重建清代逐季降水方法与可靠性--以石家庄为例.pdf

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1、第!"卷第"期#$$"年"月’&C!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!重建清代逐季降水的方法与可靠性!———以石家庄为例郑景云郝志新葛全胜中国科学院地理科学与资源研究所，北京!""!"!摘要在充分分析清代“雨雪分寸”记载的观测方法及物理学含义的基础上，论述了基于土壤物理学模型与水量平衡模型，以及基于人工模拟降雨的田间入渗试验进行清代逐季降水量重建的方法，并利用这两种方法分别恢复了!&$?@!A!"年的石家庄逐季与

2、年降水量，建立了该站!&$?@#"""年的逐季与年降水序列=对两种方法的重建结果对比分析表明：它们均能比较准确地将清代的雨雪档案记载重建成降水量，而且其结果也具有很好的一致性=这使得清代雨雪档案记载这份极为珍贵的历史降水代用记录能够与器测降水量进行直接的衔接和比较，从而极有可能将我国大范围的降水量记录前推至!B世纪前期=关键词清代雨雪档案物理模型法田间试验法逐季降水重建可靠性高分辨率的历史气候要素序列重建，对于认识气和高分辨率的优点，但它毕竟不是直接的器测降水候变化规律，改进气候模式从而增加气候预测的准

3、确量记录=因此，寻找出一个科学合理的方法，将雨性，以及辨识人类活动对气候变化影响等方面的研究雪档案记载反演为降水量，使之能够与器测降水量都具有极为重要的意义［!，#］进行直接衔接和比较，是充分利用这份资料进行气=中国拥有丰富、连续的历史文献记载，在重建高分辨率气候要素变化序列研候变化研究所必须解决的首要问题=究方面具有巨大的潜力［$，’］本文将在已有的清代高分辨降水重建方法探索=自#"世纪&"年代以来，中国学者利用中国历史文献重建的中国!#"个站过去工作［B，A］基础上，以石家庄为例，分别论述利用土［C

4、］及中国’C个地区过去#"""年旱壤物理学模型与水量平衡模型（简称“物理模型C""年的旱涝变化涝变化［?］等历史气候变化序列，不但在中国学术界产法”），以及利用人工模拟降雨的田间入渗试验（简生了巨大影响，而且也被国际学术界广泛引用=称“田间试验法”）进行清代逐季降水量重建的方在中国所拥有的各种历史文献记载中，清代雨法；并通过对两种方法重建结果的相互对比，分析雪档案记载被认为是重建高分辨率降水的最可靠的评估重建结果的可靠性=本文之所以选择石家庄为资料之一［&］例，主要是因为石家庄的土壤类型及土壤水分变化=

5、其记载内容包括定量记录（即每次降雪的积雪厚度或每次降雨的入土深度，以分寸为计动态在华北地区具有较好的代表性，且具备开展田量单位，因此通常称“雨雪分寸”）和定性描述（对间试验的条件=某次降水过程，或阶段性乃至全年降水状况的定性!资料简介与清代雨雪档案记载的处理评估）两类（示例参见文献［B］图#）=尽管与其他历史文献的气候记载相比，雨雪档案记载具有定量化本文所采用的资料包括清代直隶正定府的雨雪#""$%"&%!$收稿，#""$%!"%!$收修改稿"国家自然科学基金（批准号：’"$$!"$$）及中国科学院知识

6、创新工程（()*+$%,-%$#!）资助项目.%/012：3456789:17;6<<=0>=>6第!"卷第"期#$$"年"月)*’档案记载（清代石家庄属直隶省正定府管辖）、石家度主要受土壤特性及前期土壤含水量的直接影响"庄站器测降水记录、石家庄栾城农业气象站土壤含入渗量水量观测记录（!&&’(%$$%年）和人工模拟降雨田间入渗试验观测资料)个部分"其中雨雪档案记载起&"（!7!(8）)")*9，（#）讫时间为!*#’(!&!!年（其中!*+!年等!+年的大多式中*9为入渗深度，在本研究中即为雨分寸值"

7、!7数季节均缺载，约占记录总长度的,"’-），除秋季为土壤饱和含水量，!8为前期土壤含水量，"为土的记载缺失较多（约占记录总长度的)+-）外，其他壤容重"其中土壤饱和含水量!7、土壤容重"和前季节的记载较为完整"人工模拟降雨田间入渗试验期土壤含水量的数值根据文献［,］的方法选取，结观测资料为作者于%$$%年+月#$日(’月!’日，果分别示于表!和图!"但由于石家庄春季升温迅在石家庄栾城农业生态试验站进行人工模拟降雨田速，风速大，地表蒸发大，因而土壤失墒极快；同间入渗试验的实测数据!）"我们除按文献［,］

8、的方时由于这一时期（特别是#，)月份）降雨量少，且又法，即分#种状况对清代的雨雪记载进行统计处理多为小雨，每次降雨后一般很难使土壤含水量达到外，还对阶段性降水状况评估记载（约占记录总数或接近饱和［!!］，因此，在使用（#）式进行入渗量计的%$-）的量化处理方法进行了改进"即当遇到记算时，我们对#，)月份及土壤偏干与干燥年份的+录一个月或一个季节“雨泽稀少、望泽甚殷”、“晴月份的饱和含水量取值进行了的订正，以田间持水多雨少”、“雨水调匀、雨时