研究仍存在以下问题:(1)采用了不同时段的冰川DEM与边界数据;(2)缺乏对乌河流域冰川物质平衡模拟结果的验证。以上问题都有可能向模拟结果引入额外误差,且是无法对模拟结果误差进行准确评估的原因。

关键词：乌鲁木齐河源1号冰川乌鲁木齐河流域冰川物质平衡简化型能量平衡模型度日模型

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