西安地区降水时空变化特征及预测研究

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1、西安地区降水时空变化特征及预测研究第一章绪论1.1研究背景及意义水作为一切生命的源泉，其支撑着社会经济的发展，在日常生活中起着举足轻重的作用。全球气候变暖，许多国家和地区出现了水资源短缺和水环境问题[1]。研究和解决水资源危机，已成为当代社会面临的主要问题。对水资源的研究和利用，人们首先且必须研究降水问题，这是因为作为水资源赋存形式的地表水、土壤水、地下水，其于降水；另外降水是水文循环的一个重要分支。不管是地表水，还是地下水，都是来自大气中的云中降水，大气降水是水资源中可持续利用的重要[2]。因此

2、，研究变化环境下的水文循环已成为地球科学发展中的一个重要方面[3,4]。而降水是研究水文循环变化中最重要的一个气象因子，区域降水量的多少和时空分布情况极大的影响着该区域旱涝灾害的发生和发展，并决定着区域水资源的合理利用。降水作为重要的气象因素之一，主要用来补充陆地上的水资源，并对人们生活的方方面面有着重要的影响，如对地形地貌产生影响，而且对工农业的生产也会产生很大的影响。所以一直以来，专家学者从来没有停止过对降水的变化特征及变化趋势的研究。影响降水的主要因素有：地形、相对湿度、气环流形式、下垫面等

3、自然环境因子和人类活动因子等。一些学者研究表明，地形是大气候形成的一个很重要的下垫面因子，而且在局地气候形成的过程中，一个极其重要因子就是地形[5]。西安地处关中平原中部，渭河两岸，区内属暖温带半干旱、半湿润易旱大陆性季风气候。西安水资源在总量上明显不足，时空分布不均匀，人均水资源占有量处于比较低的水平；水资源利用率低，且浪费严重；水质污染比较严重；地下水超采过量，地下水位下降幅度较大等[6]。西安地区的水资源主要来自于降水，降水的变化极大地影响着区域水资源的变化，因此，分析研究西安地区的降水在时

4、间序列上的变化规律及其时空分布特征，研究其变化对气候的影响，为水资源的分析计算、合理利用水资源、制定水资源的中长期规划、科学防洪调度、保护区域水资源以及水利设施的建设等提供重要的参考价值。1.2国内外研究进展近年来，我国许多大、中型城市，例如，北京、上海等地相继受到因降雨导致的洪涝灾害的威胁，这些都与降水量的变化等息息相关，根据20世纪全球陆面降水观测数据指出，20世纪全球陆地降水约增加了2%，但是北半球副热带地区降水量却减少了3%，南半球（南纬0o～55o）大陆区域的降水量可能会增加2%左右[7

5、]。澳大利亚科学家基于全球降水观测数据和海水表层温度数据分析及对以往年份大气行为进行重建，揭示了降水量变化的区域，并认为全球降水量的减少以及目前干旱超过1/3的原因应该归咎于全球变暖，但缺乏详细的研究[8]。政府间气候变化专业委员（IPCC）在第三次评估报告中明确指出全球平均气温在1961～2000年间上升了0.4～0.8℃，1910～1945年和1976～2000年为上世纪增幅最大的两个时期，20世纪90年代是20世纪最暖的10年[9]。另根据IPCC的预测，由于水文要素的变化和人类活动等因素的

6、影响，使得全球变暖的趋势还会日益加剧[10]。我国在2007年6月正式公布了《中国应对气候变化国家方案》关于中国气候变化的主要观测事实包括：一是，中国年均气温在近百年来上升了0.5～0.8℃，比同时期全球增温的平均值略高，且近50年变暖极其明显。从四季的划分上来看，气温上升最明显的是冬季。中国在1986年到2005年间连续出现了20个全国性暖冬气候。二是，中国年均降水量在近百年来的变化趋势不太显著，但在区域范围内降水量的变化波动较大。在20世纪50年代以后，中国年平均降水量开始逐渐减少，平均每10

7、年约减少2.9mm，但在1991年到2000年间又略有增加。以地域的分布来看，华北的大部分地区、西北东部和东北地区的降水量明显在减少，平均每10年约减少20～40mm，华北地区减少的最为明显；而华南和西南地区的降水量又明显增加，平均每10年增加约20～60mm。.第二章研究区概况2.1自然地理条件全市总土地面积10108km2。西安作为陕西省省会，位于黄河流域中部关中平原腹地。位于东经107°40′～109°49′，北纬33°42′～34

8、°45′之间，境内南部为秦岭山区，北部为渭河平原，东临华山，西连太白山，东西长约204km，南北宽约116km。全市总土地面积10108km2，其行政分区有9区4县，分别为：新城区、碑林区、莲湖区、灞桥区、未央区、雁塔区、阎良区、长安区、临潼区、周至县、户县、蓝田县、高陵县等。其中城六区（新城、碑林、莲湖、灞桥、未央、雁塔）面积826km2，占全市总面积的8.24%。西安地区地理位置及行政区划见图2.1。西安地区地势东南高，西北低，平均海拔410m左右。在地貌上