鄱陽湖流域干旱發(fā)生機制與模擬預測

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 國內(nèi)外研究進展 4
1.2.1 干旱的概念與分類 4
1.2.2 季節(jié)尺度干旱驅(qū)動機制和可預測性 5
1.2.3 氣象水文干旱的預測方法 8
1.2.4 旱澇急轉(zhuǎn)演變特征的指標方法 13
1.2.5 干旱對地表和地下水系統(tǒng)的影響 14
1.3 鄱陽湖流域概況 17
1.3.1 地形地貌 17
1.3.2 地質(zhì)條件 18
1.3.3 氣候水文 19
1.3.4 流域水系 20
1.3.5 土壤和土地利用 20
1.3.6 社會經(jīng)濟狀況 21
1.4 本章小結(jié) 23
第2章 鄱陽湖流域季節(jié)尺度干旱對ENSO 的滯后響應 24
2.1 數(shù)據(jù)與方法 24
2.1.1 數(shù)據(jù)來源 24
2.1.2 季節(jié)尺度干旱事件識別 25
2.1.3 ENSO事件定義方法 27
2.1.4 滯后響應分析方法 28
2.2 鄱陽湖流域季節(jié)尺度干旱演變規(guī)律 29
2.3 干旱對ENSO的滯后響應規(guī)律 32
2.3.1 ENSO 長時間演變規(guī)律與事件特征 32
2.3.2 干旱對ENSO的滯后響應時間分布規(guī)律 33
2.3.3 干旱對ENSO的滯后響應空間分布規(guī)律 35
2.4 ENSO滯后影響的環(huán)流機制 39
2.4.1 ENSO滯后影響下的水汽條件和垂直運動 39
2.4.2 ENSO滯后影響下的大尺度環(huán)流特征 43
2.5 ENSO對鄱陽湖流域澇旱轉(zhuǎn)變的滯后影響 46
2.6 本章小結(jié) 47
第3章 多重外強迫因子下鄱陽湖流域干旱的協(xié)同-滯后效應 49
3.1 數(shù)據(jù)與方法 49
3.1.1 大尺度氣候因子簡介 49
3.1.2 數(shù)據(jù)來源 51
3.1.3 研究方法 51
3.2 單氣候因子對干旱的滯后影響 56
3.2.1 雙變量滯后線性相關(guān) 56
3.2.2 雙變量滯后非線性相關(guān) 57
3.3 多因子對干旱的協(xié)同影響及主要因子組合提取 59
3.4 滯后影響與協(xié)同效應的大尺度環(huán)流機制分析 60
3.4.1 關(guān)鍵因子滯后影響的環(huán)流機制分析 61
3.4.2 關(guān)鍵因子協(xié)同影響的環(huán)流機制分析 64
3.5 前期ENSO與NAO的不同位相配置對干旱的協(xié)同影響68
3.6 本章小結(jié) 74
第4章 短期氣候模式預測能力評估及可預測性來源解析 75
4.1 數(shù)據(jù)與方法 75
4.1.1 季節(jié)尺度氣候預測模式SEAS5 75
4.1.2 參考數(shù)據(jù) 77
4.1.3 SPEI 預測值計算 78
4.2 SEAS5 模式區(qū)域尺度預測效果評估 78
4.2.1 模式偏差的時空分布特征 78
4.2.2 預見期對偏差分布的影響 81
4.2.3 歷史干旱預測效果評估 83
4.3 SEAS5模式可預測性來源解析 86
4.3.1 大尺度氣候因子預測能力 86
4.3.2 秋旱的大尺度環(huán)流背景預測能力 86
4.4 本章小結(jié) 89
第5章 基于統(tǒng)計-動力混合方法的鄱陽湖流域干旱預測模型構(gòu)建 90
5.1 數(shù)據(jù)與方法 90
5.1.1 預測數(shù)據(jù) 90
5.1.2 預測方法 90
5.2 干旱預測實驗設計 94
5.2.1 3C-vine Copula預測方案 95
5.2.2 Bivariate Copula預測方案 96
5.2.3 預測能力評價 97
5.3 混合干旱預測模型效果評估 98
5.3.1 基于C-vine Copula的降水條件概率分析 98
5.3.2 季節(jié)降水預測能力評估 101
5.3.3 季節(jié)尺度干旱預測應用及能力評估 105
5.4 本章小結(jié) 109
第6章 基于氣象要素的鄱陽湖流域旱澇急轉(zhuǎn)演變特征及預測 111
6.1 數(shù)據(jù)與方法 111
6.1.1 分析數(shù)據(jù) 111
6.1.2 旱澇急轉(zhuǎn)指標 111
6.1.3 預測方法 112
6.2 旱澇急轉(zhuǎn)事件時空演變特征 114
6.2.1 旱澇急轉(zhuǎn)事件發(fā)生頻次時空演變 114
6.2.2 旱澇急轉(zhuǎn)事件發(fā)生強度時空演變 118
6.2.3 典型旱澇急轉(zhuǎn)事件發(fā)展過程 120
6.3 旱澇急轉(zhuǎn)特征預測 122
6.3.1 旱澇急轉(zhuǎn)預測指標因子提取 122
6.3.2 旱澇急轉(zhuǎn)特征值預測模型建立 123
6.3.3 多模型集成方法的預報精度增益 128
6.4 本章小結(jié) 131
第7章 基于分布式水文模型的鄱陽湖流域干旱模擬 132
7.1 面向干旱的分布式水文模型框架 132
7.2 鄱陽湖流域分布式水文模型構(gòu)建 134
7.2.1 VIC 水文模型介紹 134
7.2.2 水文模型驅(qū)動數(shù)據(jù)準備 135
7.2.3 水文模型參數(shù)率定 137
7.3 鄱陽湖流域VIC水文模型模擬 138
7.3.1 基于VIC模型的徑流量模擬結(jié)果分析 138
7.3.2 基于VIC模型的土壤含水量模擬結(jié)果分析 141
7.4 流域徑流干旱模擬 141
7.5 流域土壤干旱模擬 145
7.6 本章小結(jié) 149
第8章 鄱陽湖流域極端干旱對地表-地下水文情勢的影響評估 151
8.1 2022 年極端干旱對鄱陽湖區(qū)氣象水文的影響 151
8.1.1 2022 年極端干旱的氣象水文特征 151
8.1.2 2022 年極端干旱的社會經(jīng)濟影響 154
8.2 鄱陽湖流域地下水文情勢分析 156
8.2.1 流域地下水流場基本特征 156
8.2.2 流域地下水位時空分異特征 157
8.2.3 流域地下水位動態(tài)成因分析 161
8.2.4 極端干旱年份的地下水位響應變化 163
8.3 干旱背景下鄱陽湖流域地下水潛力分區(qū) 164
8.3.1 基礎數(shù)據(jù)前處理 164
8.3.2 采用指標選擇 165
8.3.3 層次分析法計算 167
8.3.4 指標重分類分析 170
8.3.5 地下水潛力評估與驗證 175
8.4 鄱陽湖區(qū)地下水數(shù)值模型構(gòu)建 177
8.4.1 地下水數(shù)值模型簡介 177
8.4.2 湖區(qū)地下水數(shù)值模型構(gòu)建 178
8.4.3 湖區(qū)地下水位模擬結(jié)果驗證 181
8.4.4 模型敏感性及誤差分析 184
8.5 2022年極端干旱事件對湖區(qū)地下水的影響 187
8.5.1 正常年份下氣候條件改變對地下水的影響 187
8.5.2 湖區(qū)地下水極端干旱模擬方案 189
8.5.3 湖區(qū)地下水極端干旱模擬結(jié)果分析 189
8.6 鄱陽湖流域未來氣候變化和干旱情勢預測 195
8.7 本章小結(jié) 198
參考文獻 200
后記 219