天山山区地形对降水空间分布的影响研究

发布时间：2020-11-19 01:20

　　 本文以缺资料的高寒山区——天山为研究对象,采用GIS空间分析法,利用TRMM数据、NCEP再分析资料,结合天山气象站、监测站实测数据,研究了基于地形的降水变化量。首先分析了天山山区下垫面对空间降水再分配的影响,其次深入剖析了地形对降水空间分布的影响特征;在此基础上,根据地形对水汽的抬升作用,构建了基于地形影响的降水精细化空间估算模型,并在中天山开都河流域进行模型精度的验证,最后给出了440 m×440 m分辨率的天山山区各月份基于地形抬升降水量精细化空间分布。研究结果显示:(1)天山山区下垫面对降水再分配影响显著,天山及周边区域大气理论降水量与实际降水量空间分布明显不同。大气理论降水的高值区位于塔克拉玛干沙漠等低海拔荒漠地带,实际降水属于低值区;另一方面,大气理论降水低值区位于中天山高海拔山区地带,而实际降水属于高值区。这与区域降水转化率密切相关:盆地荒漠等低海拔地区降水转化率普遍较低,而山区地带降水转化率普遍较高,总体呈北高南低,西高东低的趋势。降水转换率最高值达360%左右,出现在夏季7月强降雨时期,最大值中心分布在天山西部山区托木尔峰及哈尔克他乌山区域,且逐渐向外围山脉及盆地区域递减。(2)天山山区降水量变化与地形密切相关。中天山山区存在两个降水极大值高度带,分别在2113 m和3751 m附近,后者降水量高达600 mm以上;另一方面,中天山山区还存在一个降水极小值高度带,分布在1266 m附近。在第二降水高度带3751 m以下,连续出现的迎风坡、背风坡实际降水量与高程之间存在正相关关系。(3)基于降水与地形之间的关系,构建了降水精细化空间估算模型,在天山山区有很好的适用性。在开都河流域验证结果显示:相关系数达到0.96,百分比偏差接近0,均方根误差为4.26,模型模拟结果与监测站点实测数据有很高的一致性。(4)本文构建的降水精细化空间估算模型不仅能量化地形对降水空间分布的影响,还能表征区域地形特征。模型模拟结果与区域水汽条件变化、地形分布、主风向高度吻合,细致反映了区域气候影响下迎风坡和背风坡的地形特征,能够精细估算地形和区域水汽变化共同作用下,天山区域地形对降水空间分布的影响。说明该模型用于天山山区可行,计算结果可信度高。(5)受天山山区地形影响的降水量变化主要分布在天山山脉的高海拔山区,小于300 mm,集中在-100~100 mm之间,四季差异显著,表现为夏季7月最大,冬季1月最小,春季4月与秋季10月空间分布大体相似。但地形抬升降水量并不与海拔同步增加,这主要受各季水汽空间分布差异及各月主风向变化的影响,还取决于是否具备水汽爬坡和雨滴成长的条件,进而成云致雨。本文研究获得基于地形影响的降水精细化空间估算模型1个;天山山区地形影响降水空间分布图集1套。为天山水资源的科学管理提供决策依据,为农业与经济的可持续发展奠定良好基础,促进和带动西北干旱区水资源合理开发利用。
【学位单位】：石河子大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P461.3
【部分图文】：

中国境内的天山山脉位于北纬 39.6° ~ 45.5°和东经 73.5° ~ 96.1°之间(图 2-1)，天山的 3/4，山脉呈近东西横向延展，西起吉尔吉克斯坦东部边界，进入我国新疆境东至西临哈密市的星星峡戈壁。东西长大约 1700 km，南北宽度大致在 250 至 3之间，而帕米尔以北处的天山山体达到最宽，达 800 km 以上，山体总面积约 5.7×10占新疆总面积的 1/3 以上[48]。

汽有大西洋的西风水汽和北冰洋的干冷水汽，后者水汽占前洋路径遥远，但天山在北半球中纬，坐落于西风带盛行区，通，因此天山西风水汽最为充沛[48]。显示，天山水汽主要来源于以下 4 个方向[50-58]（如图 2-2）

图 2-3 坡度和坡向角计算示意图Fig.2-3 Sketch map of the calculation slope and aspect空间分布：图 2-4 天山山区坡度空间分布Fig.2-4 The slope map of Tianshan Mountain坡向为n 与正北方向的夹角，n 为定点切平面的计算公式为：f
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 韩添丁,丁永建,叶柏生,谢昌卫;天山天格尔山南北坡降水特征研究[J];冰川冻土;2004年06期

2 陈亚宁;徐长春;杨余辉;郝兴明;沈永平;;新疆水文水资源变化及对区域气候变化的响应[J];地理学报;2009年11期

3 韩振宇;周天军;;APHRODITE高分辨率逐日降水资料在中国大陆地区的适用性[J];大气科学;2012年02期

4 王会军;;东亚区域能量和水分循环对我国极端气候影响研究的一些初步进展[J];地球科学进展;2010年06期

5 连志鸾;李国翠;;石家庄的云、降水和水汽特征[J];气象科技;2005年S1期

6 张强;张杰;孙国武;狄潇泓;;祁连山山区空中水汽分布特征研究[J];气象学报;2007年04期

7 丁仁海;周后福;;九华山区下垫面对局地降水的影响分析[J];气象;2010年03期

8 杨红梅,葛润生,徐宝祥;用单站探空资料分析对流层气柱水汽总量[J];气象;1998年09期

9 彭定志,熊立华,郭生练,胡彩虹,张红;MODIS在水文水资源中的应用与展望[J];水科学进展;2004年05期

10 赵传成;丁永建;叶柏生;赵求东;;天山山区降水量的空间分布及其估算方法[J];水科学进展;2011年03期

相关硕士学位论文 前2条

1 李瑞雪;中国天山山区气候变化的时空分布特征[D];西北师范大学;2010年

2 苏立娟;内蒙古地区云、降水和可降水量的时空分布、变化趋势及其与气候因子的关系[D];兰州大学;2006年

本文编号：2889486