Asia’s shrinking glaciers protect large populations from drought stress
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2019
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
A review of climatic controls on δ 18O in precipitation over the Tibetan Plateau: observations and simulations
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2013
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
Modelling glacier variation and its impact on water resource in the Urumqi Glacier No. 1 in Central Asia
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2018
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
... 模型对冰川物质平衡损失的模拟存在低估,可能由于未考虑该区域的粉尘等导致冰川反射率下降或者冰川覆盖地区风吹雪造成的积雪重新分配[58-59].而且,在该模型中未将雪冰川相关参数的时间变化考虑在内,这会导致模拟的偏差[60].另外,虽然FLEXG-iso在径流、冰川物质平衡和径流同位素的模型上均得到了较好的结果,也与Gao等[3]的结果一致,但融冰贡献比例仍需进一步严格验证.例如,贾玉峰等[14]、Jia等[61]根据水量平衡模型计算的26%融冰贡献比例;Thiel等[11]的研究中2013—2016年冰川融水贡献率具有较大的年际变化(20%~60%).耦合遥感等多源数据在率定水文模型中的价值也值得进一步探讨[62]. ...
The future changes of Chinese cryospheric hydrology and their impacts on water security in arid areas
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2020
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
... [4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
中国冰冻圈水文未来变化及其对干旱区水安全的影响
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2020
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
... [4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
The Cryospheric Science for sustainable development
2020
The value of hydrograph partitioning curves for calibrating hydrological models in glacierized basins
2018
Water cycle changes during the past 50 years over the Tibetan Plateau: review and synthesis
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2011
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
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2010
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
1
2010
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
Isotopic and hydrochemical composition of runoff in the Urumqi River, Tianshan Mountains, China
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2015
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
... 本次研究所用的冰川物质平衡和水文气象数据来自2013—2016年的天山冰川观测试验站年报数据[41-42].冰川物质平衡观测从1号冰川冰舌开始自下而上,西支布设A~J横剖面,海拔约3 850~4 150 m,东支布设有A~K横剖面,海拔约3 800~4 150 m.并于每个剖面等距离布设测杆,一般为3根.对于积累区的观测,采用挖取雪坑的方法.观测始于每年的4月,每月底或月初观测一次,至8月底为完整的年度观测[43].2013—2016年逐日的水文气象数据(径流、降水和温度)来自于乌鲁木齐河源区1号冰川水文站.1号冰川水文站设在离1号冰川末端300 m的河道上,断面海拔3 695 m.稳定同位素数据(δ18O)由中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室提供[44-46].2013—2016年的消融季,在1号冰川断面采集了融水径流,并于气象观测站采集了降水.冰面样品于2016年消融季采集.地下水、快响应径流(主要来自冰川融水和非冰川区的地表径流)和慢响应径流(主要来自非冰川区的地下水补给)的δ18O来自于Sun等[9]研究的实测值.地形数据和冰川轮廓[47]来源于全球数字高程模型(STRMDEM,http://srtm.csi.cgiar.org,V4,分辨率90 m)和第二次冰川编目数据(http://westdc.westgis.ac.cn). ...
Development of a land surface model with coupled snow and frozen soil physics
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2017
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
Modeling of mass balance variability and its impact on water discharge from the Urumqi Glacier No
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2020
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
... 模型对冰川物质平衡损失的模拟存在低估,可能由于未考虑该区域的粉尘等导致冰川反射率下降或者冰川覆盖地区风吹雪造成的积雪重新分配[58-59].而且,在该模型中未将雪冰川相关参数的时间变化考虑在内,这会导致模拟的偏差[60].另外,虽然FLEXG-iso在径流、冰川物质平衡和径流同位素的模型上均得到了较好的结果,也与Gao等[3]的结果一致,但融冰贡献比例仍需进一步严格验证.例如,贾玉峰等[14]、Jia等[61]根据水量平衡模型计算的26%融冰贡献比例;Thiel等[11]的研究中2013—2016年冰川融水贡献率具有较大的年际变化(20%~60%).耦合遥感等多源数据在率定水文模型中的价值也值得进一步探讨[62]. ...
A coupled glacier-hydrology model and its application in eastern Pamir
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2018
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
Contribution of snow and glacier melt to discharge for highly glacierised catchments in Norway
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2014
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
Changes of the runoff and its components in Urumqi Glacier No.1 catchment, Tianshan Mountains, 1959-2017
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2019
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
... 模型对冰川物质平衡损失的模拟存在低估,可能由于未考虑该区域的粉尘等导致冰川反射率下降或者冰川覆盖地区风吹雪造成的积雪重新分配[58-59].而且,在该模型中未将雪冰川相关参数的时间变化考虑在内,这会导致模拟的偏差[60].另外,虽然FLEXG-iso在径流、冰川物质平衡和径流同位素的模型上均得到了较好的结果,也与Gao等[3]的结果一致,但融冰贡献比例仍需进一步严格验证.例如,贾玉峰等[14]、Jia等[61]根据水量平衡模型计算的26%融冰贡献比例;Thiel等[11]的研究中2013—2016年冰川融水贡献率具有较大的年际变化(20%~60%).耦合遥感等多源数据在率定水文模型中的价值也值得进一步探讨[62]. ...
1959-2017年天山乌鲁木齐河源1号冰川流域径流及其组分变化
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2019
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
... 模型对冰川物质平衡损失的模拟存在低估,可能由于未考虑该区域的粉尘等导致冰川反射率下降或者冰川覆盖地区风吹雪造成的积雪重新分配[58-59].而且,在该模型中未将雪冰川相关参数的时间变化考虑在内,这会导致模拟的偏差[60].另外,虽然FLEXG-iso在径流、冰川物质平衡和径流同位素的模型上均得到了较好的结果,也与Gao等[3]的结果一致,但融冰贡献比例仍需进一步严格验证.例如,贾玉峰等[14]、Jia等[61]根据水量平衡模型计算的26%融冰贡献比例;Thiel等[11]的研究中2013—2016年冰川融水贡献率具有较大的年际变化(20%~60%).耦合遥感等多源数据在率定水文模型中的价值也值得进一步探讨[62]. ...
Catchment-scale tracer-aided hydrological modelling: a review
3
2020
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
... 水稳定同位素作为径流数据之外的重要信息,为限制模型不确定性提供了新的约束.稳定氢氧同位素(2H和18O)具有“保守”特征,并且稳定氢氧同位素比率在流域尺度各水体中差异明显[20-22],具有进一步限制径流组分互相妥协的潜力[15,23].也有研究证实了同位素示踪数据具有减少参数不确定性的能力,从而有助于改善模型结构[24-25].然而,现有的研究主要是定性研究和以端元法为主的半定量研究[26-28],缺乏对小流域稳定氢氧同位素时空尺度效应的整体性和系统性认识,限制了其作为重要信息源的作用.稳定氢氧同位素示踪水文模型则能提供更有效的研究手段.稳定氢氧同位素示踪水文模型在非寒区降雨径流模拟中已有较多研究[23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
... [15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
流域示踪水文模型研究综述
3
2020
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
... 水稳定同位素作为径流数据之外的重要信息,为限制模型不确定性提供了新的约束.稳定氢氧同位素(2H和18O)具有“保守”特征,并且稳定氢氧同位素比率在流域尺度各水体中差异明显[20-22],具有进一步限制径流组分互相妥协的潜力[15,23].也有研究证实了同位素示踪数据具有减少参数不确定性的能力,从而有助于改善模型结构[24-25].然而,现有的研究主要是定性研究和以端元法为主的半定量研究[26-28],缺乏对小流域稳定氢氧同位素时空尺度效应的整体性和系统性认识,限制了其作为重要信息源的作用.稳定氢氧同位素示踪水文模型则能提供更有效的研究手段.稳定氢氧同位素示踪水文模型在非寒区降雨径流模拟中已有较多研究[23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
... [15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
Hydrological process of a typical catchment in cold region: simulation and analysis
2011
The importance of aspect for modelling the hydrological response in a glacier catchment in Central Asia
4
2017
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
... 模型的寒区水文部分模拟基于Gao等[17]提出的分布式的FLEXG模型,该模型优势在于充分考虑了流域降水、产汇流等异质性,使模型更符合实际.FLEXG将流域划分为不同高程带和坡向,以及冰川区和非冰川区两种水文响应单元. ...
... FLEXG为分布式的冰川水文过程模型,将冰川、积雪、降雨径流等水文过程基于概化的物理过程概念进行描述,比如线性水库和不同景观的响应单元等[17,50].流入各水库的δ18O与现有水库的δ18O混合,更新各个水库的δ18O.直接径流的δ18O来源于冰川区和非冰川区径流的δ18O.假设进入各水库的水量与水库原本水量快速完全混合.考虑了Ss和Sf的额外储量,该额外蓄量可以理解为非饱和区中的蓄水容量或参与降雨混合过程中仅在重力作用下无法自由排出的其他水量,由参数Us(mm)和Uf(mm)表示[30].假设储量固定,仅参与混合过程.由于野外实地观测发现了冰川区表面存在小型冰面湖[34],并且冰川区至观测站之间有部分非冰川区域.由此将这样的情况概化为在冰川区Sf,g额外储量(Uf,g),储量相比土壤较小.Uf,g的先验范围假定为0到Uf最小值的1/4.最终得到的模型FLEXG-iso.本研究未考虑δ18O随高程变化. ...
Constraining hydrological model parameters using water isotopic compositions in a glacierized basin, Central Asia
7
2019
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
... 水稳定同位素作为径流数据之外的重要信息,为限制模型不确定性提供了新的约束.稳定氢氧同位素(2H和18O)具有“保守”特征,并且稳定氢氧同位素比率在流域尺度各水体中差异明显[20-22],具有进一步限制径流组分互相妥协的潜力[15,23].也有研究证实了同位素示踪数据具有减少参数不确定性的能力,从而有助于改善模型结构[24-25].然而,现有的研究主要是定性研究和以端元法为主的半定量研究[26-28],缺乏对小流域稳定氢氧同位素时空尺度效应的整体性和系统性认识,限制了其作为重要信息源的作用.稳定氢氧同位素示踪水文模型则能提供更有效的研究手段.稳定氢氧同位素示踪水文模型在非寒区降雨径流模拟中已有较多研究[23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
... 流域水文和同位素过程极为复杂,模型是对流域异质性过程的概化描述,因此模型假设和简化在所难免.同位素水文主要伴随着分馏和混合这两个主要过程.本研究假定降雪和降雨的δ18O相同,且不考虑降水δ18O随高程的变化.将新降雪和现有积雪的δ18O进行混合来更新现有积雪的δ18O(δ18OSW).通过式(2)中给出的瑞利分馏方法模拟融雪的δ18O(δ18OSM)[48].然后通过融雪融化的δ18O更新剩余的积雪[δ18OSR,式(3)].采用分馏的校正因子(CFs)来改善融雪δ18O的模拟[18].瑞利分馏因子(α)被假定为温度的函数[式(4)][49].采用另一个校正因子(CFe),考虑了由地表蒸发引起的δ18O瑞利分馏过程(公式和融雪一样). ...
... 采用三个目标函数:①Kling-Gupta效率系数[简称KGE,式(15)]检验径流深的模拟[53],KGE越接近1表示二者之间的一致性越高,为符合求最小值的优化算法,与1相减作为径流深模拟的目标函数L1[式(16)];②计算δ18O的均方误差(L2),检验δ18O的模拟[式(17)];③各高程带冰川物质平衡的体积偏差效率(L3)[18],检验冰川物质平衡的模拟[式(18)].均方误差和体积偏差效率越接近0表示模拟和实测之间的偏离程度越小.为了从产生的帕累托前沿识别出有效参数集,定义可接受阈值的性能指标.L1可接受阈值定义为0.20.L2和L3的可接受阈值分别定义为0.56和0.30.只有低于定义阈值的参数集才会被判别为有效参数集. ...
... 综上所述,同位素信息的加入提供了一个新的验证指标,提升了内部变量的模拟效果,有助于得到正确的模拟结果,能为模拟提供有价值的信息.这与德国科学家在中亚吉尔吉斯斯坦得到的结果一致[18]. ...
... 寒区示踪水文模型FLEXG-iso基于寒区水文过程模型FLEXG作为框架,以基于不同水源的氢氧稳定同位素特征差异为前提,不仅要考虑不同端元混合过程,还要考虑积雪消融升华、土壤蒸发等同位素分馏效应.考虑了水同位素分馏过程,包括土壤水蒸发和融雪过程伴随的分馏[18].对混合过程也进行了详细的考虑.有研究发现在地下水水库中设定更大的混合体积可以获得更好的同位素模拟效果,这说明参与混合的地下水库蓄量远比单纯考虑径流过程设置的蓄量要大[24,30],这与本研究结论一致.另外,考虑到冰川区表面存在小型冰面湖[34],并且冰川区至观测站之间有部分非冰川区域,本研究在冰川区也添加了额外储量.在该研究流域中,由于冬季植被覆盖率低,植被冠层对雪的拦截很小.因此,没有考虑升华对雪同位素的影响.本研究结果表明,所提出的耦合模型能够重现该流域径流中同位素时间序列.本研究的另一个出发点在于探讨依靠有限的采样数据是否能得到较好的同位素和水文模拟效果.结果表明,在冰川流域开展水稳定同位素的示踪辅助水文模拟是可行的,这为后续在类似流域收集更详细观测数据,开展更准确水文模拟工作提供了基础. ...
... 本研究也存在一定局限性.首先是同位素数据的代表性.由于数据限制,本研究未考虑同位素组成的高度效应,采用站点的测量值代表整个流域,同位素分布的异质性可能会带来不确定性.未来研究需加密观测网络,基于实测得到同位素海拔梯度变化以估算高海拔地区同位素组成的空间异质性,进一步改善模拟效果[18,55].本研究假定降雪和降雨的δ18O相同,并且基于阈值温度来划分降雪和降雨,未考虑大气中的分馏过程和缺乏降雨和降雪的验证,分量取值可能存在偏差.地下水的同位素数据由于变化幅度小,采样的时间分辨率较粗,可能会遗漏一些短期的变化波动信息.另外,模拟本身存在一定的不确定性.径流同位素组成的变化取决于多方面因素的影响,例如春季融雪的速率和持续时间等[56],在日尺度模拟中很难充分考虑这些细节.完全混合和瞬时混合的假设也值得商榷,更复杂的内在机制仍需进一步探讨[24,51].例如,夏季冰雪表面的融水与雪坑中冬季形成的细粒雪和中粒雪之间进行了大量的物质交换[57],瞬时完全混合还不能充分模拟出这些细节. ...
Reconciling high-altitude precipitation in the upper Indus basin with glacier mass balances and runoff
1
2015
... 冰川作为固体水库,显著减少了径流变差系数,对稳定寒旱区水资源起到了重要作用[1].冰川也具有远高于非冰川区的径流系数,为我国西北干旱区工农业生产和生活用水,以及生态环境保护提供了重要水源[2-3].因此,冰川水文效应的研究不仅是重要的科学问题[4-7],还关系到干旱区水资源管理相关政策的制定[4,8].模型研究是科学认识寒区水文过程机理的重要手段[9-10].水文模拟也是量化各个径流组分的有效方法,还是科学预估未来变化的重要工具[11-12].目前,水文模型已成功应用于研究不同地区高寒流域各水源的空间变化和时间演变,以及融雪融冰和降雨径流对总径流量贡献的模拟等研究[13-14].然而,冰川地区由于特殊的地理条件和复杂的水文过程,传统水文学方法在该区域并不适用[15-17].另外,众多模型研究采用单一指标(流量)进行模型参数率定,容易造成异参同效[18],导致径流模拟和各径流成分的量化仍然存在很大不确定性[19]. ...
Rainfall-runoff paradox from a natural experimental catchment
1
2010
... 水稳定同位素作为径流数据之外的重要信息,为限制模型不确定性提供了新的约束.稳定氢氧同位素(2H和18O)具有“保守”特征,并且稳定氢氧同位素比率在流域尺度各水体中差异明显[20-22],具有进一步限制径流组分互相妥协的潜力[15,23].也有研究证实了同位素示踪数据具有减少参数不确定性的能力,从而有助于改善模型结构[24-25].然而,现有的研究主要是定性研究和以端元法为主的半定量研究[26-28],缺乏对小流域稳定氢氧同位素时空尺度效应的整体性和系统性认识,限制了其作为重要信息源的作用.稳定氢氧同位素示踪水文模型则能提供更有效的研究手段.稳定氢氧同位素示踪水文模型在非寒区降雨径流模拟中已有较多研究[23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
天然实验流域降雨径流现象发生的悖论
1
2010
... 水稳定同位素作为径流数据之外的重要信息,为限制模型不确定性提供了新的约束.稳定氢氧同位素(2H和18O)具有“保守”特征,并且稳定氢氧同位素比率在流域尺度各水体中差异明显[20-22],具有进一步限制径流组分互相妥协的潜力[15,23].也有研究证实了同位素示踪数据具有减少参数不确定性的能力,从而有助于改善模型结构[24-25].然而,现有的研究主要是定性研究和以端元法为主的半定量研究[26-28],缺乏对小流域稳定氢氧同位素时空尺度效应的整体性和系统性认识,限制了其作为重要信息源的作用.稳定氢氧同位素示踪水文模型则能提供更有效的研究手段.稳定氢氧同位素示踪水文模型在非寒区降雨径流模拟中已有较多研究[23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
Review and prospect of isotope hydrology
2015
Hydrochemical changes and influencing factors in the Dongkemadi region, RangeTanggula, China
1
2018
... 水稳定同位素作为径流数据之外的重要信息,为限制模型不确定性提供了新的约束.稳定氢氧同位素(2H和18O)具有“保守”特征,并且稳定氢氧同位素比率在流域尺度各水体中差异明显[20-22],具有进一步限制径流组分互相妥协的潜力[15,23].也有研究证实了同位素示踪数据具有减少参数不确定性的能力,从而有助于改善模型结构[24-25].然而,现有的研究主要是定性研究和以端元法为主的半定量研究[26-28],缺乏对小流域稳定氢氧同位素时空尺度效应的整体性和系统性认识,限制了其作为重要信息源的作用.稳定氢氧同位素示踪水文模型则能提供更有效的研究手段.稳定氢氧同位素示踪水文模型在非寒区降雨径流模拟中已有较多研究[23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
Towards hydrological model calibration and validation: simulation of stable water isotopes using the isoWATFLOOD model
2
2013
... 水稳定同位素作为径流数据之外的重要信息,为限制模型不确定性提供了新的约束.稳定氢氧同位素(2H和18O)具有“保守”特征,并且稳定氢氧同位素比率在流域尺度各水体中差异明显[20-22],具有进一步限制径流组分互相妥协的潜力[15,23].也有研究证实了同位素示踪数据具有减少参数不确定性的能力,从而有助于改善模型结构[24-25].然而,现有的研究主要是定性研究和以端元法为主的半定量研究[26-28],缺乏对小流域稳定氢氧同位素时空尺度效应的整体性和系统性认识,限制了其作为重要信息源的作用.稳定氢氧同位素示踪水文模型则能提供更有效的研究手段.稳定氢氧同位素示踪水文模型在非寒区降雨径流模拟中已有较多研究[23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
... [23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
Can time domain and source area tracers reduce uncertainty in rainfall-runoff models in larger heterogeneous catchments?
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2012
... 水稳定同位素作为径流数据之外的重要信息,为限制模型不确定性提供了新的约束.稳定氢氧同位素(2H和18O)具有“保守”特征,并且稳定氢氧同位素比率在流域尺度各水体中差异明显[20-22],具有进一步限制径流组分互相妥协的潜力[15,23].也有研究证实了同位素示踪数据具有减少参数不确定性的能力,从而有助于改善模型结构[24-25].然而,现有的研究主要是定性研究和以端元法为主的半定量研究[26-28],缺乏对小流域稳定氢氧同位素时空尺度效应的整体性和系统性认识,限制了其作为重要信息源的作用.稳定氢氧同位素示踪水文模型则能提供更有效的研究手段.稳定氢氧同位素示踪水文模型在非寒区降雨径流模拟中已有较多研究[23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
... 综上所述,缺乏内部变量验证的模拟结果(方案1),虽然率定期得到了最佳的径流模拟效果,但是在检验期模拟不理想,这说明径流各组分间存在较大互相妥协,造成异参同效,影响了模拟真实性.本研究中,低约束模型试图调整参数得到更高的融冰贡献比例,来提升率定期的模拟.同位素信息的加入通过提高对过程和参数的辨识能力,使径流成分之间的互相妥协明显降低.这表明水同位素组成具有提供有关径流成分内部分配信息的能力.这与Birkel等[54]和Capell等[24]在温带湿润区得到的结果一致. ...
... 寒区示踪水文模型FLEXG-iso基于寒区水文过程模型FLEXG作为框架,以基于不同水源的氢氧稳定同位素特征差异为前提,不仅要考虑不同端元混合过程,还要考虑积雪消融升华、土壤蒸发等同位素分馏效应.考虑了水同位素分馏过程,包括土壤水蒸发和融雪过程伴随的分馏[18].对混合过程也进行了详细的考虑.有研究发现在地下水水库中设定更大的混合体积可以获得更好的同位素模拟效果,这说明参与混合的地下水库蓄量远比单纯考虑径流过程设置的蓄量要大[24,30],这与本研究结论一致.另外,考虑到冰川区表面存在小型冰面湖[34],并且冰川区至观测站之间有部分非冰川区域,本研究在冰川区也添加了额外储量.在该研究流域中,由于冬季植被覆盖率低,植被冠层对雪的拦截很小.因此,没有考虑升华对雪同位素的影响.本研究结果表明,所提出的耦合模型能够重现该流域径流中同位素时间序列.本研究的另一个出发点在于探讨依靠有限的采样数据是否能得到较好的同位素和水文模拟效果.结果表明,在冰川流域开展水稳定同位素的示踪辅助水文模拟是可行的,这为后续在类似流域收集更详细观测数据,开展更准确水文模拟工作提供了基础. ...
... 本研究也存在一定局限性.首先是同位素数据的代表性.由于数据限制,本研究未考虑同位素组成的高度效应,采用站点的测量值代表整个流域,同位素分布的异质性可能会带来不确定性.未来研究需加密观测网络,基于实测得到同位素海拔梯度变化以估算高海拔地区同位素组成的空间异质性,进一步改善模拟效果[18,55].本研究假定降雪和降雨的δ18O相同,并且基于阈值温度来划分降雪和降雨,未考虑大气中的分馏过程和缺乏降雨和降雪的验证,分量取值可能存在偏差.地下水的同位素数据由于变化幅度小,采样的时间分辨率较粗,可能会遗漏一些短期的变化波动信息.另外,模拟本身存在一定的不确定性.径流同位素组成的变化取决于多方面因素的影响,例如春季融雪的速率和持续时间等[56],在日尺度模拟中很难充分考虑这些细节.完全混合和瞬时混合的假设也值得商榷,更复杂的内在机制仍需进一步探讨[24,51].例如,夏季冰雪表面的融水与雪坑中冬季形成的细粒雪和中粒雪之间进行了大量的物质交换[57],瞬时完全混合还不能充分模拟出这些细节. ...
Assessing the influence of soil freeze-thaw cycles on catchment water storage-flux-age interactions using a tracer-aided ecohydrological model
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2019
... 水稳定同位素作为径流数据之外的重要信息,为限制模型不确定性提供了新的约束.稳定氢氧同位素(2H和18O)具有“保守”特征,并且稳定氢氧同位素比率在流域尺度各水体中差异明显[20-22],具有进一步限制径流组分互相妥协的潜力[15,23].也有研究证实了同位素示踪数据具有减少参数不确定性的能力,从而有助于改善模型结构[24-25].然而,现有的研究主要是定性研究和以端元法为主的半定量研究[26-28],缺乏对小流域稳定氢氧同位素时空尺度效应的整体性和系统性认识,限制了其作为重要信息源的作用.稳定氢氧同位素示踪水文模型则能提供更有效的研究手段.稳定氢氧同位素示踪水文模型在非寒区降雨径流模拟中已有较多研究[23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
... [25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
Estimating glacier and snowmelt contributions to stream flow in a central Andes catchment in Chile using natural tracers
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2014
... 水稳定同位素作为径流数据之外的重要信息,为限制模型不确定性提供了新的约束.稳定氢氧同位素(2H和18O)具有“保守”特征,并且稳定氢氧同位素比率在流域尺度各水体中差异明显[20-22],具有进一步限制径流组分互相妥协的潜力[15,23].也有研究证实了同位素示踪数据具有减少参数不确定性的能力,从而有助于改善模型结构[24-25].然而,现有的研究主要是定性研究和以端元法为主的半定量研究[26-28],缺乏对小流域稳定氢氧同位素时空尺度效应的整体性和系统性认识,限制了其作为重要信息源的作用.稳定氢氧同位素示踪水文模型则能提供更有效的研究手段.稳定氢氧同位素示踪水文模型在非寒区降雨径流模拟中已有较多研究[23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
Hydrograph separation of melt-water: review and expectation
2017
Water isotopes and hydrograph separation in different glacial catchments in the southeast margin of the Tibetan Plateau
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2017
... 水稳定同位素作为径流数据之外的重要信息,为限制模型不确定性提供了新的约束.稳定氢氧同位素(2H和18O)具有“保守”特征,并且稳定氢氧同位素比率在流域尺度各水体中差异明显[20-22],具有进一步限制径流组分互相妥协的潜力[15,23].也有研究证实了同位素示踪数据具有减少参数不确定性的能力,从而有助于改善模型结构[24-25].然而,现有的研究主要是定性研究和以端元法为主的半定量研究[26-28],缺乏对小流域稳定氢氧同位素时空尺度效应的整体性和系统性认识,限制了其作为重要信息源的作用.稳定氢氧同位素示踪水文模型则能提供更有效的研究手段.稳定氢氧同位素示踪水文模型在非寒区降雨径流模拟中已有较多研究[23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
How does rainfall become runoff?
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2003
... 水稳定同位素作为径流数据之外的重要信息,为限制模型不确定性提供了新的约束.稳定氢氧同位素(2H和18O)具有“保守”特征,并且稳定氢氧同位素比率在流域尺度各水体中差异明显[20-22],具有进一步限制径流组分互相妥协的潜力[15,23].也有研究证实了同位素示踪数据具有减少参数不确定性的能力,从而有助于改善模型结构[24-25].然而,现有的研究主要是定性研究和以端元法为主的半定量研究[26-28],缺乏对小流域稳定氢氧同位素时空尺度效应的整体性和系统性认识,限制了其作为重要信息源的作用.稳定氢氧同位素示踪水文模型则能提供更有效的研究手段.稳定氢氧同位素示踪水文模型在非寒区降雨径流模拟中已有较多研究[23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
Learning from model improvement: on the contribution of complementary data to process understanding
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2008
... 水稳定同位素作为径流数据之外的重要信息,为限制模型不确定性提供了新的约束.稳定氢氧同位素(2H和18O)具有“保守”特征,并且稳定氢氧同位素比率在流域尺度各水体中差异明显[20-22],具有进一步限制径流组分互相妥协的潜力[15,23].也有研究证实了同位素示踪数据具有减少参数不确定性的能力,从而有助于改善模型结构[24-25].然而,现有的研究主要是定性研究和以端元法为主的半定量研究[26-28],缺乏对小流域稳定氢氧同位素时空尺度效应的整体性和系统性认识,限制了其作为重要信息源的作用.稳定氢氧同位素示踪水文模型则能提供更有效的研究手段.稳定氢氧同位素示踪水文模型在非寒区降雨径流模拟中已有较多研究[23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
... FLEXG为分布式的冰川水文过程模型,将冰川、积雪、降雨径流等水文过程基于概化的物理过程概念进行描述,比如线性水库和不同景观的响应单元等[17,50].流入各水库的δ18O与现有水库的δ18O混合,更新各个水库的δ18O.直接径流的δ18O来源于冰川区和非冰川区径流的δ18O.假设进入各水库的水量与水库原本水量快速完全混合.考虑了Ss和Sf的额外储量,该额外蓄量可以理解为非饱和区中的蓄水容量或参与降雨混合过程中仅在重力作用下无法自由排出的其他水量,由参数Us(mm)和Uf(mm)表示[30].假设储量固定,仅参与混合过程.由于野外实地观测发现了冰川区表面存在小型冰面湖[34],并且冰川区至观测站之间有部分非冰川区域.由此将这样的情况概化为在冰川区Sf,g额外储量(Uf,g),储量相比土壤较小.Uf,g的先验范围假定为0到Uf最小值的1/4.最终得到的模型FLEXG-iso.本研究未考虑δ18O随高程变化. ...
... 寒区示踪水文模型FLEXG-iso基于寒区水文过程模型FLEXG作为框架,以基于不同水源的氢氧稳定同位素特征差异为前提,不仅要考虑不同端元混合过程,还要考虑积雪消融升华、土壤蒸发等同位素分馏效应.考虑了水同位素分馏过程,包括土壤水蒸发和融雪过程伴随的分馏[18].对混合过程也进行了详细的考虑.有研究发现在地下水水库中设定更大的混合体积可以获得更好的同位素模拟效果,这说明参与混合的地下水库蓄量远比单纯考虑径流过程设置的蓄量要大[24,30],这与本研究结论一致.另外,考虑到冰川区表面存在小型冰面湖[34],并且冰川区至观测站之间有部分非冰川区域,本研究在冰川区也添加了额外储量.在该研究流域中,由于冬季植被覆盖率低,植被冠层对雪的拦截很小.因此,没有考虑升华对雪同位素的影响.本研究结果表明,所提出的耦合模型能够重现该流域径流中同位素时间序列.本研究的另一个出发点在于探讨依靠有限的采样数据是否能得到较好的同位素和水文模拟效果.结果表明,在冰川流域开展水稳定同位素的示踪辅助水文模拟是可行的,这为后续在类似流域收集更详细观测数据,开展更准确水文模拟工作提供了基础. ...
Using isotopes to constrain water flux and age estimates in snow-influenced catchments using the STARR (Spatially distributed Tracer-Aided Rainfall-Runoff) model
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2017
... 水稳定同位素作为径流数据之外的重要信息,为限制模型不确定性提供了新的约束.稳定氢氧同位素(2H和18O)具有“保守”特征,并且稳定氢氧同位素比率在流域尺度各水体中差异明显[20-22],具有进一步限制径流组分互相妥协的潜力[15,23].也有研究证实了同位素示踪数据具有减少参数不确定性的能力,从而有助于改善模型结构[24-25].然而,现有的研究主要是定性研究和以端元法为主的半定量研究[26-28],缺乏对小流域稳定氢氧同位素时空尺度效应的整体性和系统性认识,限制了其作为重要信息源的作用.稳定氢氧同位素示踪水文模型则能提供更有效的研究手段.稳定氢氧同位素示踪水文模型在非寒区降雨径流模拟中已有较多研究[23,29-30],但是寒区同位素示踪水文模型却不多见[25,31].冰川流域的同位素水文模拟研究在国际上也处于刚起步阶段[15,18].因此,本文将分布式冰川流域水文模型(FLEXG)和同位素分馏混合过程进行了耦合,构建稳定氢氧同位素示踪的冰川流域水文模型(FLEXG-iso),于乌鲁木齐河源1号冰川流域进行了模拟检验和径流分割,以期加深对寒区水文过程更全面的认识. ...
Variation of the Glacier No. 1 at the headwaters of the ürümqi River in the Tianshan Mountains during the past 42 years and its trend prediction
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2004
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
42 a来天山乌鲁木齐河源1号冰川变化及趋势预测
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2004
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
Characteristics of the altitude-dependent mass balance and their impact on runoff of the Glacier No. 1 at the headwaters of the Urumqi River, Tianshan Mountain
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2014
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
天山乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡高度变化特征及其对径流的影响
1
2014
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
A glacier melt water pool was discovered at summit of east branch of No
4
2005
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
... [34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
... FLEXG为分布式的冰川水文过程模型,将冰川、积雪、降雨径流等水文过程基于概化的物理过程概念进行描述,比如线性水库和不同景观的响应单元等[17,50].流入各水库的δ18O与现有水库的δ18O混合,更新各个水库的δ18O.直接径流的δ18O来源于冰川区和非冰川区径流的δ18O.假设进入各水库的水量与水库原本水量快速完全混合.考虑了Ss和Sf的额外储量,该额外蓄量可以理解为非饱和区中的蓄水容量或参与降雨混合过程中仅在重力作用下无法自由排出的其他水量,由参数Us(mm)和Uf(mm)表示[30].假设储量固定,仅参与混合过程.由于野外实地观测发现了冰川区表面存在小型冰面湖[34],并且冰川区至观测站之间有部分非冰川区域.由此将这样的情况概化为在冰川区Sf,g额外储量(Uf,g),储量相比土壤较小.Uf,g的先验范围假定为0到Uf最小值的1/4.最终得到的模型FLEXG-iso.本研究未考虑δ18O随高程变化. ...
... 寒区示踪水文模型FLEXG-iso基于寒区水文过程模型FLEXG作为框架,以基于不同水源的氢氧稳定同位素特征差异为前提,不仅要考虑不同端元混合过程,还要考虑积雪消融升华、土壤蒸发等同位素分馏效应.考虑了水同位素分馏过程,包括土壤水蒸发和融雪过程伴随的分馏[18].对混合过程也进行了详细的考虑.有研究发现在地下水水库中设定更大的混合体积可以获得更好的同位素模拟效果,这说明参与混合的地下水库蓄量远比单纯考虑径流过程设置的蓄量要大[24,30],这与本研究结论一致.另外,考虑到冰川区表面存在小型冰面湖[34],并且冰川区至观测站之间有部分非冰川区域,本研究在冰川区也添加了额外储量.在该研究流域中,由于冬季植被覆盖率低,植被冠层对雪的拦截很小.因此,没有考虑升华对雪同位素的影响.本研究结果表明,所提出的耦合模型能够重现该流域径流中同位素时间序列.本研究的另一个出发点在于探讨依靠有限的采样数据是否能得到较好的同位素和水文模拟效果.结果表明,在冰川流域开展水稳定同位素的示踪辅助水文模拟是可行的,这为后续在类似流域收集更详细观测数据,开展更准确水文模拟工作提供了基础. ...
天山乌鲁木齐河源1号冰川东支顶部出现冰面湖
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2005
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
... [34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
... FLEXG为分布式的冰川水文过程模型,将冰川、积雪、降雨径流等水文过程基于概化的物理过程概念进行描述,比如线性水库和不同景观的响应单元等[17,50].流入各水库的δ18O与现有水库的δ18O混合,更新各个水库的δ18O.直接径流的δ18O来源于冰川区和非冰川区径流的δ18O.假设进入各水库的水量与水库原本水量快速完全混合.考虑了Ss和Sf的额外储量,该额外蓄量可以理解为非饱和区中的蓄水容量或参与降雨混合过程中仅在重力作用下无法自由排出的其他水量,由参数Us(mm)和Uf(mm)表示[30].假设储量固定,仅参与混合过程.由于野外实地观测发现了冰川区表面存在小型冰面湖[34],并且冰川区至观测站之间有部分非冰川区域.由此将这样的情况概化为在冰川区Sf,g额外储量(Uf,g),储量相比土壤较小.Uf,g的先验范围假定为0到Uf最小值的1/4.最终得到的模型FLEXG-iso.本研究未考虑δ18O随高程变化. ...
... 寒区示踪水文模型FLEXG-iso基于寒区水文过程模型FLEXG作为框架,以基于不同水源的氢氧稳定同位素特征差异为前提,不仅要考虑不同端元混合过程,还要考虑积雪消融升华、土壤蒸发等同位素分馏效应.考虑了水同位素分馏过程,包括土壤水蒸发和融雪过程伴随的分馏[18].对混合过程也进行了详细的考虑.有研究发现在地下水水库中设定更大的混合体积可以获得更好的同位素模拟效果,这说明参与混合的地下水库蓄量远比单纯考虑径流过程设置的蓄量要大[24,30],这与本研究结论一致.另外,考虑到冰川区表面存在小型冰面湖[34],并且冰川区至观测站之间有部分非冰川区域,本研究在冰川区也添加了额外储量.在该研究流域中,由于冬季植被覆盖率低,植被冠层对雪的拦截很小.因此,没有考虑升华对雪同位素的影响.本研究结果表明,所提出的耦合模型能够重现该流域径流中同位素时间序列.本研究的另一个出发点在于探讨依靠有限的采样数据是否能得到较好的同位素和水文模拟效果.结果表明,在冰川流域开展水稳定同位素的示踪辅助水文模拟是可行的,这为后续在类似流域收集更详细观测数据,开展更准确水文模拟工作提供了基础. ...
Long-range terrestrial laser scanning measurements of annual and intra-annual mass balances for Urumqi Glacier No. 1, eastern Tien Shan, China
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2019
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
Rapid shrinkage and hydrological response of a typical continental glacier in the arid region of Northwest China
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2012
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
Changes of ice-thickness and volume for representative glaciers in Tianshan Mountains in the past 50 years
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2012
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
近50年来天山地区典型冰川厚度及储量变化
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2012
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
Recent climate change trend in Tianshan Mountains from the change of Glacier No
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... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
从乌鲁木齐河源1号冰川二十八年来的变化看天山地区近期气候变化趋势
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1988
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
Observation and study of the snow to ice transformation in the accumulation zone of Glacier No. 1 at the headwaters of ürümqi River
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2006
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
天山乌鲁木齐河源1号冰川积累区表面雪层演化成冰过程的观测研究
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2006
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
Hydrological process of glacier and snow melting and runoff in Urumqi River source region, eastern Tianshan Mountains, China
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2014
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
天山东段冰雪消融与产汇流水文过程: 以乌鲁木齐河源区为例
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2014
... 研究区位于中国西北新疆维吾尔自治区的乌鲁木齐河源头(43°50′ N、86°49′ E),处于中国天山山脉天格尔山北坡,深居欧亚内陆,具有大陆性气候和中国西部和亚洲中部干旱区高寒环境,对气候变化反应敏感.该地区山势险峻,海拔范围为3 712~4 457 m.乌鲁木齐河源区年平均气温 -5.2 ℃,最热月份一般为7月,平均气温约5 ℃,最冷月份一般为1月,平均气温约-15 ℃.一年中温度低于0 ℃的时段长达7~8个月.年均降水量约441 mm,一般集中在消融季(5月至10月),消融季降水量占年降水量的90%[32].自观测以来,年均温和年降水呈持续升高趋势,河源区大西沟气象站数据显示,1959—1996年的年平均温度-5.3 ℃,较1997—2010年的-4.3 ℃增加了1 ℃,并且各个季节温度都比以往显著升高.1986—2010年平均降水量约为493 mm,较1959—1985年的426 mm增加了约15.7%[33].乌鲁木齐河源1号冰川(图1)是朝东北的山谷冰川,为该流域面积最大的冰川.在气候变暖背景下,1号冰川自20世纪90年代以来表现为加速退缩趋势,冰川面积、长度、物质平衡和平衡线高度都发生了显著变化[34].冰川的总面积正逐年减小,冰川面积由1962年的1.95 km2退缩为2017年的1.54 km2[35].平衡线高度由1959—1996年的年均4 042 m上升至1997—2008年的年均4 106 m[36].由于冰川末端不断消融退缩,于1993年分离为2条独立的东西方分支山谷冰川,海拔范围东支在3 752~4 225 m之间,西支在3 848~4 445m之间,总面积为1.59 km2,平均厚度为44.5 m,最大长度为2.1 km,总储量为8 334.1×104 m3[37].气温升高也导致了1号冰川表面雪层特征及成冰带的变化,大量渗入的冰川融水导致粒雪再冻结,导致冷渗浸带逐渐被冻结粒雪和渗浸冰取代[38-39].变得更为单一的冰内、冰下排水道减弱了对融水的阻滞和贮存作用,加快了汇流过程的速度[40].在1号冰川东支顶部源头区发现小型冰面湖的存在[34].乌源1号冰川流域冰川融水径流比例高,已有研究表明,水文站观测的总径流中有70%是来自于冰川区径流,其中44%来自冰川区由降水产生的径流,26%来自冰川自身消融产生的径流[14].非冰川地区的土地覆盖主要是裸露的土壤/岩石和稀疏的草甸,季节性积雪覆盖[17]. ...
The Urumqi River source Glacier No
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1
... 本次研究所用的冰川物质平衡和水文气象数据来自2013—2016年的天山冰川观测试验站年报数据[41-42].冰川物质平衡观测从1号冰川冰舌开始自下而上,西支布设A~J横剖面,海拔约3 850~4 150 m,东支布设有A~K横剖面,海拔约3 800~4 150 m.并于每个剖面等距离布设测杆,一般为3根.对于积累区的观测,采用挖取雪坑的方法.观测始于每年的4月,每月底或月初观测一次,至8月底为完整的年度观测[43].2013—2016年逐日的水文气象数据(径流、降水和温度)来自于乌鲁木齐河源区1号冰川水文站.1号冰川水文站设在离1号冰川末端300 m的河道上,断面海拔3 695 m.稳定同位素数据(δ18O)由中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室提供[44-46].2013—2016年的消融季,在1号冰川断面采集了融水径流,并于气象观测站采集了降水.冰面样品于2016年消融季采集.地下水、快响应径流(主要来自冰川融水和非冰川区的地表径流)和慢响应径流(主要来自非冰川区的地下水补给)的δ18O来自于Sun等[9]研究的实测值.地形数据和冰川轮廓[47]来源于全球数字高程模型(STRMDEM,http://srtm.csi.cgiar.org,V4,分辨率90 m)和第二次冰川编目数据(http://westdc.westgis.ac.cn). ...
Annual report of Tianshan Glaciological Station: vols 22-23
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2013
... 本次研究所用的冰川物质平衡和水文气象数据来自2013—2016年的天山冰川观测试验站年报数据[41-42].冰川物质平衡观测从1号冰川冰舌开始自下而上,西支布设A~J横剖面,海拔约3 850~4 150 m,东支布设有A~K横剖面,海拔约3 800~4 150 m.并于每个剖面等距离布设测杆,一般为3根.对于积累区的观测,采用挖取雪坑的方法.观测始于每年的4月,每月底或月初观测一次,至8月底为完整的年度观测[43].2013—2016年逐日的水文气象数据(径流、降水和温度)来自于乌鲁木齐河源区1号冰川水文站.1号冰川水文站设在离1号冰川末端300 m的河道上,断面海拔3 695 m.稳定同位素数据(δ18O)由中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室提供[44-46].2013—2016年的消融季,在1号冰川断面采集了融水径流,并于气象观测站采集了降水.冰面样品于2016年消融季采集.地下水、快响应径流(主要来自冰川融水和非冰川区的地表径流)和慢响应径流(主要来自非冰川区的地下水补给)的δ18O来自于Sun等[9]研究的实测值.地形数据和冰川轮廓[47]来源于全球数字高程模型(STRMDEM,http://srtm.csi.cgiar.org,V4,分辨率90 m)和第二次冰川编目数据(http://westdc.westgis.ac.cn). ...
Study on mass balance and process of Glacier No. 1 at the headwaters of the Urumqi River in the past 44 years
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2005
... 本次研究所用的冰川物质平衡和水文气象数据来自2013—2016年的天山冰川观测试验站年报数据[41-42].冰川物质平衡观测从1号冰川冰舌开始自下而上,西支布设A~J横剖面,海拔约3 850~4 150 m,东支布设有A~K横剖面,海拔约3 800~4 150 m.并于每个剖面等距离布设测杆,一般为3根.对于积累区的观测,采用挖取雪坑的方法.观测始于每年的4月,每月底或月初观测一次,至8月底为完整的年度观测[43].2013—2016年逐日的水文气象数据(径流、降水和温度)来自于乌鲁木齐河源区1号冰川水文站.1号冰川水文站设在离1号冰川末端300 m的河道上,断面海拔3 695 m.稳定同位素数据(δ18O)由中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室提供[44-46].2013—2016年的消融季,在1号冰川断面采集了融水径流,并于气象观测站采集了降水.冰面样品于2016年消融季采集.地下水、快响应径流(主要来自冰川融水和非冰川区的地表径流)和慢响应径流(主要来自非冰川区的地下水补给)的δ18O来自于Sun等[9]研究的实测值.地形数据和冰川轮廓[47]来源于全球数字高程模型(STRMDEM,http://srtm.csi.cgiar.org,V4,分辨率90 m)和第二次冰川编目数据(http://westdc.westgis.ac.cn). ...
过去44年乌鲁木齐河源1号冰川物质平衡结果及其过程研究
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2005
... 本次研究所用的冰川物质平衡和水文气象数据来自2013—2016年的天山冰川观测试验站年报数据[41-42].冰川物质平衡观测从1号冰川冰舌开始自下而上,西支布设A~J横剖面,海拔约3 850~4 150 m,东支布设有A~K横剖面,海拔约3 800~4 150 m.并于每个剖面等距离布设测杆,一般为3根.对于积累区的观测,采用挖取雪坑的方法.观测始于每年的4月,每月底或月初观测一次,至8月底为完整的年度观测[43].2013—2016年逐日的水文气象数据(径流、降水和温度)来自于乌鲁木齐河源区1号冰川水文站.1号冰川水文站设在离1号冰川末端300 m的河道上,断面海拔3 695 m.稳定同位素数据(δ18O)由中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室提供[44-46].2013—2016年的消融季,在1号冰川断面采集了融水径流,并于气象观测站采集了降水.冰面样品于2016年消融季采集.地下水、快响应径流(主要来自冰川融水和非冰川区的地表径流)和慢响应径流(主要来自非冰川区的地下水补给)的δ18O来自于Sun等[9]研究的实测值.地形数据和冰川轮廓[47]来源于全球数字高程模型(STRMDEM,http://srtm.csi.cgiar.org,V4,分辨率90 m)和第二次冰川编目数据(http://westdc.westgis.ac.cn). ...
Evaluating the sensitivity of glacier rivers to climate change based on hydrograph separation of discharge
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2012
... 本次研究所用的冰川物质平衡和水文气象数据来自2013—2016年的天山冰川观测试验站年报数据[41-42].冰川物质平衡观测从1号冰川冰舌开始自下而上,西支布设A~J横剖面,海拔约3 850~4 150 m,东支布设有A~K横剖面,海拔约3 800~4 150 m.并于每个剖面等距离布设测杆,一般为3根.对于积累区的观测,采用挖取雪坑的方法.观测始于每年的4月,每月底或月初观测一次,至8月底为完整的年度观测[43].2013—2016年逐日的水文气象数据(径流、降水和温度)来自于乌鲁木齐河源区1号冰川水文站.1号冰川水文站设在离1号冰川末端300 m的河道上,断面海拔3 695 m.稳定同位素数据(δ18O)由中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室提供[44-46].2013—2016年的消融季,在1号冰川断面采集了融水径流,并于气象观测站采集了降水.冰面样品于2016年消融季采集.地下水、快响应径流(主要来自冰川融水和非冰川区的地表径流)和慢响应径流(主要来自非冰川区的地下水补给)的δ18O来自于Sun等[9]研究的实测值.地形数据和冰川轮廓[47]来源于全球数字高程模型(STRMDEM,http://srtm.csi.cgiar.org,V4,分辨率90 m)和第二次冰川编目数据(http://westdc.westgis.ac.cn). ...
Quantifying recycled moisture fraction in precipitation of an arid region using deuterium excess
2013
Seasonal controls of meltwater runoff chemistry and chemical weathering at Urumqi Glacier No. 1 in Central Asia
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2019
... 本次研究所用的冰川物质平衡和水文气象数据来自2013—2016年的天山冰川观测试验站年报数据[41-42].冰川物质平衡观测从1号冰川冰舌开始自下而上,西支布设A~J横剖面,海拔约3 850~4 150 m,东支布设有A~K横剖面,海拔约3 800~4 150 m.并于每个剖面等距离布设测杆,一般为3根.对于积累区的观测,采用挖取雪坑的方法.观测始于每年的4月,每月底或月初观测一次,至8月底为完整的年度观测[43].2013—2016年逐日的水文气象数据(径流、降水和温度)来自于乌鲁木齐河源区1号冰川水文站.1号冰川水文站设在离1号冰川末端300 m的河道上,断面海拔3 695 m.稳定同位素数据(δ18O)由中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室提供[44-46].2013—2016年的消融季,在1号冰川断面采集了融水径流,并于气象观测站采集了降水.冰面样品于2016年消融季采集.地下水、快响应径流(主要来自冰川融水和非冰川区的地表径流)和慢响应径流(主要来自非冰川区的地下水补给)的δ18O来自于Sun等[9]研究的实测值.地形数据和冰川轮廓[47]来源于全球数字高程模型(STRMDEM,http://srtm.csi.cgiar.org,V4,分辨率90 m)和第二次冰川编目数据(http://westdc.westgis.ac.cn). ...
The second glacier inventory dataset of China (version
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... 本次研究所用的冰川物质平衡和水文气象数据来自2013—2016年的天山冰川观测试验站年报数据[41-42].冰川物质平衡观测从1号冰川冰舌开始自下而上,西支布设A~J横剖面,海拔约3 850~4 150 m,东支布设有A~K横剖面,海拔约3 800~4 150 m.并于每个剖面等距离布设测杆,一般为3根.对于积累区的观测,采用挖取雪坑的方法.观测始于每年的4月,每月底或月初观测一次,至8月底为完整的年度观测[43].2013—2016年逐日的水文气象数据(径流、降水和温度)来自于乌鲁木齐河源区1号冰川水文站.1号冰川水文站设在离1号冰川末端300 m的河道上,断面海拔3 695 m.稳定同位素数据(δ18O)由中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室提供[44-46].2013—2016年的消融季,在1号冰川断面采集了融水径流,并于气象观测站采集了降水.冰面样品于2016年消融季采集.地下水、快响应径流(主要来自冰川融水和非冰川区的地表径流)和慢响应径流(主要来自非冰川区的地下水补给)的δ18O来自于Sun等[9]研究的实测值.地形数据和冰川轮廓[47]来源于全球数字高程模型(STRMDEM,http://srtm.csi.cgiar.org,V4,分辨率90 m)和第二次冰川编目数据(http://westdc.westgis.ac.cn). ...
刘时银, 郭万钦, 许君利
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... 本次研究所用的冰川物质平衡和水文气象数据来自2013—2016年的天山冰川观测试验站年报数据[41-42].冰川物质平衡观测从1号冰川冰舌开始自下而上,西支布设A~J横剖面,海拔约3 850~4 150 m,东支布设有A~K横剖面,海拔约3 800~4 150 m.并于每个剖面等距离布设测杆,一般为3根.对于积累区的观测,采用挖取雪坑的方法.观测始于每年的4月,每月底或月初观测一次,至8月底为完整的年度观测[43].2013—2016年逐日的水文气象数据(径流、降水和温度)来自于乌鲁木齐河源区1号冰川水文站.1号冰川水文站设在离1号冰川末端300 m的河道上,断面海拔3 695 m.稳定同位素数据(δ18O)由中国科学院冰冻圈科学国家重点实验室提供[44-46].2013—2016年的消融季,在1号冰川断面采集了融水径流,并于气象观测站采集了降水.冰面样品于2016年消融季采集.地下水、快响应径流(主要来自冰川融水和非冰川区的地表径流)和慢响应径流(主要来自非冰川区的地下水补给)的δ18O来自于Sun等[9]研究的实测值.地形数据和冰川轮廓[47]来源于全球数字高程模型(STRMDEM,http://srtm.csi.cgiar.org,V4,分辨率90 m)和第二次冰川编目数据(http://westdc.westgis.ac.cn). ...
Hydrological control of stream water chemistry in a glacial catchment (Damma Glacier, Switzerland)
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2011
... 流域水文和同位素过程极为复杂,模型是对流域异质性过程的概化描述,因此模型假设和简化在所难免.同位素水文主要伴随着分馏和混合这两个主要过程.本研究假定降雪和降雨的δ18O相同,且不考虑降水δ18O随高程的变化.将新降雪和现有积雪的δ18O进行混合来更新现有积雪的δ18O(δ18OSW).通过式(2)中给出的瑞利分馏方法模拟融雪的δ18O(δ18OSM)[48].然后通过融雪融化的δ18O更新剩余的积雪[δ18OSR,式(3)].采用分馏的校正因子(CFs)来改善融雪δ18O的模拟[18].瑞利分馏因子(α)被假定为温度的函数[式(4)][49].采用另一个校正因子(CFe),考虑了由地表蒸发引起的δ18O瑞利分馏过程(公式和融雪一样). ...
Classification of hydrological regimes of northern floodplain basins (Peace-Athabasca Delta, Canada) from analysis of stable isotopes (δ 18O, δ 2H) and water chemistry
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2007
... 流域水文和同位素过程极为复杂,模型是对流域异质性过程的概化描述,因此模型假设和简化在所难免.同位素水文主要伴随着分馏和混合这两个主要过程.本研究假定降雪和降雨的δ18O相同,且不考虑降水δ18O随高程的变化.将新降雪和现有积雪的δ18O进行混合来更新现有积雪的δ18O(δ18OSW).通过式(2)中给出的瑞利分馏方法模拟融雪的δ18O(δ18OSM)[48].然后通过融雪融化的δ18O更新剩余的积雪[δ18OSR,式(3)].采用分馏的校正因子(CFs)来改善融雪δ18O的模拟[18].瑞利分馏因子(α)被假定为温度的函数[式(4)][49].采用另一个校正因子(CFe),考虑了由地表蒸发引起的δ18O瑞利分馏过程(公式和融雪一样). ...
A review of the hydrological model in the glacierized drainage basin
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2005
... FLEXG为分布式的冰川水文过程模型,将冰川、积雪、降雨径流等水文过程基于概化的物理过程概念进行描述,比如线性水库和不同景观的响应单元等[17,50].流入各水库的δ18O与现有水库的δ18O混合,更新各个水库的δ18O.直接径流的δ18O来源于冰川区和非冰川区径流的δ18O.假设进入各水库的水量与水库原本水量快速完全混合.考虑了Ss和Sf的额外储量,该额外蓄量可以理解为非饱和区中的蓄水容量或参与降雨混合过程中仅在重力作用下无法自由排出的其他水量,由参数Us(mm)和Uf(mm)表示[30].假设储量固定,仅参与混合过程.由于野外实地观测发现了冰川区表面存在小型冰面湖[34],并且冰川区至观测站之间有部分非冰川区域.由此将这样的情况概化为在冰川区Sf,g额外储量(Uf,g),储量相比土壤较小.Uf,g的先验范围假定为0到Uf最小值的1/4.最终得到的模型FLEXG-iso.本研究未考虑δ18O随高程变化. ...
冰川径流模型研究进展
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2005
... FLEXG为分布式的冰川水文过程模型,将冰川、积雪、降雨径流等水文过程基于概化的物理过程概念进行描述,比如线性水库和不同景观的响应单元等[17,50].流入各水库的δ18O与现有水库的δ18O混合,更新各个水库的δ18O.直接径流的δ18O来源于冰川区和非冰川区径流的δ18O.假设进入各水库的水量与水库原本水量快速完全混合.考虑了Ss和Sf的额外储量,该额外蓄量可以理解为非饱和区中的蓄水容量或参与降雨混合过程中仅在重力作用下无法自由排出的其他水量,由参数Us(mm)和Uf(mm)表示[30].假设储量固定,仅参与混合过程.由于野外实地观测发现了冰川区表面存在小型冰面湖[34],并且冰川区至观测站之间有部分非冰川区域.由此将这样的情况概化为在冰川区Sf,g额外储量(Uf,g),储量相比土壤较小.Uf,g的先验范围假定为0到Uf最小值的1/4.最终得到的模型FLEXG-iso.本研究未考虑δ18O随高程变化. ...
Magic components-why quantifying rain, snowmelt, and icemelt in river discharge is not easy
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2018
... Weiler等[51]列出了三种径流成分来源的定义:①来自源区的贡献,即来自每类土地覆盖的贡献;②来自产流过程的贡献(如地表径流,壤中流和地下水径流);③输入的贡献(融冰,融雪和降雨).根据定义2进行基于产流过程[式(6)~(14),FLEXG-iso水文模块)对总径流的贡献估算.总径流包括地表径流、壤中流和地下水径流.本研究中,Qf为融雪和降雨混合后的贡献量,是非冰川区的地表径流和壤中流的总和;Qs为地下水的贡献量;Qg为融冰和降雨混合后的贡献量,是冰川区的地表径流.因此,本研究将径流成分定义为融雪、融冰、降雨和地下水,以更加详细地定量评估水文断面年季尺度径流成分.假设水进入水箱快速完全混合,使原来水箱的组分比例改变,从而可以得到从水箱流出水的组分比例(等于水箱的组分比例).各贡献量均为当日产流的部分,有一部分输入水量会留在各水箱中,参与下一时间的混合以及产流、蒸发等水文过程.于是,得以追踪整个过程的各组分变化. ...
... 本研究也存在一定局限性.首先是同位素数据的代表性.由于数据限制,本研究未考虑同位素组成的高度效应,采用站点的测量值代表整个流域,同位素分布的异质性可能会带来不确定性.未来研究需加密观测网络,基于实测得到同位素海拔梯度变化以估算高海拔地区同位素组成的空间异质性,进一步改善模拟效果[18,55].本研究假定降雪和降雨的δ18O相同,并且基于阈值温度来划分降雪和降雨,未考虑大气中的分馏过程和缺乏降雨和降雪的验证,分量取值可能存在偏差.地下水的同位素数据由于变化幅度小,采样的时间分辨率较粗,可能会遗漏一些短期的变化波动信息.另外,模拟本身存在一定的不确定性.径流同位素组成的变化取决于多方面因素的影响,例如春季融雪的速率和持续时间等[56],在日尺度模拟中很难充分考虑这些细节.完全混合和瞬时混合的假设也值得商榷,更复杂的内在机制仍需进一步探讨[24,51].例如,夏季冰雪表面的融水与雪坑中冬季形成的细粒雪和中粒雪之间进行了大量的物质交换[57],瞬时完全混合还不能充分模拟出这些细节. ...
A shuffled complex evolution metropolis algorithm for optimization and uncertainty assessment of hydrological model parameters
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... 选择2013年和2014年作为率定期,2015年和2016年作为检验期.采用MOSCEM-UA算法来进行参数优化[52],模型参数个数为17(表1),迭代次数20 000. ...
Decomposition of the mean squared error and NSE performance criteria: implications for improving hydrological modelling
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2009
... 采用三个目标函数:①Kling-Gupta效率系数[简称KGE,式(15)]检验径流深的模拟[53],KGE越接近1表示二者之间的一致性越高,为符合求最小值的优化算法,与1相减作为径流深模拟的目标函数L1[式(16)];②计算δ18O的均方误差(L2),检验δ18O的模拟[式(17)];③各高程带冰川物质平衡的体积偏差效率(L3)[18],检验冰川物质平衡的模拟[式(18)].均方误差和体积偏差效率越接近0表示模拟和实测之间的偏离程度越小.为了从产生的帕累托前沿识别出有效参数集,定义可接受阈值的性能指标.L1可接受阈值定义为0.20.L2和L3的可接受阈值分别定义为0.56和0.30.只有低于定义阈值的参数集才会被判别为有效参数集. ...
Assessing the value of high-resolution isotope tracer data in the stepwise development of a lumped conceptual rainfall-runoff model
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2010
... 综上所述,缺乏内部变量验证的模拟结果(方案1),虽然率定期得到了最佳的径流模拟效果,但是在检验期模拟不理想,这说明径流各组分间存在较大互相妥协,造成异参同效,影响了模拟真实性.本研究中,低约束模型试图调整参数得到更高的融冰贡献比例,来提升率定期的模拟.同位素信息的加入通过提高对过程和参数的辨识能力,使径流成分之间的互相妥协明显降低.这表明水同位素组成具有提供有关径流成分内部分配信息的能力.这与Birkel等[54]和Capell等[24]在温带湿润区得到的结果一致. ...
Tracer-based analysis of spatial and temporal variations of water sources in a glacierized catchment
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2014
... 本研究也存在一定局限性.首先是同位素数据的代表性.由于数据限制,本研究未考虑同位素组成的高度效应,采用站点的测量值代表整个流域,同位素分布的异质性可能会带来不确定性.未来研究需加密观测网络,基于实测得到同位素海拔梯度变化以估算高海拔地区同位素组成的空间异质性,进一步改善模拟效果[18,55].本研究假定降雪和降雨的δ18O相同,并且基于阈值温度来划分降雪和降雨,未考虑大气中的分馏过程和缺乏降雨和降雪的验证,分量取值可能存在偏差.地下水的同位素数据由于变化幅度小,采样的时间分辨率较粗,可能会遗漏一些短期的变化波动信息.另外,模拟本身存在一定的不确定性.径流同位素组成的变化取决于多方面因素的影响,例如春季融雪的速率和持续时间等[56],在日尺度模拟中很难充分考虑这些细节.完全混合和瞬时混合的假设也值得商榷,更复杂的内在机制仍需进一步探讨[24,51].例如,夏季冰雪表面的融水与雪坑中冬季形成的细粒雪和中粒雪之间进行了大量的物质交换[57],瞬时完全混合还不能充分模拟出这些细节. ...
A preliminary assessment of water partitioning and ecohydrological coupling in northern headwaters using stable isotopes and conceptual runoff models
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2015
... 本研究也存在一定局限性.首先是同位素数据的代表性.由于数据限制,本研究未考虑同位素组成的高度效应,采用站点的测量值代表整个流域,同位素分布的异质性可能会带来不确定性.未来研究需加密观测网络,基于实测得到同位素海拔梯度变化以估算高海拔地区同位素组成的空间异质性,进一步改善模拟效果[18,55].本研究假定降雪和降雨的δ18O相同,并且基于阈值温度来划分降雪和降雨,未考虑大气中的分馏过程和缺乏降雨和降雪的验证,分量取值可能存在偏差.地下水的同位素数据由于变化幅度小,采样的时间分辨率较粗,可能会遗漏一些短期的变化波动信息.另外,模拟本身存在一定的不确定性.径流同位素组成的变化取决于多方面因素的影响,例如春季融雪的速率和持续时间等[56],在日尺度模拟中很难充分考虑这些细节.完全混合和瞬时混合的假设也值得商榷,更复杂的内在机制仍需进一步探讨[24,51].例如,夏季冰雪表面的融水与雪坑中冬季形成的细粒雪和中粒雪之间进行了大量的物质交换[57],瞬时完全混合还不能充分模拟出这些细节. ...
Evolution processes of δ 18O in snowpits on No. 1 Glacier at the Urumqi River head, Tianshan Mountains
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2009
... 本研究也存在一定局限性.首先是同位素数据的代表性.由于数据限制,本研究未考虑同位素组成的高度效应,采用站点的测量值代表整个流域,同位素分布的异质性可能会带来不确定性.未来研究需加密观测网络,基于实测得到同位素海拔梯度变化以估算高海拔地区同位素组成的空间异质性,进一步改善模拟效果[18,55].本研究假定降雪和降雨的δ18O相同,并且基于阈值温度来划分降雪和降雨,未考虑大气中的分馏过程和缺乏降雨和降雪的验证,分量取值可能存在偏差.地下水的同位素数据由于变化幅度小,采样的时间分辨率较粗,可能会遗漏一些短期的变化波动信息.另外,模拟本身存在一定的不确定性.径流同位素组成的变化取决于多方面因素的影响,例如春季融雪的速率和持续时间等[56],在日尺度模拟中很难充分考虑这些细节.完全混合和瞬时混合的假设也值得商榷,更复杂的内在机制仍需进一步探讨[24,51].例如,夏季冰雪表面的融水与雪坑中冬季形成的细粒雪和中粒雪之间进行了大量的物质交换[57],瞬时完全混合还不能充分模拟出这些细节. ...
天山乌鲁木齐河源1号冰川雪冰中δ 18O的演化过程
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2009
... 本研究也存在一定局限性.首先是同位素数据的代表性.由于数据限制,本研究未考虑同位素组成的高度效应,采用站点的测量值代表整个流域,同位素分布的异质性可能会带来不确定性.未来研究需加密观测网络,基于实测得到同位素海拔梯度变化以估算高海拔地区同位素组成的空间异质性,进一步改善模拟效果[18,55].本研究假定降雪和降雨的δ18O相同,并且基于阈值温度来划分降雪和降雨,未考虑大气中的分馏过程和缺乏降雨和降雪的验证,分量取值可能存在偏差.地下水的同位素数据由于变化幅度小,采样的时间分辨率较粗,可能会遗漏一些短期的变化波动信息.另外,模拟本身存在一定的不确定性.径流同位素组成的变化取决于多方面因素的影响,例如春季融雪的速率和持续时间等[56],在日尺度模拟中很难充分考虑这些细节.完全混合和瞬时混合的假设也值得商榷,更复杂的内在机制仍需进一步探讨[24,51].例如,夏季冰雪表面的融水与雪坑中冬季形成的细粒雪和中粒雪之间进行了大量的物质交换[57],瞬时完全混合还不能充分模拟出这些细节. ...
An overview of black carbon deposition in High Asia glaciers and its impacts on radiation balance
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2013
... 模型对冰川物质平衡损失的模拟存在低估,可能由于未考虑该区域的粉尘等导致冰川反射率下降或者冰川覆盖地区风吹雪造成的积雪重新分配[58-59].而且,在该模型中未将雪冰川相关参数的时间变化考虑在内,这会导致模拟的偏差[60].另外,虽然FLEXG-iso在径流、冰川物质平衡和径流同位素的模型上均得到了较好的结果,也与Gao等[3]的结果一致,但融冰贡献比例仍需进一步严格验证.例如,贾玉峰等[14]、Jia等[61]根据水量平衡模型计算的26%融冰贡献比例;Thiel等[11]的研究中2013—2016年冰川融水贡献率具有较大的年际变化(20%~60%).耦合遥感等多源数据在率定水文模型中的价值也值得进一步探讨[62]. ...
Persistence in intra-annual snow depth distribution:
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... 模型对冰川物质平衡损失的模拟存在低估,可能由于未考虑该区域的粉尘等导致冰川反射率下降或者冰川覆盖地区风吹雪造成的积雪重新分配[58-59].而且,在该模型中未将雪冰川相关参数的时间变化考虑在内,这会导致模拟的偏差[60].另外,虽然FLEXG-iso在径流、冰川物质平衡和径流同位素的模型上均得到了较好的结果,也与Gao等[3]的结果一致,但融冰贡献比例仍需进一步严格验证.例如,贾玉峰等[14]、Jia等[61]根据水量平衡模型计算的26%融冰贡献比例;Thiel等[11]的研究中2013—2016年冰川融水贡献率具有较大的年际变化(20%~60%).耦合遥感等多源数据在率定水文模型中的价值也值得进一步探讨[62]. ...
A simulation of glacial runoff at headwaters of the Urumqi River
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2012
... 模型对冰川物质平衡损失的模拟存在低估,可能由于未考虑该区域的粉尘等导致冰川反射率下降或者冰川覆盖地区风吹雪造成的积雪重新分配[58-59].而且,在该模型中未将雪冰川相关参数的时间变化考虑在内,这会导致模拟的偏差[60].另外,虽然FLEXG-iso在径流、冰川物质平衡和径流同位素的模型上均得到了较好的结果,也与Gao等[3]的结果一致,但融冰贡献比例仍需进一步严格验证.例如,贾玉峰等[14]、Jia等[61]根据水量平衡模型计算的26%融冰贡献比例;Thiel等[11]的研究中2013—2016年冰川融水贡献率具有较大的年际变化(20%~60%).耦合遥感等多源数据在率定水文模型中的价值也值得进一步探讨[62]. ...
天山乌鲁木齐河源区1号冰川径流模拟研究
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2012
... 模型对冰川物质平衡损失的模拟存在低估,可能由于未考虑该区域的粉尘等导致冰川反射率下降或者冰川覆盖地区风吹雪造成的积雪重新分配[58-59].而且,在该模型中未将雪冰川相关参数的时间变化考虑在内,这会导致模拟的偏差[60].另外,虽然FLEXG-iso在径流、冰川物质平衡和径流同位素的模型上均得到了较好的结果,也与Gao等[3]的结果一致,但融冰贡献比例仍需进一步严格验证.例如,贾玉峰等[14]、Jia等[61]根据水量平衡模型计算的26%融冰贡献比例;Thiel等[11]的研究中2013—2016年冰川融水贡献率具有较大的年际变化(20%~60%).耦合遥感等多源数据在率定水文模型中的价值也值得进一步探讨[62]. ...
Runoff changes from Urumqi Glacier No
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2020
... 模型对冰川物质平衡损失的模拟存在低估,可能由于未考虑该区域的粉尘等导致冰川反射率下降或者冰川覆盖地区风吹雪造成的积雪重新分配[58-59].而且,在该模型中未将雪冰川相关参数的时间变化考虑在内,这会导致模拟的偏差[60].另外,虽然FLEXG-iso在径流、冰川物质平衡和径流同位素的模型上均得到了较好的结果,也与Gao等[3]的结果一致,但融冰贡献比例仍需进一步严格验证.例如,贾玉峰等[14]、Jia等[61]根据水量平衡模型计算的26%融冰贡献比例;Thiel等[11]的研究中2013—2016年冰川融水贡献率具有较大的年际变化(20%~60%).耦合遥感等多源数据在率定水文模型中的价值也值得进一步探讨[62]. ...
Climate change impacts on future snow, ice and rain runoff in a Swiss mountain catchment using multi-dataset calibration
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2017
... 模型对冰川物质平衡损失的模拟存在低估,可能由于未考虑该区域的粉尘等导致冰川反射率下降或者冰川覆盖地区风吹雪造成的积雪重新分配[58-59].而且,在该模型中未将雪冰川相关参数的时间变化考虑在内,这会导致模拟的偏差[60].另外,虽然FLEXG-iso在径流、冰川物质平衡和径流同位素的模型上均得到了较好的结果,也与Gao等[3]的结果一致,但融冰贡献比例仍需进一步严格验证.例如,贾玉峰等[14]、Jia等[61]根据水量平衡模型计算的26%融冰贡献比例;Thiel等[11]的研究中2013—2016年冰川融水贡献率具有较大的年际变化(20%~60%).耦合遥感等多源数据在率定水文模型中的价值也值得进一步探讨[62]. ...