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地理水循环问题
在教辅上看到一道题“在海陆间循环范围内修一水库，库区降水情况是否受热力环流影响夏多冬少？”，答案是“库区形成小型海陆风，降水冬多夏少”。我的理解是库区作为海，冬季温度比陆地高，对流强，降水多，夏季反之。是不是这样？
提问者采纳
变化环境下的水循环研究关注地球生物圈、全球变化以及人类活动对水循环的影响，是国际水文学与水资源学科及地理、生态等众多学科交叉的前沿性问题。
中国地域广阔，七大江河及中国内陆地区的水文循环与陆地表层系统中各种自然地理要素的时间和空间分布密切相关，机理比较复杂，对全球变化有重要的响应。讨论全球变化与中国水循环前沿科学问题对于促进地学相关学科的交叉渗透，深化我国该领域的发展，解决与水密切相关的水资源短缺和生态环境退化等问题具有重要的意义。
～5日在北京香山召开了以“全球变化与中国水循环前沿科学问题”为主题的香山科学会议第187次学术讨论会。刘昌明院士（中国科学院地理科学与资源研究所）、丑纪范院士（中国气象局）和夏军教授（中国科学院地理科学与资源研究所）被聘请担任本次会议执行主席。
刘昌明院士在题为“陆地水文循环与全球变化”的总评述报告中，对水圈的历史、水圈与其他圈层的关系、水循环过程、全球及中国水循环的特点进行了评述和讨论。他列举大量科学数据和图表，指出水圈在全球范围同大气圈、生物圈、土壤圈、岩石圈、人类圈、智能圈等其他圈层发生着相互耦合作用，全球变化对水循环有重大影响。在讨论水循环的几个焦点和难点时，强调应特别关注水文循环速率与水资源可再生性调控；人类与自然二元驱动的水文循环；水文循环与生态水文等3个方面。而水循环研究的几个关键技术问题则是：1)水循环研究的理论深入需要网格化布局的水平衡要素的观测。通量(Flux)的测量精度是水循环理论研究的基石：2)在水循环理论研究的基础建立上遥感与地理信息系统是最主要的手段；3)分布式水文循环模型；4)水文模型与GCMs的耦合；5)水文循环尺度转化。他认为，许多未知的问题不会在短期内解决，任务是长期而艰巨的，强调重点要研究系统间的反馈机制；研究全球水循环在自然与人工合力作用下的变化并分辨两种作用及其比例，减少不利的作用，适应自然变化。为此，应当面向国家水问题重大需求，实现知识创新，推动跨学科研究。
丑纪范院士则从自己长期研究实践的经验出发，作了“对水循环研究的观念、方法、问题和可开展工作的思考”的综述报告。他首先从社会经济层面上和科学技术层面上深入分析了水问题研究的重要性。进而讨论了水文循环研究涉及的重大科学问题和解决方法。他强调：1）水循环的实际状况是基础性的问题，水循环从气候系统的角度看存在多种时间尺度的变化。解决方法：①及时充分利用新近出现的高新技术，取得观测资料；②气候的数值模拟；③四维同化方法进行诊断、反演。2）某区域和时段的降水的水汽来源？逐年的变动情况？水循环过程是否存在某些“遥相关”？解决方法：建立全球降水量的数值模拟模型，利用前后两次的大气流场、湿度场和地表蒸发量，可以推算出要得到的结果。3）当某年的降水和大气情况给定后，地表状况和人类活动的差异对水文过程的影响如何？解决办法：建立流域地表的时空变化过程的数值模拟模型，并不断与实际情况比较，改进模型参数，完善模拟结果，再进行模拟预测。4）全球变暖，海平面上升对我国水循环过程将引起怎样的变化？解决办法：建立全球水循环模式，关键是蒸发问题的解决。可以用反问题方法求解。
会议针对全球变暖与水文循环问题；气-陆面-海洋水循环相互作用与耦合问题；陆地水循环与水文生态问题；适应全球变暖与水循环变化问题4个中心议题进行了学术报告交流。
中科院兰州寒旱区研究所施雅凤院士作了“全球变暖、水循环加快与西北气候由暖干向暖湿的转型问题”的评述报告，提出了以1987年左右为界，西北地区的气候由暖干向暖湿转型的看法。他强调气候从暖干向暖湿转型过程和影响的观点是个覆盖面广、非常复杂不确定因素很多的科学问题，是西北大开发长远规划、经济发展必须研究清楚、预筹对策的基础问题，尚需进一步研究。
中科院海洋研究所胡敦欣院士作了“海洋在海－陆－气水循环中的作用”的评述报告。他指出海洋是全球水循环之源，约有3万立方千米的水降到陆面，是全球淡水的净化器，海洋在全球水循环中有极其重要的作用。在讨论近年来我国河流入海淡水锐减对中国近海环境、生态的影响时，认为这些影响包括动力学影响、海岸带侵蚀、海水入侵、盐度增加等。他还提出“海水西输”的大胆的设想，坦言这仅是“假想”，尚需进一步论证。
中科院地理科学与资源研究所于强研究员在“陆地水循环与缺水地区生态恢复机理问题”评述报告中侧重讨论了有关水汽通量与生理调节、水汽通量与大气湍流和土壤和植物的水力传导、生态系统对环境变化的响应与模拟以及参数化中的若干问题，讨论了存在问题和发展趋势。他认为，未来研究可能在冠层尺度上，水汽通量可以与光合作用以及若干气象要素的简洁关系，以及对水分传输中非稳态过程的模拟等方面有所突破。
中科院大气物理所吴国雄院士作了“全球变暖与海－陆－气相互作用”评述报告，对陆面过程对夏季气候的影响；青藏高原对气候的影响；海陆热力差异和季风爆发，以及我国开展相应研究的战略及相关的管理问题进行了探讨。他指出海－陆－气相互作用是诱发地球系统中气候变化的最基本、最直接的外部驱动力，强调我国应重视时空连续资料积累和场地试验相结合，开展气候卫星研制和发射，尽快发展国家气候系统模式。
水利部水利信息中心刘春蓁教授探讨了“气候变化对陆地水循环影响研究的问题”。她指出目前主流的水文-气候模型单向连接方法存在诸多问题，并提出了改进意见。
中科院大气物理所孙菽芬教授介绍了“陆面过程和模式的研究”的现状，指出陆面过程机理及模式研究是整个全球气候系统研究一个重要分量。他讨论了现有模型存在的不足，指出现在已出现大尺度陆面过程水文模型的研究的良好契机。
北京林业大学王礼先教授探讨了“干旱地区森林对流域径流的影响”，认为森林对流域年总径流量影响的结论都是对特定地区、特定流域而言的，干旱地区森林覆盖率的增加将导致流域产水量（年总径流量）的减少，相反，森林植被覆盖率的减少则可以增加流域年总径流量。
河海大学任立良教授作了“分布式水循环模拟进展及问题讨论”的专题报告。指出当前分布式水循环模拟的关键问题是模型输入的时空分辨率问题和模型的产汇流机制及其参数的确定。通常会同时存在地表径流的超渗产流和蓄满产流，应该采用混合产流的水文模型。
中国气象科学研究院张人禾研究员探讨了“西北地区空中水资源的开发”问题。认为开发利用空中水资源，增加地面降水，有可能为西北地区解决水资源短缺提供一个新途径。
中科院大气物理所季劲钧研究员讨论了“关于水碳循环模式化问题-气候与生物圈相互作用”问题。中国农业科学研究院林尔而达研究员讨论了“全球变化的水-碳循环问题与适应对策”问题，侧重就碳汇问题作了深入分析。我国科技界应高度重视碳循环的研究，特别是水循环对碳循环的影响研究。
夏军教授在题为“变化环境中的水循环问题研究面临的挑战”的报告中指出，变化环境的水循环研究是21世纪水科学发展一个十分重要的发展方向。他强调要加强变化环境中的水循环规律，区分变化环境中水循环过程的自然变化与人类作用的贡献，量化变化环境下陆地水循环规律等关键问题的研究。
适应国家需求，加强变化环境下的水循环研究
围绕会议的4个中心议题，与会专家学者除进行了内容广泛的学术报告交流之外，更用过半的时间进行即席发言和聚焦自由讨论。与会者对以下问题和方面表示了很大的关注：
1)深化全球变化研究
陆地水文循环演化是全球变化知识创新的重要组成部分，全球变化下的陆地水文循环过程是关系到水资源可持续利用以及人类社会可持续发展的重大科学问题。这不仅是理论问题，而且还有很强的现实意义。
2)重视和加强陆面水文－大气过程耦合作用研究
从大气到陆面要统一考虑。尺度转化问题也要研究。陆面模式的研究应大力发展，同时要注意遥感技术的发展。遥感是认识现状的基础手段，也是大气科学和水文科学结合点。应该用数学物理方法，用偏微分方程来描述产汇流机制。
3)水文循环模拟和大气模拟的结合点上可能形成新的增长点
要在水文循环模拟和大气模拟的结合点上形成新的增长点。气候模拟的陆面过程要考虑水循环。现在的模型研究过于求大求全，应该有所为，有所不为。要利用遥感，DEM来描述参数关系，把相关参数从有资料地区推广到无资料地区。
4)开展关于人类活动对水循环影响的量化研究
人类活动如何影响水循环，如何量化是研究的关键问题。在全球尺度看人类活动对水的影响，水质方面会发生变化。
5)重视西北气候的转型问题以及气候模型和水文模型的数值模拟研究
气候从暖干向暖湿转型过程和影响的观点是个覆盖面广、非常复杂不确定因素很多的科学问题，是西北大开发长远规划、经济发展必须研究清楚、预筹对策的基础问题，需进一步研究。西北气候转型问题应该放在全球系统上考虑，要分析清现在西北气候的变化是长时间变化的还是短期的波动的。
6)西部人工增雨的技术应予关注
目前西部人工增雨的技术可行性以及效益问题应予关注。
7)黄河断流问题在全球变化和水循环研究中有特殊意义
刘昌明指出，以前黄河有淡水入海时，黄河三角洲以每年24平方千米的速度扩张，现在入海流量减少，甚至断流，黄河三角洲在逐渐退缩，“失退”现象正在发生。
8)不能盲目发展灌溉林业
应该研究一个区域或流域的理想的优化的生态格局，不能盲目地发展灌溉林业。有的地区盲目发展，现在已经造成了“绿了一条线，荒了一大片”的恶果。
9)全球变化与碳循环
我国科技界应高度重视碳循环的研究，特别是水循环对碳循环的影响研究。
10)实实在在地加强基础研究
开发模型和研究理论的关系要处理好，模型只是工具，基础理论的研究要加强。大气模型的研究重点要放在水循环是如何影响气候系统这个方面。当前基础研究薄弱，要加强以流域为单位的基础理论研究，对已有的数据要加强共享。基础观测十分重要，是一切研究的基础。
执行主席刘昌明院士、丑纪范院士和夏军教授对本次会议进行了学术小结，概括了会议取得的科学思想和共识，并提出了我国变化环境下的水循环研究应该加强的基础理论研究课题。
夏军在小结中首先指出会议取得的基本共识是：水循环是联系地球系统的关键纽带，当前重要的科学前沿领域。我国目前遇到的问题是：水多了－严重的洪涝灾害问题；水少了－严重的干旱问题；水脏了－严重的环境问题。
中国目前水循环的现实紧迫区包括：华北地区（中国政治经济文化中心，缺水及生态环境问题十分严重）、西部地区（水资源是西部大开发的关键制约）、长江/黄河。现在聚焦的关键系统框架是：全球变化与高强度的人类影响下的陆地水循环机理
重要的科学研究内容包括以下几个方面：
1）我国大陆水循环格局与海-陆-气的相互作用；
2）大陆水循环的主要控制因素及其演化趋势；
3）流域水循环系统与地表水、地下水合理利用；
4）人类活动（特别是跨流域调水、用耗水）对大陆水循环的影响及其生态效应。
关键的几个科学问题有：
1）海－陆－气相互作用问题；
2）陆地干湿的自然变化与气候影响；
3）区域水汽输送来源与其变化机理；
4）陆地水循环及水生态环境变化中的人为影响因素的确定与量化方法；
5）大气－陆面－水文耦合及尺度问题；
6）水文－生态相互作用问题；
7）全球变化与水－碳循环问题。
目前尚存的问题与面临的挑战：
1）海-陆-气/大陆水循环时空连续基础观测数据比较缺乏；
2）变化环境中的水循环基础理论（水量/能量平衡、西部冰冻圈作用等）方法需要创新；
3）缺乏中国大陆尺度水循环量化模式；
4）高新技术（3S/同位素方法/古气候-古水文方法等）需要大力普及和应用；
5）不同行业研究队伍需要合作/集成；
6）科学研究支持与管理需要改革,数据共享。
最后，三位执行主席依据会议讨论以及与会人员提出的看法和意见，提出了应该结合国家需求对敏感地区（华北、西部、长江）的水问题开展基础研究的建议，涉及以下重点研究内容：
1）华北地区缺水及生态环境变化的水循环基础与修复对策研究；
2）西部生态脆弱区水循环研究；
3）长江流域的环境变化、水资源演变与调控机理；
4）西北地区空中水资源转化机制及其控制原理。
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博士学位论文
分布式水文模型理论与方法研究
姓名：王加虎
申请学位级别：博士
专业：水文学及水资源
指导教师：郝振纯
论文从不同角度阐述和分析了国内外的分布式水文模型，选择了点～面结合的模块化建模思路：
网络状汇流架构串接单元产流模型组，随后制定了论文研究的主要内容和技术路线。
设计了由蓄满产流模型和土壤水动力学模型相结合的产流模型。在地表分离出一个直接决定产
流的敏感土层，用蓄满产流模型计算单元产流；利用土壤水动力学模型计算垂向土壤水的运动和再
分布。产流模型可以考虑土壤水垂向运动 降雨下渗时 和再分配 无雨时 以及地下水位的变动。
建立了和土壤水同步的土壤热模型，定量分析了土壤热通量对蒸发的影响。对气温与上边界条
件、水热耦合等问题进行了简单讨论。模型拟合时发现：在基于热流方程的冻土模型中，不宜用表
层土壤的温度表征冻土状况。
选择了蒸发能力 蒸发皿或参考蒸散发 与植被、土壤含水量校正相结合的方法计算实际蒸发。
分析了坡度坡向对辐射的影响，认为纬度在450以北或坡度在5‰以上时应进行坡度坡向的校正，给
出了经过辐射校正的蒸散发计算公式。
对地表水过境水流分析后提出了概化方法，并用相应的措施弥补因概化产生的误差，以概念性
算法为基础建立了逐单元的分布式地表水汇流模型，具备了分布式输出的功能。地表水汇流模型和
单元产流模型一起，可以用于次洪的模拟和预报
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河流水文学 - 概述
河流的运动 河流水文学是中重要的、最先得到发展的分支学科之一。它主要研究河流中所发生的各种水文现象的基本规律，河流集水面积上的产流与汇流过程，河流资源的利用，以及人类活动与河流生态系统之间的关系等。河流水文现象主要包括洪水与枯水、热状况与冰情、与水质、等问题。流域的地形地貌、河系的形态和河床演变，对河流水文现象有重要影响，也是河流水文学的重要研究课题。河流是地球上重要的生态系统，河流与人类生存休戚相关，因此，河流水文学还应着力研究河流资源的可持续利用，以及人类与河流生态系统和谐共存问题。 19世纪以前，人们对河流水文现象的认识是感性的、局部的、描述性的。19世纪牛顿力学体系的建立与不断完善，为河流水文学的发展奠定了理论基础。20世纪，由于生产力的推动和科学技术的全面进步，河流水文学得到了蓬勃发展，形成了自身的学科体系。展望21世纪，随着科学技术必将出现的更深刻的革命，作为一门综合性较强的学科，河流水文学必将有更好的发展前景。 河流是的产物，河中水流主要来源于，因此，揭示降雨径流形成机理是河流水文学的重要任务之一。20世纪，在流域产流理论及计算方法方面的主要进展是：揭示了超渗地面径流、饱和地面径流、壤中水径流、地下水径流等四种径流成分形成的物理条件；提出了和两种基本产流模式及其与气候条件和下垫面条件的关系；发现了在流域中随时间变化的原因及处理蓄满产流和超渗产流情况下产流面积随时间变化的方法；建立了一些具有实用价值的流域产流量分析计算方法。在和计算方面的主要进展是：从水滴运动学、河网水力学、流域调蓄作用和流域汇流系统分析等不同角度阐述了流域汇流的机理或宏观表现；完善了线性情况下流域汇流的计算方法；发现了若干个可以描述推移和坦化现象的概念性元件，并提出了由此构造概念性流域的方法；创立了地貌瞬时单位线理论。由于自然界产汇流机制本身就十分复杂，人类活动的影响又增加了这种复杂性，因此，在21世纪，进一步揭示不同气候和下垫面条件下的产汇流规律，尤其是探讨人类活动对产汇流的影响，仍然是十分重要的。发挥多学科交叉与相互渗透的作用，采用新的科学理论和技术，仍然是探求新的产理论和计算方法的重要手段。在流域产流理论和计算方法方面，重点要研究下垫面结构各向异性、地形坡度等在中的作用，人类不同的土地利用方式对产流的影响，以及能分别计算出各种径流成分的流域产流量计算方法。在流域汇流理论和计算方法方面，重点要研究水系发展与流域汇流的关系，流域地形地貌与流域汇流的关系，以及在流域汇流计算中尺度对这些关系的影响。
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河流水文学与下列学科有特别密切的关系：河流水文学研究流域的降水和蒸发的基本规律,要应用气象学原理;研究河水运动和河流泥沙运动的变化要根据水力学的原理；研究河流径流的多年变化规律要应用数理统计学的理论和方法；研究河水热动态和冰情要以热力学原理为基础；评价河水水质要运用化学原理和方法；研究河流水文现象的地理分布规律等要运用地质学和地理学的原理和方法。 因此，河流水文学与、、、、、和等学科有密切关系。
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