气候变化对东北冻土及水文过程的影响
发布时间：2022-12-25 16:02
在全球变暖的背景下,我国东北地区的冻土环境发生了显著变化,出现了地温升高、活动层加深、多年冻土面积减少和南界北移等想象,冻土的变化对寒区水文过程也产生了相应的影响。与此同时,冻土通过土壤状态以及水循环反过来影响着地气交换、生态水文过程、寒区工程建设和人类活动。因此,研究气候变化下多年冻土冻土变化及其水文响应显得尤为重要。本文在东北地区1960~2012年气象数据的支撑下,构建了东北气候变化大背景;再运用ArcGIS空间分析及栅格计算器、模型构建器等工具结合冻结数模型对东北地区冻土进行分布模拟,并对其进行时空变化分析,同时运用气温数据和冻融指数计算公式,分析了冻融指数的变化特征;采用耦合了冻土模块的分布式水文模型SHAWDHM对东北两个小流域的径流、蒸散量以及冻融过程进行了模拟,探讨了多年冻土变化与径流之间的联系,同时还详细分析了土壤的冻融过程;最后引用纳什比率系数结合水文站实测径流数据对模型进行了精度评价。研究结果表明:1960~2012年东北地区升温趋势非常明显,气温上升率为0.36℃/10a,明显高于全国平均升温速率（0.22℃/10a）,且冬季升温率最高,空...
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 冻土分布研究
1.2.2 冻土水文研究
1.2.3 冻土水文模型研究
1.2.4 科学问题
1.3 研究内容和方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
1.4 技术路线
第2章 东北地区多年气候变化特征分析
2.1 研究区概况
2.1.1 地理位置及范围
2.1.2 地形地貌
2.2 基础数据资料来源及处理
2.2.1 GLDAS数据
2.2.2 气象数据
2.2.3 DEM数据
2.2.4 径流数据
2.3 研究区气候与水文条件
2.3.1 气温、降水、蒸散量年内变化特征
2.3.2 气温年际与季节变化特征
2.3.3 降水量年际与季节变化特征
2.3.4 蒸散量年际与季节变化特征
2.4 本章小结
第3章 冻土分布及其变化特征
3.1 冻土分布
3.1.1 冻土分布模拟
3.1.2 冻土分布特征
3.2 冻融指数时空变化分析
3.2.1 冻融指数年际变化
3.2.2 冻融指数空间变化
3.2.3 冻融指数多年变化率
3.3 本章小结
第4章 冻土水文过程模拟研究
4.1 SHAWDHM模型介绍
4.1.1 流域空间划分
4.1.2 模型耦合原理及流程
4.1.3 模型输入与输出数据
4.2 冻土变化的水文响应
4.2.1 模型精度评定
4.2.2 流域蒸散量变化分析
4.2.3 流域径流变化特征
4.2.4 土壤冻融过程
4.3 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 结论
5.2 本文创新点
5.3 展望
参考文献
附录A 攻读学位期间发表的论文与科研成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]东北多年冻土退化及环境效应研究现状与展望[J]. 陈珊珊,臧淑英,孙丽. 冰川冻土. 2018(02)
[2]基于Noah陆面过程模型模拟青藏高原植被和土壤特征对多年冻土的影响[J]. 吴小波,南卓铜,王维真,赵林. 冰川冻土. 2018(02)
[3]黄河源区多年冻土空间分布变化特征数值模拟[J]. 马帅,盛煜,曹伟,吴吉春,胡晓莹,王生廷. 地理学报. 2017(09)
[4]基于GRACE和GLDAS的长江下游陆地水储量变化预测[J]. 李晓英,蔡晨凯,叶根苗,苏志伟. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2017(07)
[5]中国东北多年冻土区植被生长季NDVI时空变化及其对气候变化的响应[J]. 郭金停,胡远满,熊在平,闫晓露,任百慧,布仁仓. 应用生态学报. 2017(08)
[6]京津冀辽鲁地区气溶胶光学厚度时空变化特征[J]. 纪晓璐,廉丽姝. 山东师范大学学报(自然科学版). 2017(01)
[7]两种ArcGIS地理处理工具研究与应用[J]. 史秋晶,李羽荟,谢德明. 测绘与空间地理信息. 2016(10)
[8]高寒山区冻土对水文过程的影响研究——以黑河上游八宝河为例[J]. 张艳林,常晓丽,梁继,何瑞霞. 冰川冻土. 2016(05)
[9]The efficacy of Kriging spatial interpolation for filling temporal gaps in daily air temperature data: A case study in northeast China[J]. YanLin Zhang,XiaoLi Chang,Ji Liang,DongLiang Luo,RuiXia He. Sciences in Cold and Arid Regions. 2016(05)
[10]1961-2013年黑龙江省气温变化特征[J]. 于成龙,刘丹,马秋斯,宫丽娟. 环境科学与技术. 2016(05)
博士论文
[1]冻土对气候变化的响应及基于POD方法的降维外推算法研究[D]. 高骏强.华北电力大学(北京) 2017
[2]寒区水循环模拟研究及其在松花江流域的应用[D]. 李佳.东华大学 2017
[3]北半球季节冻土时空变化特征及其对气候变化的响应[D]. 彭小清.兰州大学 2017
硕士论文
[1]1.5℃和2.0℃温升条件下北半球多年冻土的变化及其碳释放[D]. 孔莹.兰州大学 2018
[2]小兴安岭季节性冻土区春季融雪径流分析[D]. 勾文婧.黑龙江大学 2017
[3]气候变化下黑河上游山区冻土变化及水文响应研究[D]. 陈建伟.中国地质大学(北京) 2015
[4]青藏高原多年冻土变化的定量分析及其生态水文意义研究[D]. 冯雨晴.中国地质大学(北京) 2015
[5]牡丹岭地区不同土地利用类型下土壤冻融变化特征分析[D]. 赵亚茹.东北师范大学 2014
[6]黄河源区多年冻土的时空变化特征及其生态环境效应[D]. 洪涛.中国地质大学（北京） 2013
本文编号：3726923
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 冻土分布研究
1.2.2 冻土水文研究
1.2.3 冻土水文模型研究
1.2.4 科学问题
1.3 研究内容和方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
1.4 技术路线
第2章 东北地区多年气候变化特征分析
2.1 研究区概况
2.1.1 地理位置及范围
2.1.2 地形地貌
2.2 基础数据资料来源及处理
2.2.1 GLDAS数据
2.2.2 气象数据
2.2.3 DEM数据
2.2.4 径流数据
2.3 研究区气候与水文条件
2.3.1 气温、降水、蒸散量年内变化特征
2.3.2 气温年际与季节变化特征
2.3.3 降水量年际与季节变化特征
2.3.4 蒸散量年际与季节变化特征
2.4 本章小结
第3章 冻土分布及其变化特征
3.1 冻土分布
3.1.1 冻土分布模拟
3.1.2 冻土分布特征
3.2 冻融指数时空变化分析
3.2.1 冻融指数年际变化
3.2.2 冻融指数空间变化
3.2.3 冻融指数多年变化率
3.3 本章小结
第4章 冻土水文过程模拟研究
4.1 SHAWDHM模型介绍
4.1.1 流域空间划分
4.1.2 模型耦合原理及流程
4.1.3 模型输入与输出数据
4.2 冻土变化的水文响应
4.2.1 模型精度评定
4.2.2 流域蒸散量变化分析
4.2.3 流域径流变化特征
4.2.4 土壤冻融过程
4.3 本章小结
第5章 总结与展望
5.1 结论
5.2 本文创新点
5.3 展望
参考文献
附录A 攻读学位期间发表的论文与科研成果清单
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]东北多年冻土退化及环境效应研究现状与展望[J]. 陈珊珊,臧淑英,孙丽. 冰川冻土. 2018(02)
[2]基于Noah陆面过程模型模拟青藏高原植被和土壤特征对多年冻土的影响[J]. 吴小波,南卓铜,王维真,赵林. 冰川冻土. 2018(02)
[3]黄河源区多年冻土空间分布变化特征数值模拟[J]. 马帅,盛煜,曹伟,吴吉春,胡晓莹,王生廷. 地理学报. 2017(09)
[4]基于GRACE和GLDAS的长江下游陆地水储量变化预测[J]. 李晓英,蔡晨凯,叶根苗,苏志伟. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2017(07)
[5]中国东北多年冻土区植被生长季NDVI时空变化及其对气候变化的响应[J]. 郭金停,胡远满,熊在平,闫晓露,任百慧,布仁仓. 应用生态学报. 2017(08)
[6]京津冀辽鲁地区气溶胶光学厚度时空变化特征[J]. 纪晓璐,廉丽姝. 山东师范大学学报(自然科学版). 2017(01)
[7]两种ArcGIS地理处理工具研究与应用[J]. 史秋晶,李羽荟,谢德明. 测绘与空间地理信息. 2016(10)
[8]高寒山区冻土对水文过程的影响研究——以黑河上游八宝河为例[J]. 张艳林,常晓丽,梁继,何瑞霞. 冰川冻土. 2016(05)
[9]The efficacy of Kriging spatial interpolation for filling temporal gaps in daily air temperature data: A case study in northeast China[J]. YanLin Zhang,XiaoLi Chang,Ji Liang,DongLiang Luo,RuiXia He. Sciences in Cold and Arid Regions. 2016(05)
[10]1961-2013年黑龙江省气温变化特征[J]. 于成龙,刘丹,马秋斯,宫丽娟. 环境科学与技术. 2016(05)
博士论文
[1]冻土对气候变化的响应及基于POD方法的降维外推算法研究[D]. 高骏强.华北电力大学(北京) 2017
[2]寒区水循环模拟研究及其在松花江流域的应用[D]. 李佳.东华大学 2017
[3]北半球季节冻土时空变化特征及其对气候变化的响应[D]. 彭小清.兰州大学 2017
硕士论文
[1]1.5℃和2.0℃温升条件下北半球多年冻土的变化及其碳释放[D]. 孔莹.兰州大学 2018
[2]小兴安岭季节性冻土区春季融雪径流分析[D]. 勾文婧.黑龙江大学 2017
[3]气候变化下黑河上游山区冻土变化及水文响应研究[D]. 陈建伟.中国地质大学(北京) 2015
[4]青藏高原多年冻土变化的定量分析及其生态水文意义研究[D]. 冯雨晴.中国地质大学(北京) 2015
[5]牡丹岭地区不同土地利用类型下土壤冻融变化特征分析[D]. 赵亚茹.东北师范大学 2014
[6]黄河源区多年冻土的时空变化特征及其生态环境效应[D]. 洪涛.中国地质大学（北京） 2013
本文编号：3726923
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