我国的北方地区降水再循环率评估.pdfVIP

我国北方地区降水再循环率评估。 康红文 巾同‘c象科学研究院，北京10008 摘 要 本文利用1976～1995年20年月平均的NCEP再分析资料，对我国北方地区降水再循环率 进行了评估。结果表明，黄河流域总的降雨只有19％来自当地的水汽蒸发，其他81％来自外部的水 汽流；评估结果显示降水再循环率随季节变化差异较大，8月份的降水再循环率最高，达31％，而在 11．12和1月三个月。降水再循环率不到5％。结果还显示蒸发率和降水率的空间分布以及它们的 年际变化都对应得很好，表明我国北方地区蒸发受降水影响较强。蒸发率、降水率和降水再循环率在 20年中均有增加，表明气候变暖对我国北方地区水汽循环的影响已经显现。 关键词 降水；再循环；水汽输送；黄河流域 1 引 言 降水再循环率定义为：一个地区的蒸发对该地区降水的贡献。它表征着一个地区陆面 水文与区域气候相互作用的强弱。只有在对一个地区降水再循环率做出评估后，才能清楚 在该地区的降水中有多少是来自本地区的蒸发，有多少是来自该地区以外的水汽流。因此 对一个地区降水再循环率做出评估，也是对该地区水量收支描述所必需的一步。 Centerfor Weather Forecasts)再分析资料 Medium—range 利用欧洲中心ECMWF(European 和GFDL的数据，对亚马孙流域进行了评估。Szeto(2002)对加拿大马更歇河流域进行了评 估，并分析了地形特征与大尺度天气活动对降水再循环率分布的影响。 1 600km。它涵盖了我国北方的全部地区。整个黄河流域位于其中心地带。 2降水再循环率评估模式 根据降水再 本文将采用Ehahir和Bars(1994，1996)提出的降水再循环率评估模式。 循环率定义，有 P。 P2瓦可： (1) 式中p是降水再循环率，P。是在某一格区上，来自研究区域内的水汽所形成的降水P。是 。国家自然科学基金项目49945009)和科研院所社会公益研究专项(2002DIA20013)共同资助。 会议论文313 在某一格区上，来自研究区域外的水汽所形成的降水。假定水汽分子在边界层内充分混合 和空气中水汽含量的变化率是小量，可以得出如下形式的对降水再循环率评估的公式： P：等 (2)‘2J P2F订-瓦 其中，。是流人某一格区的来自研究区域内的水汽分子数，J。，是流人某一格区的来自研究 区域外的水汽分子数，E是该格区上蒸发的水汽分子数。该模式与之前的模式相比有两方 面的优点：一是它可以揭示降水再循环率的空间分布；另一方面，对资料空间分辨率以上的 尺度，它不需要假定地表蒸发和降水均匀。 3资料与评估方法 评估过程采用逐次逼近技术。具体步骤如下： (1)利用NCEP压力层数据和表面层数据，分别计算出研究区域内各网格点上的水汽 通量和蒸发率。并解码直接得到降水率。考虑到压力层数据的空间分辨率是2．5。×2．5。， 而表面层数据的空间分辨率是1．875。×1．875。。为取得统一，将表面层上的蒸发率和降水 率插值到压力层网格点上。 (2)在各网格内给定P的初估值。分配各网格点上的D。和o。，它们实际上也是进入 I临近格点的J。和J。，由公式(2)重新评估各格点内的p。如此迭代，直到前后两次差值小于 给定的阈值。迭代收敛很快，一般是20步之内可以收敛6个量级。 (3)为了求得某月k整个研究区域的总降水再循环率p(k)，不能简单地将各网格区内 的p求和平均，必须考虑降水归一化处理后作为权函数，如下式 Pf(k)=∑P(i小k)·P(i，J，k) (