摘要
雅鲁藏布江-布拉马普特拉河作为一条重要的国际河流，其水资源的变化关乎沿岸国家的切身利益。陆地水储量是水资源系统的重要组成，因此，开展雅鲁藏布江-布拉马普特拉河流域（雅-布流域）的陆地水储量研究有助于为我国制定南亚水安全调控政策提供科学依据。陆地水包括地表水、地下水、土壤水和冰川积雪等，其水储量的改变是气候变化的重要指示，因此，开展陆地水储量研究有助于理解气候变化对水资源和水循环的影响机制。一般评估陆地水储量的方法有水文模型模拟和重力与气候恢复实验（GRACE）陆地水储量反演，前者分辨率较高，能够区分不同的水组分，但受制于“点”特征的传统径流观测率定带来的空间不确定性;后者能够提供“面”特征的陆地水储量数据，但分辨率较低，且不能区分不同的水组分。 本研究首先提出一套针对流域尺度GRACE卫星球谐系数（SH）产品的最优方法选择框架，以期反演出更可靠的陆地水储量数据，并对比分析了GRACE重力卫星的三类陆地水储量数据产品的不确定性，通过贝叶斯三角帽方法实现数据融合，得到了融合后的陆地水储量异常数据（TWSA）。然后，提出以基于“点”特征水文站观测径流率定和基于“面”特征GRACE观测陆地水储量率定相结合的方式，降低分布式水文模型VIC输出的空间不确定性，并利用率定校正后的VIC模型恢复了雅-布流域近50年的陆地水储量及其组分。最后，基于恢复的陆地水储量历史序列分析了雅-布流域的陆地水储量变化的时空特征，同时分析了陆地水储量时空变化特征和主要影响因素。研究取得以下认识: （1）根据GRACE球谐系数产品陆地水储量异常反演方法选择框架，喷气动力实验室（JPL）、德克萨斯州大学空间研究中心（CSR）和波茨坦地学中心（GFZ）三家机构发布的球谐系数产品（SH）的陆地水储量反演的最佳组合滤波分别为SWENSON+200km高斯滤波、CHENP4M6+250km高斯滤波和CHENP4M6+250km高斯滤波，最佳偏差泄漏校正方法为加法校正法。通过与GRACE的球谐系数格网产品（GSH）和Mascon产品进行比较，发现通过水文模型辅助的偏差泄漏校正，SH产品反演的TWSA的空间分异细节更丰富，Mascon产品避免了滤波带来的信号折损，具有更强的TWSA信号，该框架反演CSR的SH产品的TWSA,不仅具有较低不确定性，还具有较高信噪比。利用贝叶斯三角帽法融合了GRACE的SH、GSH和Mascon产品后（共9个数据产品），发现融合后的数据综合了三类GRACE陆地水储量产品的优点，既能够反映一定的空间分异细节，又具有较强信号。 （2）根据分布式水文模型VIC的“点-面”二元率定框架，二元率定的第一步是“面”特征的率定，通过GRACE陆地水储量格网数据，对产流阶段涉及的参数进行率定，第二步是“点”特征的率定，通过单个站点的径流观测进行率定校正，对应模型汇流阶段。最终率定效果显示，逐格点陆地水储量率定TWSA平均时间序列的NSE为0.83,径流模拟NSE为0.82,达到预测要求。进一步对比了VIC模型输出的TWSA与其他再分析数据的一致性，发现本文的模型的TWSA输出与GLDAS和ERA5-land的一致性较好。 （3）通过分析雅-布流域陆地水储量时空变化特征及其影响因素，本文发现:①雅-布流域近50年来陆地水储量逐年递减，平均递减速率-5.61mm/a,2005年以后加速递减，速度达-9.40mm/a，下降主要集中在上游冰川分布的区域，在子流域拉孜、奴各沙、拉萨、奴下和巴昔卡的TWSA递减率分别为-7.38、-1.65、-2.69、-1.02、-12.09mm/a。②雅-布流域TWSA的长期下降趋势与冰川水储量关系密切，全流域冰川水储量的长期趋势贡献了102.79％的TWSA递减率;TWSA的多年际变化信号主要受到土壤水储量、冰川水储量和雪水当量的多年际变化共同影响，三者的方差贡献率分别为55.59％、56.30％和13.62％;TWSA的季节信号则主要受土壤水储量控制，土壤水储量信号对TWSA年振幅信号的贡献率达到102.34％,半年际振幅信号达到97.6％。③雅-布流域内的土壤水储量的变化主要受到降水的影响，且在不同子区域对降水响应的敏感程度不同，在降水充沛的地区敏感性低，在降水稀少的区域敏感性高。④雅-布流域的TWSA下降还可能与流域内的降水量和蒸散发量的变化有关，降水量减蒸散发量在喜马拉雅带靠近巴哈和巴昔卡站附近明显下降，下降速度达到-28.46mm/10a和-7.95mm/a，降水量减蒸散发量集中下降的区域与TWSA显著下降的区域空间位置相邻但不重合。
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