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第1章 引言1

1.1 全球及中国的气候变化1

1.1.1 全球气候变化1

1.1.2 中国气候变化3

1.2 全球水循环变化5

1.2.1 全球水循环的主要研究计划5

1.2.2 全球水循环变化的主要研究领域6

1.2.3 气候变化对水循环与水资源的影响研究8

1.2.4 全球水循环变化的主要研究结论8

1.3 中国陆地水循环演变10

1.3.1 水平输送11

1.3.2 降水12

1.3.3 径流13

1.3.4 蒸散发13

1.3.5 极值变化15

1.3.6 变化成因16

1.3.7 变化预估17

1.4 重要概念18

1.4.1 气候变化18

1.4.2 水循环18

1.4.3 辐射强迫18

1.4.4 检测和归因19

1.4.5 不确定性19

1.4.6 极端气候事件19

第2章 陆地水循环数据基础20

2.1 气象水文数据概述20

2.1.1 定义和分类20

2.1.2 基本属性20

2.2 观测与再分析数据21

2.2.1 气象观测数据21

2.2.2 格点分析数据45

2.2.3 水文观测数据60

2.2.4 再分析数据66

2.3 预估数据68

2.3.1 全球气候模式68

2.3.2 区域气候模式69

2.3.3 中国地区气候变化预估数据70

2.4 数据产品共享与应用74

第3章 陆地水循环变化特征76

3.1 概述76

3.2 数据和方法78

3.2.1 数据78

3.2.2 方法81

3.3 大气水汽的时空变化85

3.3.1 探空资料的检验86

3.3.2 大气可降水量87

3.3.3 降水转化率95

3.3.4 水汽收支97

3.3.5 水汽通量122

3.3.6 水汽输送影响范围125

3.4 降水的时空变化128

3.4.1 降水的时空变化129

3.4.2 不同等级日降水天数的分布特征133

3.5 蒸散发的时空变化145

3.6 地表径流的时空变化149

3.7 陆地水量平衡152

第4章 中国蒸散发变化特征及其成因156

4.1 概述156

4.1.1 蒸散发相关概念156

4.1.2 蒸散发理论研究进展157

4.1.3 蒸散发时空变化研究进展160

4.2 模型和计算方法164

4.2.1 互补相关理论及互补关系判定164

4.2.2 实际蒸散发模型及其率定173

4.2.3 分析方法178

4.3 实际蒸散发时空变化181

4.3.1 松花江流域181

4.3.2 海河流域185

4.3.3 珠江流域189

4.3.4 长江流域193

4.3.5 黄河流域195

4.3.6 塔里木河流域197

4.3.7 辽河、淮河、东南诸河及西南诸河等200

4.3.8 典型流域之间比较207

4.4 实际蒸散发时空变异的原因分析209

4.4.1 造成实际蒸散发时空变异的来源209

4.4.2 实际蒸散发对气象要素的敏感性209

4.4.3 实际蒸散发与主要气象要素的相关关系216

4.4.4 实际蒸散发时空变异的可能原因221

4.4.5 主要气象要素对实际蒸散发变化的定量化贡献223

4.5 水分条件对实际蒸散发的定量化影响226

4.5.1 蒸散发互补相关理论与Budyko水热耦合理论的内在联系226

4.5.2 下垫面供水条件对实际蒸散发的影响228

第5章 陆地水循环要素极值变化230

5.1 概述230

5.2 数据与方法232

5.2.1 数据232

5.2.2 方法233

5.3 旱涝变化242

5.3.1 空间分布242

5.3.2 趋势变化247

5.4 极值分布特征253

5.4.1 空间分布253

5.4.2 最优函数的选取264

5.4.3 极端事件的重现期283

5.4.4 重现期估算的不确定性318

第6章 陆地水循环要素变化成因334

6.1 资料和方法334

6.1.1 气候要素和再分析资料334

6.1.2 模式、试验设计和方法335

6.2 季节内变化特征及成因分析336

6.2.1 长江流域春夏季降水量变化特征336

6.2.2 大气环流347

6.3 年际尺度变化特征及成因分析357

6.3.1 北半球积雪357

6.3.2 海冰对中国降水的影响361

6.3.3 海温对中国降水的影响365

6.3.4 海温异常对长江流域降水的影响370

6.4 年代际尺度变化特征及成因分析374

6.4.1 近50年黄河流域降水量及雨日的气候变化特征374

6.4.2 年降水量和雨日的平均特征及长期变化374

6.4.3 雨日长期变化的季节特征378

6.4.4 降水量和雨日突变分析385

6.4.5 年降水量及雨日减少的成因分析386

6.4.6 结论387

6.5 百年尺度变化特征及成因分析387

6.5.1 水文归因387

6.5.2 人为活动归因392

第7章 陆地水循环要素预估及其不确定性408

7.1 研究进展408

7.1.1 概述408

7.1.2 预估方法409

7.1.3 不确定性412

7.1.4 挑战415

7.2 松花江流域水循环预估415

7.2.1 数据及方法416

7.2.2 气温和降水预估418

7.2.3 径流量预估423

7.2.4 小结426

7.3 海河流域水循环预估426

7.3.1 数据及方法427

7.3.2 气温和降水预估429

7.3.3 径流量435

7.3.4 洪水强度和洪水频率438

7.3.5 小结439

7.4 黄河流域水循环预估439

7.4.1 数据及方法439

7.4.2 黄河上中游水循环变化预估441

7.4.3 皇甫川子流域水循环变化预估443

7.4.4 小结445

7.5 淮河流域水循环预估446

7.5.1 数据及方法446

7.5.2 气温和降水预估447

7.5.3 径流量预估456

7.5.4 小结464

7.6 长江流域水循环预估464

7.6.1 数据及方法465

7.6.2 气温和降水预估471

7.6.3 径流量预估476

7.6.4 小结479

7.7 珠江流域水循环预估480

7.7.1 研究区及数据概况480

7.7.2 研究方法481

7.7.3 气温和降水变化预估484

7.7.4 径流变化预估490

7.7.5 不确定性分析501

7.7.6 小结504

参考文献505

附录530

附录一：函数列表530

附录二：引用函数列表540