本书是全球变化重大科学研究计划重大科学目标导向项目“冰冻圈变化及其影响研究” 第六课题“寒区流域水文过程综合模拟与预估研究”成果的初步总结。基于在中国西部高海拔寒区试验小流域长期观测、山区流域尺度植被与土壤调查成果，获取了中国西部寒区流域水文研究急需的高山区降水数据集，在机理研究与参数率定的基础上，开发了冰冻圈流域水文模型，探讨了冰川、冻土和积雪水文过程及其流域水文效应，综合评估了气候、冰冻圈要素及其组合变化对中国西部山区流域过去和未来径流的影响。
样章试读
目录
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序一
序二
前言
第1章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 冰冻圈变化水文效应的研究进展与趋势 2
1.2.1 冰川变化对融水径流的影响 3
1.2.2 冻土退化对寒区水文过程的影响 5
1.2.3 积雪变化的水文效应 6
第2章 研究区域与方法 8
2.1 研究区概况 8
2.2 研究方法 13
2.2.1 定位观测 13
2.2.2 区域调查 16
2.2.3 模型模拟 17
第3章 高山区降水观测及降水产品 18
3.1 高山区降水观测及校准 19
3.1.1 降水观测网络 19
3.1.2 固液态降水分离 20
3.1.3 降水观测误差校正 20
3.2 高山区降水分布特征及最大高度带 24
3.2.1 降水海拔关系 24
3.2.2 降水最大高度带 26
3.3 高山区降水产品 36
3.3.1 西部寒区多源降水数据精度评价 36
3.3.2 高寒山区月降水产品(CAPD) 38
第4章 冰川水文过程及融水变化 43
4.1 冰川水文过程 43
4.1.1 冰川融水径流的有关概念 44
4.1.2 冰川产汇流过程 45
4.1.3 冰川产流的主要影响因素 46
4.1.4 冰川融水径流特点 47
4.2 冰川水文效应 48
4.2.1 冰川变化对海平面的影响 48
4.2.2 流域水源作用 49
4.2.3 流域径流调节作用 49
4.3 过去50 年冰川融水径流变化 51
4.3.1 乌鲁木齐河源1 号冰川变化对融水径流的影响 51
4.3.2 不同规模冰川的融水量变化特征 54
4.3.3 中国西部冰川融水量评估 55
4.4 未来冰川融水的变化 64
4.4.1 冰川融水变化预估方法 64
4.4.2 典型流域未来冰川融水变化 65
第5章 冻土水文过程及其流域水文效应 70
5.1 冻土水文过程 70
5.1.1 冻土弱透水性 70
5.1.2 冻土覆盖率对径流稳定性的影响 71
5.1.3 冻土一维水热传输过程 74
5.2 近几十年来冻土退化及其对水文过程的影响 83
5.2.1 近几十年来的冻土退化概况及祁连山示例 83
5.2.2 冻土退化与径流变化 88
5.2.3 冻土退化对区域水量平衡的影响 91
5.3 冻土退化对未来河川径流的可能影响 95
5.3.1 试验点冻土水热过程升温敏感性模拟 95
5.3.2 流域尺度冻土退化对径流影响的敏感性试验 97
第6章 积雪水文过程及融水径流变化 100
6.1 积雪水文过程 100
6.1.1 积雪累积过程 101
6.1.2 积雪再分布过程 101
6.1.3 积雪消融过程 101
6.1.4 融雪下渗？产流和汇流过程 102
6.2 积雪水文功能 103
6.3 过去50 年积雪要素与径流的关系 103
6.3.1 积雪日数与径流 104
6.3.2 积雪厚度与径流 108
6.3.3 MODIS 积雪面积与径流 113
6.4 过去50 年融雪径流变化 116
6.4.1 黑河流域 117
6.4.2 疏勒河流域 119
6.4.3 长江源 119
6.4.4 黄河源 119
6.4.5 全球及中国过去融雪径流变化 119
6.5 未来融雪径流的变化 121
第7章 冰冻圈水文模型改进与构建 124
7.1 冰冻圈水文模型现状与问题 124
7.2 冰冻圈水文过程在流域水文模型中的耦合方法 125
7.2.1 冰川水文模块 125
7.2.2 积雪水文模块 126
7.2.3 冻土水文模块 127
7.3 VIC 模型中冰川模式的改进 127
7.3.1 模式的计算单元的改进 128
7.3.2 冰川在模式计算单元中的次网格化 129
7.3.3 冰川区气象要素的次网格化 130
7.3.4 基于VIC 模型改进的冰川模型 131
7.4 冰冻圈流域水文模型开发 136
7.4.1 气象因子模块 137
7.4.2 冰川模块 138
7.4.3 积雪模块 139
7.4.4 植被截留及蒸散 139
7.4.5 冻土水热耦合模块 140
7.4.6 入渗过程 146
7.4.7 产流模型 147
7.4.8 汇流模块 148
7.4.9 输入与输出 150
第8章 寒区流域尺度径流变化综合评估 151
8.1 过去50 年径流变化特征 151
8.2 降水和蒸散发变化对径流的影响 152
8.2.1 过去50 年西部降水和蒸散发变化特征 153
8.2.2 降水及蒸散发变化对流域径流过程的影响 154
8.3 下垫面水文功能及其变化对寒区径流的影响 156
8.3.1 山区不同下垫面的水文功能 157
8.3.2 下垫面类型对流域径流的贡献和影响 159
8.3.3 下垫面变化对山区径流空间分布的影响 162
8.4 冰冻圈变化对过去区域/流域径流的综合影响 163
8.4.1 天山山区 163
8.4.2 祁连山山区 167
8.4.3 青藏高原 168
8.4.4 综合分析 170
8.5 中国西部寒区流域径流变化预估 170
8.5.1 21 世纪中国西部气候变化特征 171
8.5.2 21 世纪末中国西部主要寒区流域径流的变化 171
第9章 结论与展望 180
9.1 结论 180
9.2 展望 182
参考文献 184
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