鄱陽(yáng)湖流域干旱發(fā)生機(jī)制與模擬預(yù)測(cè)

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展 4
1.2.1 干旱的概念與分類(lèi) 4
1.2.2 季節(jié)尺度干旱驅(qū)動(dòng)機(jī)制和可預(yù)測(cè)性 5
1.2.3 氣象水文干旱的預(yù)測(cè)方法 8
1.2.4 旱澇急轉(zhuǎn)演變特征的指標(biāo)方法 13
1.2.5 干旱對(duì)地表和地下水系統(tǒng)的影響 14
1.3 鄱陽(yáng)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(huì)經(jīng)濟(jì)狀況 21
1.4 本章小結(jié) 23
第2章 鄱陽(yáng)湖流域季節(jié)尺度干旱對(duì)ENSO 的滯后響應(yīng) 24
2.1 數(shù)據(jù)與方法 24
2.1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 24
2.1.2 季節(jié)尺度干旱事件識(shí)別 25
2.1.3 ENSO事件定義方法 27
2.1.4 滯后響應(yīng)分析方法 28
2.2 鄱陽(yáng)湖流域季節(jié)尺度干旱演變規(guī)律 29
2.3 干旱對(duì)ENSO的滯后響應(yīng)規(guī)律 32
2.3.1 ENSO 長(zhǎng)時(shí)間演變規(guī)律與事件特征 32
2.3.2 干旱對(duì)ENSO的滯后響應(yīng)時(shí)間分布規(guī)律 33
2.3.3 干旱對(duì)ENSO的滯后響應(yīng)空間分布規(guī)律 35
2.4 ENSO滯后影響的環(huán)流機(jī)制 39
2.4.1 ENSO滯后影響下的水汽條件和垂直運(yùn)動(dòng) 39
2.4.2 ENSO滯后影響下的大尺度環(huán)流特征 43
2.5 ENSO對(duì)鄱陽(yáng)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(qiáng)迫因子下鄱陽(yáng)湖流域干旱的協(xié)同-滯后效應(yīng) 49
3.1 數(shù)據(jù)與方法 49
3.1.1 大尺度氣候因子簡(jiǎn)介 49
3.1.2 數(shù)據(jù)來(lái)源 51
3.1.3 研究方法 51
3.2 單氣候因子對(duì)干旱的滯后影響 56
3.2.1 雙變量滯后線(xiàn)性相關(guān) 56
3.2.2 雙變量滯后非線(xiàn)性相關(guān) 57
3.3 多因子對(duì)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(yīng)的大尺度環(huán)流機(jī)制分析 60
3.4.1 關(guān)鍵因子滯后影響的環(huán)流機(jī)制分析 61
3.4.2 關(guān)鍵因子協(xié)同影響的環(huán)流機(jī)制分析 64
3.5 前期ENSO與NAO的不同位相配置對(duì)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(yù)測(cè)能力評(píng)估及可預(yù)測(cè)性來(lái)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(yù)測(cè)模式SEAS5 75
4.1.2 參考數(shù)據(jù) 77
4.1.3 SPEI 預(yù)測(cè)值計(jì)算 78
4.2 SEAS5 模式區(qū)域尺度預(yù)測(cè)效果評(píng)估 78
4.2.1 模式偏差的時(shí)空分布特征 78
4.2.2 預(yù)見(jiàn)期對(duì)偏差分布的影響 81
4.2.3 歷史干旱預(yù)測(cè)效果評(píng)估 83
4.3 SEAS5模式可預(yù)測(cè)性來(lái)源解析 86
4.3.1 大尺度氣候因子預(yù)測(cè)能力 86
4.3.2 秋旱的大尺度環(huán)流背景預(yù)測(cè)能力 86
4.4 本章小結(jié) 89
第5章 基于統(tǒng)計(jì)-動(dòng)力混合方法的鄱陽(yáng)湖流域干旱預(yù)測(cè)模型構(gòu)建 90
5.1 數(shù)據(jù)與方法 90
5.1.1 預(yù)測(cè)數(shù)據(jù) 90
5.1.2 預(yù)測(cè)方法 90
5.2 干旱預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 94
5.2.1 3C-vine Copula預(yù)測(cè)方案 95
5.2.2 Bivariate Copula預(yù)測(cè)方案 96
5.2.3 預(yù)測(cè)能力評(píng)價(jià) 97
5.3 混合干旱預(yù)測(cè)模型效果評(píng)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(yù)測(cè)能力評(píng)估 101
5.3.3 季節(jié)尺度干旱預(yù)測(cè)應(yīng)用及能力評(píng)估 105
5.4 本章小結(jié) 109
第6章 基于氣象要素的鄱陽(yáng)湖流域旱澇急轉(zhuǎn)演變特征及預(yù)測(cè) 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(biāo) 111
6.1.3 預(yù)測(cè)方法 112
6.2 旱澇急轉(zhuǎn)事件時(shí)空演變特征 114
6.2.1 旱澇急轉(zhuǎn)事件發(fā)生頻次時(shí)空演變 114
6.2.2 旱澇急轉(zhuǎn)事件發(fā)生強(qiáng)度時(shí)空演變 118
6.2.3 典型旱澇急轉(zhuǎn)事件發(fā)展過(guò)程 120
6.3 旱澇急轉(zhuǎn)特征預(yù)測(cè) 122
6.3.1 旱澇急轉(zhuǎn)預(yù)測(cè)指標(biāo)因子提取 122
6.3.2 旱澇急轉(zhuǎn)特征值預(yù)測(cè)模型建立 123
6.3.3 多模型集成方法的預(yù)報(bào)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(yáng)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(yáng)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(dòng)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 135
7.2.3 水文模型參數(shù)率定 137
7.3 鄱陽(yáng)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(yáng)湖流域極端干旱對(duì)地表-地下水文情勢(shì)的影響評(píng)估 151
8.1 2022 年極端干旱對(duì)鄱陽(yáng)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(huì)經(jīng)濟(jì)影響 154
8.2 鄱陽(yáng)湖流域地下水文情勢(shì)分析 156
8.2.1 流域地下水流場(chǎng)基本特征 156
8.2.2 流域地下水位時(shí)空分異特征 157
8.2.3 流域地下水位動(dòng)態(tài)成因分析 161
8.2.4 極端干旱年份的地下水位響應(yīng)變化 163
8.3 干旱背景下鄱陽(yáng)湖流域地下水潛力分區(qū) 164
8.3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)前處理 164
8.3.2 采用指標(biāo)選擇 165
8.3.3 層次分析法計(jì)算 167
8.3.4 指標(biāo)重分類(lèi)分析 170
8.3.5 地下水潛力評(píng)估與驗(yàn)證 175
8.4 鄱陽(yáng)湖區(qū)地下水?dāng)?shù)值模型構(gòu)建 177
8.4.1 地下水?dāng)?shù)值模型簡(jiǎn)介 177
8.4.2 湖區(qū)地下水?dāng)?shù)值模型構(gòu)建 178
8.4.3 湖區(qū)地下水位模擬結(jié)果驗(yàn)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(duì)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(duì)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(yáng)湖流域未來(lái)氣候變化和干旱情勢(shì)預(yù)測(cè) 195
8.7 本章小結(jié) 198
參考文獻(xiàn) 200
后記 219