西安地區(qū)降水時空變化特征及預(yù)測研究

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1、西安地區(qū)降水時空變化特征及預(yù)測研究第一章緒論1.1研究背景及意義水作為一切生命的源泉，其支撐著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在日常生活中起著舉足輕重的作用。全球氣候變暖，許多國家和地區(qū)出現(xiàn)了水資源短缺和水環(huán)境問題[1]。研究和解決水資源危機(jī)，已成為當(dāng)代社會面臨的主要問題。對水資源的研究和利用，人們首先且必須研究降水問題，這是因?yàn)樽鳛樗Y源賦存形式的地表水、土壤水、地下水，其于降水；另外降水是水文循環(huán)的一個重要分支。不管是地表水，還是地下水，都是來自大氣中的云中降水，大氣降水是水資源中可持續(xù)利用的重要[2]。因此

2、，研究變化環(huán)境下的水文循環(huán)已成為地球科學(xué)發(fā)展中的一個重要方面[3,4]。而降水是研究水文循環(huán)變化中最重要的一個氣象因子，區(qū)域降水量的多少和時空分布情況極大的影響著該區(qū)域旱澇災(zāi)害的發(fā)生和發(fā)展，并決定著區(qū)域水資源的合理利用。降水作為重要的氣象因素之一，主要用來補(bǔ)充陸地上的水資源，并對人們生活的方方面面有著重要的影響，如對地形地貌產(chǎn)生影響，而且對工農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)也會產(chǎn)生很大的影響。所以一直以來，專家學(xué)者從來沒有停止過對降水的變化特征及變化趨勢的研究。影響降水的主要因素有：地形、相對濕度、氣環(huán)流形式、下墊面等

3、自然環(huán)境因子和人類活動因子等。一些學(xué)者研究表明，地形是大氣候形成的一個很重要的下墊面因子，而且在局地氣候形成的過程中，一個極其重要因子就是地形[5]。西安地處關(guān)中平原中部，渭河兩岸，區(qū)內(nèi)屬暖溫帶半干旱、半濕潤易旱大陸性季風(fēng)氣候。西安水資源在總量上明顯不足，時空分布不均勻，人均水資源占有量處于比較低的水平；水資源利用率低，且浪費(fèi)嚴(yán)重；水質(zhì)污染比較嚴(yán)重；地下水超采過量，地下水位下降幅度較大等[6]。西安地區(qū)的水資源主要來自于降水，降水的變化極大地影響著區(qū)域水資源的變化，因此，分析研究西安地區(qū)的降水在時

4、間序列上的變化規(guī)律及其時空分布特征，研究其變化對氣候的影響，為水資源的分析計(jì)算、合理利用水資源、制定水資源的中長期規(guī)劃、科學(xué)防洪調(diào)度、保護(hù)區(qū)域水資源以及水利設(shè)施的建設(shè)等提供重要的參考價值。1.2國內(nèi)外研究進(jìn)展近年來，我國許多大、中型城市，例如，北京、上海等地相繼受到因降雨導(dǎo)致的洪澇災(zāi)害的威脅，這些都與降水量的變化等息息相關(guān)，根據(jù)20世紀(jì)全球陸面降水觀測數(shù)據(jù)指出，20世紀(jì)全球陸地降水約增加了2%，但是北半球副熱帶地區(qū)降水量卻減少了3%，南半球（南緯0o～55o）大陸區(qū)域的降水量可能會增加2%左右[7

5、]。澳大利亞科學(xué)家基于全球降水觀測數(shù)據(jù)和海水表層溫度數(shù)據(jù)分析及對以往年份大氣行為進(jìn)行重建，揭示了降水量變化的區(qū)域，并認(rèn)為全球降水量的減少以及目前干旱超過1/3的原因應(yīng)該歸咎于全球變暖，但缺乏詳細(xì)的研究[8]。政府間氣候變化專業(yè)委員（IPCC）在第三次評估報(bào)告中明確指出全球平均氣溫在1961～2000年間上升了0.4～0.8℃，1910～1945年和1976～2000年為上世紀(jì)增幅最大的兩個時期，20世紀(jì)90年代是20世紀(jì)最暖的10年[9]。另根據(jù)IPCC的預(yù)測，由于水文要素的變化和人類活動等因素的

6、影響，使得全球變暖的趨勢還會日益加劇[10]。我國在2007年6月正式公布了《中國應(yīng)對氣候變化國家方案》關(guān)于中國氣候變化的主要觀測事實(shí)包括：一是，中國年均氣溫在近百年來上升了0.5～0.8℃，比同時期全球增溫的平均值略高，且近50年變暖極其明顯。從四季的劃分上來看，氣溫上升最明顯的是冬季。中國在1986年到2005年間連續(xù)出現(xiàn)了20個全國性暖冬氣候。二是，中國年均降水量在近百年來的變化趨勢不太顯著，但在區(qū)域范圍內(nèi)降水量的變化波動較大。在20世紀(jì)50年代以后，中國年平均降水量開始逐漸減少，平均每10

7、年約減少2.9mm，但在1991年到2000年間又略有增加。以地域的分布來看，華北的大部分地區(qū)、西北東部和東北地區(qū)的降水量明顯在減少，平均每10年約減少20～40mm，華北地區(qū)減少的最為明顯；而華南和西南地區(qū)的降水量又明顯增加，平均每10年增加約20～60mm。.第二章研究區(qū)概況2.1自然地理?xiàng)l件全市總土地面積10108km2。西安作為陜西省省會，位于黃河流域中部關(guān)中平原腹地。位于東經(jīng)107°40′～109°49′，北緯33°42′～34

8、°45′之間，境內(nèi)南部為秦嶺山區(qū)，北部為渭河平原，東臨華山，西連太白山，東西長約204km，南北寬約116km。全市總土地面積10108km2，其行政分區(qū)有9區(qū)4縣，分別為：新城區(qū)、碑林區(qū)、蓮湖區(qū)、灞橋區(qū)、未央?yún)^(qū)、雁塔區(qū)、閻良區(qū)、長安區(qū)、臨潼區(qū)、周至縣、戶縣、藍(lán)田縣、高陵縣等。其中城六區(qū)（新城、碑林、蓮湖、灞橋、未央、雁塔）面積826km2，占全市總面積的8.24%。西安地區(qū)地理位置及行政區(qū)劃見圖2.1。西安地區(qū)地勢東南高，西北低，平均海拔410m左右。在地貌上