第３２卷第６期 三峡大学学报（自然科学版） ＶｏＪ．３２ Ｎｏ．６ ２０１０年１２月 Ｊ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｕｎｉｖ．（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ） Ｄｅｃ．２Ｏ１０ 河道型水库区下垫面改变对局地降水量影响 单长兵 刘元雪 （后勤工程学院军事建筑工程系，重庆４０１３１１） 摘要：河道型水库区下垫面改变对局地降水的影响是修建大型水库时需要考虑的主要问题之一， 深入研究此问题利于对水库区未来气候变化进行预警和及早采取应对措施．依据能量平衡和水分 平衡，推导出了下垫面改变导致局地年均降水量变化的计算公式，并把该公式应用于三峡库区．结 果表明：库区蓄水后年均降水量相对于蓄水前有所增加，但增加量不大，局地年均降水量增加量计 算值与库区气象站监测结果较为接近． 关键词：下垫面改变ｌ 能量平衡； 水分平衡； 局地降水量变化 中图分类号：Ｐ４６２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２—９４８Ｘ（２０１０）０６—０００５—０６ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｌａｎｄ－ｕｓｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｌｏｃａｌ Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ’ Ａｍｏｕｎｔ ｉｎ Ｃｈａｎｎｅｌ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ Ａｒｅａ Ｓｈａｎ Ｃｈａｎｇｂｉｎｇ Ｌｉｕ Ｙｕａｎｘｕｅ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｌｏｇｉｓｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖ．，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０１３１１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｔｏ ｂｅ ｃｏｎｃｅｒｎｅｄ ｗｈｅｎ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｌａｒｇｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｓ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｉａｎｄ—ｕｓｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ ｌｏｃａｌ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ａｒｅａ ｏｆ ｃｈａｎｎｅｌ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｆａｖｏｒａｂｌｅ ｔＯ ｍｏｎｉｔｏｒ ｆｕｔｕｒｅ ｃｌｉｍａｔｉｃ ｃｈａｎｇｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ａｒｅａ Ｉ ａｎｄ ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｒｅ ｔａｋｅｎ ａｓ ｓｏｏｎ ａｓ ｐｏｓｓｉｂｌｅ． Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ ａｎｄ ｗａｔｅｒ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｌａｎｄ—ｕｓｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ａｎｄ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｌｏｃａｌ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ｉｓ ｇｏｔ．Ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ ａｒｅａ ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ，ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ａｎｎｕａｌ ｍｅａｎ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｍｏｕｎｔ ａｆｔｅｒ ｉｍｐｏｕｎｄｉｎｇ ｉｓ ｌａｒｇｅｒ ｔｈａｎ ｔｈａｔ ｂｅｆｏｒｅ ｉｍｐｏｕｎｄｉｎｇ；ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ａｍｏｕｎｔ ｉｓ ｓｍａｌ１．Ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ａｎｎｕａｌ ｍｅａｎ ｌｏｃａｌ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ａｆｔｅｒ ｉｍｐｏｕｎｄｉｎｇ ｉｓ ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅ ｔｏ ｔｈｅ ｖａｌｕｅ ｇｏｔ ｆｒｏｍ ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａＩ ｓｔａｔｉｏｎｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｌａｎｄ—ｕｓｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ； ｅｎｅｒｇｙ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ； ｗａｔｅｒ ｅｑｕｉｌｉｂｒｉｕｍ； ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｌｏｃａｌ ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｆｌ— ｍｏｕｎｔ 近年来，出于经济发展和环境保护的压力，各个 天气和气候状况，易引发局地天气异常．因此，弄清库 国家都在积极发展水力发电项目，修建了很多水库． 区下垫面特征与水库区天气和气候状况，进而加强气 据统计，目前，全球范围内已修建了近百万座的水库 象灾害监测、防治，对于水库区的建设和发展非常有 工程，其中，大型水库约４．７万座．如此大量的水库工 意义． 程对库区降水量的影响不可忽视．因此。开展水库区 对于下垫面改变对局地气候的影响，国内外学者 下垫面对局地降水量的研究很有意义．水库的建设， 开展了很多的研究，统计分析和数值模式是研究中常 改变了水库区下垫面性质，下垫面性质的变化改变了 用的方法ｒＩ。引．统计分析法是利用建库前后库区内各 地气系统问的热量输送和水分循环，必然影响到局地 个气象站点实测气象资料，从统计学角度分析建库前 收藕日期：２０１０—１０－２８ 基金项目。国家自然科学基金资助项目（５０９７９１１２），重庆市自然科学基金资助项目（ＣＳＴＣ，２００８ＢＢ６１４４） 通讯作者：单长兵（１９８０一），男．博士研究生，主要从事防灾减灾与防护工程．Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｃｂｌｘｌ＠１６３．ｃｏｒｎ ６ 三峡大学学报（自然科学版） ２０１０年１２月 后气象要素的变化，该方法适合于具有长序列观测资 料的库区，最常采用的方法是直接应用统计分析软件 对长序列的气象资料进行分析，因此统计分析法多是 图１～２所示，图１～２分别为气块能量和水分平衡示 意图，图中矩形框的上下边框分别代表大气的顶部和 底部，Ｒ？“代表从大气顶部进入大气的净能量，Ｆ “代 考虑的多种因素耦合作用下的气象变化，很难得到某 一个因素对局地气候的影响结果．数值分析方法则是 运用“有无水库对比”的思路，把库区下垫面设计为 “有水库”和“无水库”两种情况，采用区域气候模式模 拟两种情景下的气候要素变化，其差异即可视为水库 建设引起的局部气候效应．Ｃｌａｒｋ和Ａｒｒｉｔｔ用一维模 式得到了下垫面水分的增加能促进对流，增加降水量 的结论 ；文献［２］用欧洲中心模式模拟了下垫面土 壤水分增加，得出了会产生更多降水的结论；文献Ｅ５］ 对阿斯旺大坝库区气象指标空气温度和相对湿度进 行了建坝前后的对比分析，得出了建坝后阿斯旺城的 空气温度小于建坝前，但相对湿度大于建坝前的结 论；文献ＥＴ］认为卡巴拉巴萨大坝建成后，增加了区域 的空气湿度，改善了当地的气候．国家气候中心与美 国ＮＡＳＡ的吴立广、张强等也利用ＭＭ５对三峡水库 对周边气候的影响进行了数值模拟研究，结果表明大 坝水库的存在会造成大坝附近的降水略微减少，但增 加了大坝以北和以西地区的降水量．数值模式考虑了 气候变化的物理过程，比较符合实际，但是运算过程 较为复杂．而统计分析不考虑气候变化的物理过程， 运算较为简便，但是结果却不尽如人意． 本文尝试采用解析模式来分析下垫面改变对降 水的影响，解析模式运算简单，而且考虑了气候变化 的物理过程． １模型的建立 局地下垫面特征影响着陆气之间感热、潜热、水 分及动量的交换，而中尺度环流以及云和降水系统形 成等大气过程在很大程度上依赖于地表水汽和热量 通量．水库形成后，部分陆面转化为水面，下垫面情况 发生了变化，使得下垫面反照率改变，蒸发量增加，太 阳的辐射热得到调节，近岸区和远岸区温度场和湿度 场要素发生变化，从而引起局地气候发生改变．这里 采用气块能量平衡和和水分平衡，研究下垫面由陆面 变化为水面时局地降水的变化． 为了研究的方便，认为气块在一维空间内运动， 此一维空间为垂直于水流的方向．当地面水得到能量 后，温度升高，水转化为水蒸汽进气中，能量也随 之进入大气中．在适当的条件下，水蒸汽会凝结成水 滴，把一部分热量释放到大气中． 对于一维气面，其能量平衡和水分平衡示意图如 表从大气底部进入水体的净辐射能量，Ｓ 代表进入 大气的太阳总短波辐射能量，ｓ，代表大气顶部向上 反射的短波辐射能量，Ｌ。’代表大气顶部向上反射的 长波辐射能量，ｓ 代表进入水体的短波辐射能量， Ｓ 代表水体反射的短波辐射能量，Ｌ 代表进入水 体的长波辐射能量，Ｌ 代表水体反射的长波辐射能 量，Ｌ 代表水体表面的潜热通量，Ｌ代表潜热，Ｅ代 表蒸发量，Ｈ代表水体表面的感热通量． 图１ 一维气块能量平衡示意图 图２一维气块水分平衡不意图 １．１ 大气的能量平衡分析 以气块为研究对象，根据热力学方程可得如下公 式ｌ１ ：大气能量的变化＝气块势能的变化＋气块动 能的变化＋气块内能的变化． 根据已有的研究，水分蒸发进入大气的能量中， 只有约５ 左右的能量可以转化为动能．为了计算简 单，忽略动能项．上述可以表达为 大气能量的变化一气块势能的变化＋气块内能的变化一 ａ（ｇｚ）。ａ（ｃ Ｔ） 十— 一 把上式改变形式，得 大气能量的变化： Ｄ（ｃｐＴ）＋ 一 。ｃ ａ警＋ ￡’ ａ￡ ＋ 叫 ｃ 式中，ｃ 为恒压热容；Ｔ为气温；ｔ为时间；ｗ为气块 沿铅垂方向运动速度；ｇ为重力加速度； 为海拔高 度．从能量传递的途径，大气能量的变化还可以表达 为：大气能量的变化一传导交换的能量＋辐射交换的 能量＋对流交换的能量． 相对于其他３项，水气间通过热传导交换的能量 很少，原因是空气是热的不良导体，仅在贴近地面几 第３２卷第６期 单长兵等河道型水库区下垫面改变对局地降水量影响 ７ 厘米以内明显，通常不予考虑．为了＿简化计算，这里忽 略传导交换的能量，即 大气能量的变化一ｑｃ＋ｑＲ＋ 口 Ｌ （ｄ 加・ （ ）＝ｑ ＋豪 （ｏ０ ９） 对式（８）、式（９）积分， ・ 得到大气的热力学方程 ｃ （ 一Ｑｃ－＋ＱＲ＋Ｈ （１Ｏ） 警＋ ＋ ～ｑ－ｑＲ＋裳 （２） ０ （ｚ） ・ （ ） 一Ｑｑ＋Ｅ（１１） ］， 式中，Ｐ为空气密度；ｑ 为对流加热率；ｑ 为辐射加热 令 ＝ ， 一 率；Ｆ 为湍流感热通量，其边界值是地表感热通量 Ｈ．这里所计算的参量以年为周期，温度的年季变化 相对较小，可以忽略．因此，上式可以进一步简化为 ａ ＋ ‘ ａ ＿ｇｃ＋ｇＲ＋坠’一。 （３） ｐＯｚ１．２大气的水分平衡分析 这里用能量来表示大气中水分含量的改变，即用 能量的形式表示降雨、蒸发．忽略水平平流的影响，气 块的水分平衡方程可表达为Ｄ４－２ｏ３ ３ ｔ：ｑ ＋ １ｑ 。 ｐＢｚ （４） 式中，Ｌｑ为蒸发潜热；Ｌ为相变潜热；ｑ为比湿；ｑ 为 凝结加热率；Ｆａ为湍流潜热通量，其边界值是地表潜 热通量Ｅ．其中， 一Ｌ ＋ｑ ㈤ 由式（４）和式（５），得 Ｌ ＋ｑ ＋蓑 ㈤ 由于相变潜热Ｌ随时间的变化很小，可以视为 常数．因此，上式可以进一步简化为 Ｌ ＝ｑ ＋ （７） ｃ）ｚ ｐｃ ）ｚ １．３能量平衡方程和水分平衡方程的求解 由式（３）和式（７）得到的热力学平衡方程和水分 平衡方程为 ３（ｃｐＴ）＋了ａ ’ Ｂ（ｇｚ）百ａ 一ｑｃ＋ｑＲ＋ 。 。刀ａ Ｌ Ｂｑ ａｏ ｗ ＋裳 口ｏ 根据文献［－１４］ 叫（ ， ，ｚ）一ｎ（ｚ） ． （ ， ） 式中， ・ （ ，ｊ，）为气柱的平均散度，指的是流体 运动时体积的改变率；ｎ（ ）表示 随 变化的关系． 式（３）、式（７）变为 ａ ㈤ ・ （ ）＿ｑｃ＋ｑＲ＋裳 ｏｚ （８） 则式（１０）、式（１１）变化为 ＝ ． ：Ｑｃ＋ＱＲ＋Ｈ （１２） 一Ｍ ＝ ． 一Ｑ ＋Ｅ （１３） 令Ｃ一 ・Ｖ ，Ｍｑ ・Ｖ 为垂直积分的水汽 辐合量，式（１３）变成 一Ｃ一一Ｐ＋Ｅ （１４） 式中，Ｐ为气柱内凝结释放的潜热，表示单位能量所 代表的降水量．根据热焓约束条件Ｑｃ＋Ｑａ一０，式 （１２）、式（１３）相加得 Ｍ， －－Ｍｙ—Ｍ ： “ ＋Ｅ＋Ｈ 一。 （１５）… 由气象学知识以及气块能量平衡和水分平衡示 意图１和２知，在大气顶及底向下的净热通量为＿】 ］ Ｒ “一Ｓｏ—Ｓ．十一Ｌ。 （１６） Ｆ “一Ｓ 一Ｓ ＋Ｌ 一Ｌ 一Ｅ—Ｈ （１７） 当下垫面状况发生改变时，Ｒ “和Ｆ：“的改变可 以表达为 ｄＲ ＝一ｄＳ —ｄＬ 十 ｄＦ：“一ｄＳ 一ｓ ＋ｄＬ —ａＬ？一ｄＥ—ｄＨ 式中，Ｓ、Ｌ分别表示短、长波通量；下标ｔ表示顶面； 下标Ｓ表地面；箭头代表方向；Ｓ。为大气外界短波通 量．因为 ＱＲ—Ｓ 一ｓ：一ｓｌ＋ｓ 一Ｌｌ ｊｒ Ｌ 一Ｌ： （１８） 式（１５）可改写成 丝ｃ—Ｒ。一Ｆ 一Ｓ。一ｓ —Ｌ，－ｓ：＋ ｓ：一Ｌ ＋Ｌ：一Ｌ：十Ｅ＋Ｈ （１９） ｄｃ＝ｄＲ 一ｄ （２０） 当计算气候要素７／＂年的年季变化时，ｄＦ 可以近 似视为零，即ｄＳ 一 ＋ａｌＬ）一 一ｄＥ—ｄＨ＝０，式 （２０）变为 即 ｄＣ＝ｄＲ （２１） 今 ８ 三峡大学学报（自然科学版） ｄＥ＝ｅｄＰ ２０１０年ｌ２月 （３２） ｄｃ＝－－ｄＳ，￣－－ｄＬ￣ 式中，ｅ为蒸发效率因子．由以上推证，得到如下方程 所以 Ｍｓ—Ｍ —ｍｄＣ一一（１一口）。（１一ｎ）。Ｓ０ｄＡ一 一ｌ一 ［１—２（１一口）（１一口）。Ａ３Ｓ。ｄａ— ｋ，ｒｄＴ一是 ｄｇ一是 ｄｏ （３３） 由于地表辐射通量为［１ ５＿ 根据文献［１４］，云量和降雨具有以下大致线性关 Ｓ 一（１一ｎ）（１一ａ）Ｓ。 （２２） Ｓ ＝（１一ａ）（１一口）ＡＳ。 （２３） Ｓ。十一［（１一口） （１一口） Ａ＋口］Ｓ。 （２４） 式中，Ｓ。为 年中太阳短波辐射通量之和，仅与纬度 有关，由于我国河流多为东西流向，流域区纬度改变 很小，所以这里看作常数；Ａ为地面反照率；ａ为云和 大气吸收率之和；ａ为云和大气的反射率之和，云反 射率取决于云的类型、云量和天顶角，这里假定云类 型和天顶角不发生改变，所以云反射率与云量大致成 正比，即口＝口 ， 为云量， 为比例常数． 对式（２２）、式（２３）、式（２４）求导 ｄＳ ＝＝：一５。［（１一ａ）ｄ口＋（１一ａ）ｄ口］ （２５） ｄＳＪ一（１一ａ）（１一口）Ｓ。ｄＡ一（１一ａ） ・ＡＳ。 一（１一ａ）ＡＳ ｏｄａ （２６） ｄＳ 一（１一ａ） （１一ａ） Ｓ。ｄＡ＋ ［１—２（１一口）（１一日） Ａ］Ｓｏｄ口一２（１一ａ） （１一日）Ｓ０ｄ口 （２７） 根据ＣｈｏｕＥ＂ 和ＮｅｅｄｌｉｎＥ 的研究结果，长波辐 射大致呈线性变化，其改变量可以用微分形式表达为 ｄＬ ＝＝足 ＴｄＴ＋是 ｄｑ＋志 ｄａ （２８） ｄＬ ：＝ｋ，ｒｄＴ＋尼 ｄｑ＋ ｄａ（２９） 式中，志 为由于大气温度改变时到达水面的长波辐 射改变量；志 为由于大气比湿改变时到达水面的长波 辐射改变量；忌 为由于云量改变时到达水面的长波辐 射改变量；忌 为大气温度改变时从大气顶部离开大 气的长波辐射改变量；志 为大气比湿改变时从大气顶 部离开大气的长波辐射改变量；忌 为云量改变时从大 气顶部离开大气的长波辐射改变量．把有关的式子带 人得 ｍｄＣ一一ｄｓ 一ｄＬ 一一（１一ａ） （１一口） Ｓ。ｄＡ一 ［１—２（１一口）（１一ｎ） Ａ］Ｓ。ｄａ＋２（１一ａ） （１一ｎ） Ｓ０ｄ口一（尼 ｒｄＴ十ｋｔｑｄｑ＋是 ｄａ） （３Ｏ） 由于云和大气对于太阳短波辐射的吸收率很小， 所以其变化对于云和大气吸收影响也很小，为了计算 简便，这里视作曲一０，所以上式可以变化为 ｍｄＣ一一ｄｓ —ｄＬ 一一（１一口） （１一口） Ｓ。ｄＡ一 ［１—２（１一ａ）（１一日）。ＡＪＳ。出一（志 ＴｄＴ＋是 ｄｑ＋志 ｄａ） （３１） 根据文献［１８］，Ｅ—ｅＰ，得 系， 一卯Ｐ，式中，盯 为云量与降雨量之比，由此可得 ｄａ一口ＰｄＰ （３４） 由于云反射率与云量大致成正比，即口＝ａ ，所 以口一口 ＰＰ，因而可得 ｄａ＝砸 ＰｄＰ （３５） 式中，ａ 为云反照率与云量之比． 所以，式（３３）可以变化为 ｍｄＣ一一（１一口） （１一ａ） Ｓ０ｄＡ一 ［１—２（１一口）（１一口） Ａ３Ｓ０口 ＰｄＰ一 志 １’ｄＴ一是 ｄｑ一惫 ＰｄＰ （３６） 对于 年年均变化来讲，ｄＴ、如可以近似看作为 零．式（３６）变化为 ｍｄＣ一一（１一口） （１一口）。Ｓ。ｄＡ一 ［１—２（１一口）（１一口）。Ａ３Ｓ。ｄａ——愚 ｄＰ（３７） 由式（１４），得 ｄＰ—ｄＥ—ｄＣ （３８） 即ｍｄＰ—ｍｄＥ—ｍｄＣ． 由式（３２）、式（３７）、式（３８），可得 ｄＰ＝＝ 一 ｍ（１一Ｐ） ｌ１—２（１一口）（１一）ａ旁 Ａ］Ｓ０口 Ｐ＋志 ｄＡ（３９） 所以 △Ｐ一 ｍ １（ ２ ａ Ａ ３Ｓ 一 ）Ｉ １一（１一口）（１一） ０口 Ｐ＋七 一’△Ａ 式中，Ｓ。一ｎＳ，Ｓ为三峡库区每年的太阳辐射能量．上 式即为库区成库后”年内平均降水量相对于成库前 降水量的改变量． ２ 算 例 三峡水库为典型的河道型水库，三峡工程成库 后，库区下垫面发生变化，部分下垫面由陆面变化为 水面，特别是蓄水达到１７５ ｍ后，常年水面面积扩大 了一倍多，蓄水后水面面积为蓄水前水面面积的两 倍，如此大的下垫面性质改变必然会对局地气候变化 产生影响．根据三峡库区气候检测站分布情况，把位 于河流沿线的站点看作近库区站点，位于河流两侧较 第３２卷第６期 单长兵等 河道型水库区下垫面改变对局地降水量影响 ９ 远处的站点为远库区站点．从图３可以看出，近库区 和远库区站点大概各站库区面积的一半．把库区按照 １９９７年￣２００９年库区各个气象站点的平均降水量为 １ ０７３．９ｍｍ，所以相对于成库前，成库后近岸区降水 时间的先后划分为成库前和成库后，１９９６年及其以 量减少量平均值为９８．７ ｍｍ，如图５所示． 前年份为库区成库前年份，１９９７年以后年份为库区 成库后年份．使用的数据来源于国家环境保护总局发 昌 甚 布的１９９８年至２００９年《长江三峡工程生态与环境监 咖 ＊ 测公报》． 逝 露 廿 １９７６一ｌ９９６年 １９７７—２００９年 降水量减少 近岸区 图５近岸区降水量平均值和减少量值 对库区远岸区站点年均降水量数据进行统计，选 用近库区（巫山、巴东）和长江以北远库区（巫溪、兴 童 山）为代表站，采用近库区、远库区两个区域的降水量 ∞∞４ ２ ０ ８ ６ ∞∞∞∞∞０ 比值比较法，这里采用文献［１９］的分析结果，如图６ 所示．可以看出，库区成库后，近岸区与远岸区的降水 量比值有增加，因此可以判定，成库后远岸区降水量 增加，远岸区１３ ａ内的平均降水量增加量为１０３．３ ｍｍ． 理 丑 耋１：冀｝－。１．Ｉ．一．－：ｉ：ｉ．Ｉ．Ｉ．－ ．年份 图６近岸区和远岸区年降水量比值历年变化 以库区近岸区和远岸区面积为权重对库区年降 水量进行平均，可以得出平均降水量实际增加４．３ ｍｍ．根据本文的研究结果，库区成库后１３ ａ内降水 量相对于成库前随下垫面的改变量 △Ｐ一 （１一ａ） （１一ａ） Ｓｏ ｍ（１一ｅ）Ｅ１—２（１一口）（１一口） Ａ－ＩＳｏ口 Ｐ＋忌 式中有关的参数取值见表１［“ ． 表１计算所用参数表 把表中的数据带入公式中，可以得到Ｐ一２１．３ Ｗ・ｍ＿。／１３ａ，所以 一１．２ Ｗ・ｍ＿。／ａ．经过换算， ３ 结 论 即库区成库后降水量相对于成库前增加值为１７．２ ｍｍ．从前面的分析知，成库后库区降水量实际增加 水库区由于蓄水，水位上升，造成部分陆面变为 ４．３ ｍｍ，预测值与实际监测值较为接近． 水面，下垫面性质改变．下垫面性质的改变，最终引起 １０ 三峡大学学报（自然科学版） ２Ｏ１Ｏ年１２月 局地降水量发生改变． ［７］Ｈｅｎｒｉｑｕｅｓ Ａ Ｇ，Ｓｉｌｖａ Ｈ Ｓ．Ｃａｈｏｒａ Ｂａｓｓａ ＤａｍｅＭ－］．７ｔｈ Ｃｏｎｇｒｅｓｓ ｏｎ Ｌａｒｇｅ Ｄａｍｓ．Ａｕｓｔｒｉａ：Ｖｉｅｎｎａ．１９９１：４２７— ４４２． （１）本文根据能量平衡和水分平衡方程得到下垫 面改变与年均降水量变化之间的关系． Ｉｓ］王 浩．深浅水体不同气候效应的初步研究［Ｊ］．南京大 （２）以三峡库区为例，对得出的结论进行验证．模 型得出的结论是成库后年均降水量增加，这与气象站 观测结果相符． （３）模型计算得出库区蓄水后降水量相对于蓄水 前增加为１７．２ ＩＴｌｍ，库区气象观测站的实际观测结果 是增加４．３ｍｍ，预测值与实际值较为接近，从而验证 了该模式的适应性． 参考文献： Ｅ１］ ｃｌａｒｋ Ｃ Ａ，Ａｒｒｉｔｔ Ｒ Ｗ．Ｎｕｍｅｒｉｅａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ Ｓｏｉｌ Ｍｏｉｓｔｕｒｅ ａｎｄ Ｖｅｇｅｔａｔｉｏｎ Ｃｏｖｅｒ ｏｎ Ｄｅｖｅｌ— ｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｄｅｅｐ Ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊ Ａｐｐｌ Ｍｅｔｅ，１９９５，３４： ２０２９－２０４５． ［２３ Ｂｅｌｊａｒｔｓ Ａ Ｃ Ｍ，Ｖｉｔｅｒｂｏ Ｐ，Ｍｉｌｌｅｒ Ｍ Ｊ．Ｔｈｅ Ａｎｏｍａｌｏｕｓ Ｒａｉｎｆａｌｌ Ｏｖｅｒ ｔｈｅ ＵＳ Ｄｕｒｉｎｇ Ｊｕｌｙ １９９３，Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ ｔｏ Ｌａｎｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｏｉ１ Ｍｏｉｓｔｕｒｅ Ｓｎｏｍａ— ｌｏｕｓ［Ｊ］．Ｍｏｎ ｗｅａ Ｒｅｖ，１９９６，１２４：３６２—３８３． ［３］ Ｐａｎ Ｚ，Ｔａｌｋｅ Ｅ，Ｚｅｇａｌ Ｍ，ｅｔ ａ１．Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｍｏｄｅｌ Ｐａ— ｒａｍｅｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｒｅｓｐｏｎｓｅ ｏｆ Ｒａｉｎｆａｌｌ ｔｏ Ｓｏｉｌ Ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｉｎ ｔｈｅ Ｃｅｎｔｒａｌ Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ［Ｊ３．Ｍｏｎ ｗｅａ Ｒｅｖ，１９９６，１２４：１７８６－１８０２． ｒ４］ Ｈａｆｅｚ Ｍ，Ｓｈｅｎｏｕｄａ Ｗ Ｋ．Ｔｈｅ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｉｍｐａｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ Ａｓｗａｎ Ｈｉｇｈ Ｄａｍ［Ａ］．Ｗａｔｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｕｎｉｔｅｄ Ｎａｔｉｏｎｓ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ［Ｃ］．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ：Ｐｅｒｇａｍｏｎ Ｐｒｅｓｓ，１９７７，ｌ （４）：ｌ７７７—１７８６． ［５］ ＭＯＵＳＳｆｌ Ａ，Ｓｏｌｉｍａｎ Ｍ Ｍ．Ａｚｉｚ．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａ Ｊ Ｅｖａｌｕａ— ｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ａｓｗａｎ Ｄａｍ Ｓｉｎｃｅ ｉｔｓ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｕｎｔｉｌ Ｐｒｅｓｅｎｔ［Ｍ］．６ｔｈ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗａｔｅｒ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎ— ｆｅｒｅｎｃｅ．Ｅｇｙｐｔ：Ａｌｅｘａｎｄｒｉａ，２００１． ［６］ Ｓｏｎｉａ Ｍ Ｓ Ｓｔｉｖａｒｉ。Ａｍａｕｒｉ Ｐ ｄｅ Ｏｌｉｖｅｉｒａ，Ｊａｃｙｒａ Ｓｏａｒｅｓ． Ｏｎ ｔｈｅ Ｃｌｉｍａｔｅ Ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｔｈｅ Ｌｏｃａｌ Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｈａｉｐｕ Ｌａｋｅ Ａｒｅａ［Ｊ］．Ｃｌｉｍａｔｉｃ Ｃｈａｎｇｅ，２００５，７２：１０３一 】２１． 学学报：自然科学版，１９９３，２９（３）；５１７－５２２． ［９］王浩，傅抱璞．水体的温度效应［Ｊ］．气象科学。１９９１， １１（３）：２３３－２４３． ［１Ｏ］王 浩．陆地水体对气候影响的数值研究［Ｊ］．海洋与湖 沼，１９９１，２２（５）：４６７—４７３． ［１１］段德寅，傅抱璞，王 浩，等．三峡工程对气候的影响及 其对策［Ｊ］．湖南师范大学：自然科学学报，１９９６，１９（１）： ８７－９２． ［１２３毛以伟，陈正洪，王 钰，等．三峡库区坝区蓄水前水体 对水库周边气温的影响［Ｊ］．气象科技，２００８，３３（４）：３３４— ３３９． ［１３］盛裴轩，毛节泰，李建国，等．大气物理学［Ｍ］．北京：北 京大学出版社，２００３． ［１４］Ｎｉｎｇ Ｚｅｎｇ，Ｄａｖｉｄ Ｎｅｅｌｉｎ Ｊ．Ａ Ｌａｎｄ—Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ Ｉｎｔｅｒ— ａｃｔｉｏｎ Ｔｈｅｏｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ｄｅｆｏｒｅｓｔａｔｉｏｎ Ｐｒｏｂｌｅｍ ＥＪ］．ＪＯＵＲＮＡｌ ＯＦ ＣＩ ＩＭＡＴＥ，１９９９，１２：８５７—８７２． ［１５］Ｋｉｅｈｌ Ｊ Ｔ．Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ＥＪ］．Ｃｌｉｍａｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ，１９９２：３１９—３７０． ［１ ６］Ｃｈｏｕ Ｃ．Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ Ｔｒｅａｔ— ｍｅｎｔｓ ｆｏｒ Ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ＥＤ］．Ｌｏｓ Ａｎｇｅｌｅｓ：Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，１９９７：２１５． ［１ ７］Ｎｅｅｌｉｎ Ｊ Ｄ．Ｌｉｎｅａｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｌｏｎｇ Ｗａｖｅ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ Ｔｒｏｐｉｃａｌ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｍｏｄｅｌｓ －ｉＪ１．Ｊ．Ｇｅｏｐｈｙｓ．Ｒｅｓ，１９９６，１０１：１５１２９—１５１４５． ［１８］Ｋｏｓｔｅｒ Ｒ Ｄ，Ｍｉｌｌｙ Ｐ Ｃ Ｄ．Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｐｌａｙ Ｂｅｔｗｅｅｎ Ｔｒａｎ— ｓｐｉｒａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｒｕｎｏｆｆ Ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｓ ｉｎ Ｌａｎｄ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｓｃｈｅｍｅｓ Ｕｓｅｄ ｗｉｔｈ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｍｏｄｅｌｓ［Ｊ］．Ｊ．Ｃｌｉ— ｍａｔｅ，１９９７，１０：１５７８—１５９１． ［１９］陈鲜艳，张 强，叶殿秀，等．三峡库区局地气候变化 ［Ｊ］．长江流域资源与环境，２００９，１８（１）：４７—５１． ［２ｏ］Ｚｈａｏ Ｍｉｎｇ，Ｚｅｎｇ Ｘｉｎｍｉｎ．Ａ Ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ Ｌｏｃａｌ Ｃｌｉｍａｔｅ Ｃｈａｎｇｅ Ｉｎｄｕｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ Ｃｈａｎｇｅ ｏｆ Ｌａｎｄｕｓｅ ［Ｊ］．Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，２００２，１９（１）：４５— ６２． ［责任编辑周丽丽］
