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气候变化下陆气水文过程耦合机理研究现状和需求

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为了解决洪涝灾害、干旱和缺水、水污染及水资源短缺等水问题,迫切需要开展大气—陆面—水文过程耦合机理研究,特别是气候变化和人类活动对水循环过程的影响研究.本文从分布式水文模型的研究、中尺度陆面—大气过程耦合研究和水文预报模拟研究等方面综述大气—陆面—水文过程耦合机理的研究现状,指出当前耦合机理研究的不足和存在的问题,提出大气—陆面—水文过程耦合机理研究应考虑区域的多尺度性、人类活动和变化的气候环境.进一步的研究工作需对各种变化环境下的水文过程进行野外同步观测,发展新一代分布式水文模型和大气—陆面—水文过程耦合模型,以解决各水文过程的非线性、区域的非均质性、参数尺度效应和不确定性等问题并指出今后可以从以下几个方面着重研究:①以分布式水文模型为基础,结合大气和陆面过程,探讨其耦合机理,通过室内和现场试验,对每一过程的时空变化,加大观测密度,并观测资料和数据进行收集、整理和分析。②从气候变化和人类活动的影响因素入手,在大气模型、陆面模型和水文模型物理概念清楚的基础之上,发展新一代大气-陆面-水文过程耦合模型,以解决模型的非线性问题和尺度问题。③加强模型参数率定的研究,建立不同尺度之间模型参数的相互关系,以便在小尺度条件下获得的参数能够应用于大尺度的研究。④将地理信息系统(GIS)和遥感(RS)等技术应用于藕合模型中,以提高模型数据的质量和分辨率。⑤开展耦合模型的并行计算研究,藕合模型涉及的数学模型众多,计算量很大,且随着研究的深入,数学模型会不断增加,因此需要研究多台电脑或工作站的并行计算问题。⑥洪水预报研究,大气-陆面-水文过程藕合模型主要应用于洪水预报,要求对不同气候条件情况洪水等灾害进行实时预测和预报。

余钟波、黄勇、杨传国、鞠琴、吕海深、杨涛、郝振纯、李一平、陈星、向龙

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江苏省南京市河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室

陆气水文过程 耦合机理 洪水预报 气候变化

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