大师变暖如故成为不争的事实[1]。频年来,稠密学者使用历史风物数据对世界和区域标准气温的变化情况进行了闲居而深切的接头,接头区域包括中国全境[2]、青藏高原[3]、黄土高原[4]、华北平原[5]、黄河流域[6]、长江流域[7]、渭河流域[8]、汉江流域[9]、陕西关中[10]、和陕南地区[10]等。接头终端标明我国大部分地区存在权臣升温趋势,但升温的快慢进程存在光显区域各异。凭证风物学关联表面,气温升高会加快空气中水汽分子畅通速率从而加快当然雀跃的挥发智商[11, 12, 13]。但事实却不尽如斯,在世界标准[2, 14]、干旱半干旱地区[15]、黄土高原[4]、黄河流域[6]、长江流域[7]、渭河流域[8]、汉江流域[9]、陕西关中[10]等地,岂论是挥发皿挥发量如故凭证Penman-Monteith公式贪图得到的潜在挥发量王人泄露出了波动下落的趋势即所谓的“挥发悖论”征象。部分学者还对挥发下落的可能成因进行了探讨,他们发现与挥发密切关联的风物因素的变化(风速减小和太阳发射减少[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16]等)和东谈主类活动(农业灌溉和下垫面变化[9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16]等)不错导致挥发量的变化。现时,对于“挥发悖论”的机理尚无定论,对于挥发下落的原因归纳起来主要包括:云量和睦溶胶等浑浊物的加多引起的太阳发射下落[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16],空气湿度的加多导致的水汽压差减小[5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16],夏日风变化引起的风速下落等[2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16]。但从大师限制来看qvod成人影片,云量和睦溶胶加多引起的发射量(潜热通量)下落是挥发减少的主要原因[12, 13]。
挥发是大气中水汽的垂危开首,而齐全湿度则是斟酌大气干湿进程(水汽含量)的物理量,具体是指单元体积空气中所含水蒸汽的质地,即水汽密度(g/m3),齐全湿度的变化不错从侧面反应挥发智商的变化。泥土水分挥发表面标明,地表的挥发智商与挥发皿的挥发智商成正比,挥发皿挥发量下落的情况下,地表的挥发量也应相应减小,而地表挥发又是大气水汽的垂危开首[17],进而形成大气齐全水汽含量的下落。秦岭南北地区主体位于我国东部季风区西缘,与青藏高原雀跃区和西北干旱区交织,雀跃要求较为复杂。该区举座和各子区在1960—2011年间履历了光显的升温经过[18],而潜在挥发量却泄露出了光显的下落趋势,即“挥发悖论”征象[10]。此外,该区干旱事件发生频率较高,雀跃、农业和水文干旱也日趋严重。畴前52年间降水量幽微减少,以干旱指数(降水量比上挥发量)度量的干旱进程有加剧趋势,区域举座尽头是秦岭以北地区有向暖干化发展的态势[19]。到现时为止,对于秦岭南北地区挥发量的已有接头[7, 9, 10, 16, 19]更多地是研讨多个风物因素对挥发经过的共同作用。通过关联分析、偏关联分析、敏锐性分析、归因分析等规范探究挥发下落的主导因子,所接管的商量也大多是降水、相对湿度和水汽压等,较少触及到齐全湿度。齐全湿度、相对湿度和水汽压3个商量并不疏通,所代表的含义也不一致。相对湿度与齐全湿度比较,前者仅仅表征空气中水汽的相对含量并弗成反应出水汽密度的具体值,何况受温度影响较大。而齐全湿度则否则,其不受温度影响,不错较好地量化水汽密度的变化。基于上述刚毅,本接头诓骗秦岭南北地区的历史风物不雅测贵寓,分别贪图了齐全湿度和潜在挥发量,并分析了齐全湿度的变化趋势。要点探讨雀跃变暖和挥发下落(“挥发悖论”)布景下大气水汽资源(齐全湿度)的变化趋势,齐全湿度和潜在挥发究竟是同向变化如故逆向变化,细节特征又怎样,并尝试诓骗挥发互补表面对其变化的可能成因给出了初步的阐明和诠释。
1 接头区八成秦岭横亘于于我国中部,东西走向,山脉以北属黄河流域,雀跃较为干旱;山脉以南为长江流域,雀跃暖和湿润。在雀跃、植被和泥土溜达上,山脉南北存在光显各异,因而,秦岭一直被以为是我国境内的一条垂危地舆分界线。秦岭的限制有广义和狭义之分,狭义的秦岭只限于陕西南部、渭河与汉江之间的山区;而广义的秦岭东西长约1500km,西接昆仑山,起自岷山以北,向东蔓延经由甘肃境内、陕西南部到达河南境内伏牛山一带。本接头参考周旗等[18]的接头遵守,将接头区域分辨红4个子区,以接头齐全湿度变化的区域分异特质。分别是秦岭北坡偏激以北的暖温带地区(以下简称“秦岭以北”);伏牛山偏激以东平原(因大部分区域属秦岭南坡平地,以下简称“秦岭南坡”);秦岭以南的汉水谷地、巴山、涢水谷地及淮河上游北亚热带地区(因大部分区域属汉水流域,下简称“汉水流域”);巴山南麓、巫山谷地及江汉平原西北部(下简称“巴巫谷地”),接头区域和睦象站点的空间溜达如图 1。秦岭地区具有大陆性季风雀跃特质,年均气温12—17℃,≥10℃的年积温为3700—4900℃,年均降水量600—1200mm,降水变率大,季节分拨不均匀,无霜期200—250d[18, 19]。
2 数据及规范基于风物不雅测贵寓的可获取性(比湿和露点温度贵寓不可得),接管每日平均气良善水汽压实测贵寓推算齐全湿度。数据获取自中国风物科学数据分享做事网(),主要包括1960—2011年间秦岭南北地区45个风物台站的每日最高温度、最低温度、平均气温、相对湿度、水汽压、日照时数和平均风速数据。1960—2001年20cm口径挥发皿挥发量每日不雅测贵寓用于检会Penman-Monteith公式估算终端的准确性,获取自黄土高原地区雀跃数据库(?id=8)。上述不雅测贵寓在整编发布经过中经过了严格的质地限度,本接头在数据预科罚经过中剔除了缺测年份大于10a的站点,并用线性追念法和周边站点插补法对漏测数据进行了完善。
凭证内容水汽压与温度的关系式[20]贪图齐全湿度,公式为a=A e T ,式中a为齐全湿度,即湿空气的水汽密度(g/m3);e为内容水汽压;A为常数,取为217;T为温度(K)。
依据上述规范分别贪图各台站日均齐全湿度,弃取算术平均值法分别统计各站点齐全湿度在不同时间标准的平均值,并进一步求均值取得不同子区和区域举座齐全湿度的永恒变化序列。季节分辨按照老例,以3—5月为春季,6—8月为夏日,9—11月为秋季,12月至次年2月为冬季。为了揭示齐全湿度和挥发量的时变特征和响应关系,弃取现时被闲居认同,准确性较高,由世界粮农组织(FAO)推选的Penman-Monteith公式估算潜在挥发量,估算终端与挥发皿挥发量不雅测数据进行了对比,以检会其估算准确性。Penman-Monteith公式的具体贪图经过和终端检会参见文件[10, 19]。
3 终端与分析 3.1 齐全湿度的空间溜达特征秦岭南北地区年标准和不同季节齐全湿度呈现南高北低的空间溜达情势,具有较好的海拔地带性和纬度地带性,即跟着海拔和纬度的飞腾(下落)而相应减少(加多)(图 2,图 3)。各子区湿度大小排序为巴巫谷地(12.0 g/m3)>汉水流域(10.6 g/m3)>秦岭南北(10.0 g/m3)>秦岭南坡(9.2 g/m3)>秦岭以北(8.3 g/m3),各子区湿度相对较高的站点轮换为万州(13.3 g/m3)>钟祥(11.8 g/m3)>西华(10.4 g/m3)>开封(9.7 g/m3),相对较小的站点轮换为广元(10.3 g/m3)>栾川(8.3 g/m3)>武王人(8.1 g/m3)>洛川(6.7 g/m3);季节标准上湿度的溜达顺序与年标准基本疏通(图略),排序为夏日(17.3 g/m3)>秋季(10.1 g/m3)>春季(8.8 g/m3)>冬季(4.1 g/m3)。上述空间溜达情势主如果由于秦岭南北的大部分地区受季风影响,冬季风来自恃纬度大陆,水汽较少,而夏日风来自低纬度海洋,高温而湿气,形成了湿度的年内变化[21, 22, 23]。
3.2 齐全湿度的时空变化 3.2.1 年平均齐全湿度年际变化秦岭南北举座和各子区湿度变化趋势基本一致,除巴巫谷地(-0.04 g m-3 10a-1)不权臣下落外,其它子区均呈现出加多趋势(图 4),加多快率排序为秦岭南坡(0.080 g m-3 10a-1)>秦岭以北(0.028 g m-3 10a-1)>汉水流域(0.026 g m-3 10a-1)>秦岭南北(0.023 g m-3 10a-1)。由时候变化弧线(图 4)和积聚距平弧线(图 4)可知,接头区举座和各子区湿度呈现波动变化,各站点变差统统介于0.05(长武)和0.02(梁平)之间,区域平均变差统统分别为秦岭以北0.033、秦岭南坡0.034、汉水流域0.025、巴巫谷地0.019和秦岭南北0.024,其中以巴巫谷地的波动幅度最小。近52年间,齐全湿度最大值出现时1998年,最小值出现时1966年,1986年和1998年是变化的窜改点,1960—1986年以幽微下落为主,尔后直至1998年震憾飞腾,1998年以后各子区变化门径基本保抓一致,呈同步下落趋势。
年标准上,分别有51%、30%和13%的站点达到95%、99%和99.9%的权臣水平(图 5)。秦岭以北飞腾速率为0.03 g m-3 10a-1,飞腾和下落的站点分别占到58%和42%,以武功的飞腾速率最快;秦岭南坡飞腾速率为0.08 g m-3 10a-1,通盘站点湿度王人飞腾,以镇安的飞腾速率最快;汉水流域飞腾速率为0.03 g m-3 10a-1,飞腾和下落的站点分别占到86%和14%,以石泉的飞腾速率最快;巴巫谷地的下落速率为-0.04 g m-3 10a-1,飞腾和下落的站点分别占到30%和70%,以阆中的飞腾速率最快,巴中的下落速率最快。
3.2.2 季平均齐全湿度的年际变化春季,区域举座和秦岭南坡(0.041 g m-3 10a-1)之外的各子区齐全湿度均泄露出下落趋势,下落速率排序为巴巫谷地(-0.070 g m-3 10a-1)>秦岭以北(-0.034 g m-3 10a-1)>汉水流域(-0.026 g m-3 10a-1)>秦岭南北(-0.022 g m-3 10a-1),其中巴巫谷地的下落趋势通过了95%的权臣性检会。各子区湿度下落站点所占比例排序为巴巫谷地(80%)>汉水流域(71%)>秦岭南北(62%)>秦岭以北(58%)>秦岭南坡(33%),其中16%站点的下落趋势达到95%及以上权臣水平(图 5);
夏日,区域举座和巴巫谷地(-0.112 g m-3 10a-1)之外的各子区齐全湿度均泄露出飞腾趋势,飞腾速率排序为秦岭南坡(0.151 g m-3 10a-1)>汉水流域(0.037 g m-3 10a-1)>秦岭南北(0.020 g m-3 10a-1)>秦岭以北(0.005 g m-3 10a-1),其中秦岭南坡的飞腾趋势通过了95%的权臣性检会。各子区湿度飞腾站点所占比例排序为秦岭南坡(100%)>汉水流域(79%)>秦岭南北(62%)>秦岭以北(58%)>巴巫谷地(10%),其中22%站点的飞腾趋势达到95%及以上权臣水平(图 5);
秋季,各子区齐全湿度呈飞腾趋势,飞腾速率排序为秦岭南坡(0.115 g m-3 10a-1)>汉水流域(0.059 g m-3 10a-1)>秦岭南北(0.051 g m-3 10a-1)>秦岭以北(0.017 g m-3 10a-1)>巴巫谷地(0.015 g m-3 10a-1),其中秦岭南坡的飞腾趋势通过了95%的权臣性检会。各子区湿度飞腾站点所占比例排序为秦岭南坡(89%)>汉水流域(79%)>秦岭南北(64%)>巴巫谷地(50%)=秦岭以北(50%),其中18%站点的飞腾趋势达到95%及以上权臣水平(图 5);
冬季,各子区齐全湿度均泄露出飞腾趋势,飞腾速率排序为秦岭南坡(0.093 g m-3 10a-1)>秦岭南北(0.060 g m-3 10a-1)>汉水流域(0.056 g m-3 10a-1)>秦岭以北(0.048 g m-3 10a-1)>巴巫谷地(0.042 g m-3 10a-1),其中秦岭南坡和秦岭南北举座的飞腾趋势通过了95%的权臣性检会。各子区湿度飞腾站点所占比例排序为秦岭以北(100%)=秦岭南坡(100%)>秦岭南北(93%)>巴巫谷地(90%)>汉水流域(86%),其中44%站点的飞腾趋势达到95%及以上权臣水平(图 5)。
3.3 齐全湿度和潜在挥发量变化的比较分析挥发是大气中水汽的垂危开首,而齐全湿度则是斟酌大气干湿进程(水汽含量)的物理量,因此,齐全湿度的变化不错从侧面反应挥发智商的变化。在存在光显“挥发悖论”征象的布景下,本接头试图从齐全湿度角度分析大气水汽资源的变化趋势,以及齐全湿度和潜在挥发变化的响应关系。参考3.2.1末节的分析终端将齐全湿度变化分辨为3个时候段,即1960—1986年、1987—1998年和1999—2011年。同理凭证潜在挥发量积聚距平弧线将其分辨为1960—1989年和1990—2011年两个时候段进行分析。区域举座和各子区潜在挥发量和齐全湿度关商量数见表 1,两者不同期段雀跃倾向率偏激权臣性检会终端见表 2。由表 1可知,年标准上,除巴巫谷地外,齐全湿度和潜在挥发量均泄露出权臣的负关联关系,即反向变化趋势;季节标准上,春季和秋季的关商量数王人是负值,各子区无一例外,且大部分达到权臣水平;夏日和冬季的顺序较为接近,汉水流域和巴巫谷地呈不权臣正关联,其它区域均为负关联。此外,年度、春季和秋季两个商量的关商量数王人泄露出由北向南顺次递减的变化顺序,阐明湿度和挥发的精细进程有光显地域各异,跟着子区的南移而顺次松开。
由表 2可知,1960—2011年间,年度、春季和冬季的潜在挥发量履历了先降后升的变化阶段,1960—1989年下落,1990—2011年飞腾。年标准上,前30a挥发量的下落速率要光显大于后22a的飞腾速率;春季则刚好违抗,后22a的速率大于前30a;冬季挥发变化在这两个时段的各异相对较小;夏日和秋季的挥发量变化与年标准不同,两个时段和52a举座王人泄露出了下落趋势。对于夏日而言,前30a的下落速率要大于52a举座和后22a;秋季,不同期段间速率变化各异不大。齐全湿度方面,近52年履历了“降—升—降”的变化经过,除春季外,其他季节和年标准的倾向率均为正巧,1960—1986年和1999—2011年下落,而1986—1998年加多。其中,后13a的下落速率要光显大于前27a,各季节和子区的变化顺序基本一致。
近52年年度和季节潜在挥发和齐全湿度呈反向变化趋势,区域举座和各子区基本一致。其中,年度和春季之外的其它季节湿度飞腾,挥发下落,而春季泄露出来的顺序则违抗,湿度下落而挥发飞腾;1960—1989年间,年度和季节标准的挥发王人鄙人降,同期的湿度也鄙人降(个别区域飞腾),两者基本保抓同向变化趋势;1990—2011年间,年度和春、冬两季的挥发王人在飞腾,而同期的湿度则是先同向变化(飞腾)再反向变化(下落),区域举座和各子区的顺序基本一致。空间溜达特征方面(图 6),52a举座两者呈反向变化趋势的站点所占比例分别为年度69%、春季80%、夏日62%、秋季67%和冬季78%。春季、秋季和冬季的湿度和挥发反向变化站点均匀溜达,莫得光显的区域纠合特征;而在年标准上,同向变化的站点主要集合于巴巫谷地;在夏日,湿度和挥发同期下落的站点也集合于这一区域。
3.4 齐全湿度和潜在挥发量反向变化的成因分析1960—2011年间,潜在挥发量呈下落趋势,而齐全湿度泄露出飞腾趋势。潜在挥发与齐全湿度负关联关系光显的征象,反应出了挥发皿挥发量和潜在挥发量的代表性问题。事实上,挥发皿挥发仅仅有限水面的摆脱挥发,严格趣味趣味上它只代表一个地区禁受太阳能量若干,而弗成代表内容挥发量,这少许在干旱和半干旱地区体现得尤为光显。齐全湿度反应了空气中的内容水汽含量,而水汽含量的上下又径直取决于地表内容挥发量,换言之,齐全湿度反应了大地内容挥发量。挥发互补表面假设(图 7),在给定的发射要求下,当充分给水时内容蒸散漫量与潜在蒸散漫量相称;当下垫面给水量减少时,内容蒸散漫量会减少,从而开释出更多的能量成为显热,从而导致潜在蒸散漫加多[24, 25, 26, 27, 28, 29, 30]。内容挥发量受水分与能量要求的限度。如果能量要求固定,互补关系开发;如果能量要求变化不大,互补关系仍然开发;如果能量要求变化较大,互补关系可能发生改变[28, 29, 30]。
就世界而言,在以干旱为主的区域决定内容挥发最垂危的因子是水分,而在以湿润为主的区域,则是能量[24]。王艳君等[7]分析了长江流域内容挥发量和潜在挥发量的关系,并诓骗干燥度指数R(潜在挥发量与降水的比值)来判定接头区域的干湿要求。当R<0.8时,内容挥发量与潜在挥发量为光显的正关联关系,此时雀跃为湿润要求,内容挥发量主要受制于其它风物因素的变化,与降水关系不大;当R>1.0时,即干旱环境,内容挥发量与潜在挥发量为光显的互补关系,内容挥发量主要受降水限度。Golubev等[25]通过对好意思国和前苏联8个区域的挥发皿挥发量和内容挥发量的变化接头得到访佛的论断,以为当R<0.7时,挥发皿挥发量与内容挥发量的变化泄露为一致趋势;当R≥0.8时,两者为互补关系。Cong等[26]对中国十大流域水文变化趋势的接头终端标明,在我国朔方干旱区内容挥发量的下落主要由降水变化引起,南边湿润区内容挥发量的下落主要受潜在挥发量的影响。Teuling等[27]和Roderick等[11]指出,在能量受限要求下,下落的挥发皿挥发量频繁意味着内容挥发量的下落;在水分受限要求下,即干旱缺水地区,下落的挥发皿挥发量时常意味着内容挥发量的加多。
本接头所柔顺的秦岭南北地区地跨两个雀跃带,秦岭以北的黄河流域(黄土高原)属于典型的干旱半干旱地带,而秦岭以南和汉水流域为半干旱半湿润地区,巴巫谷地严格趣味趣味上讲属于湿润易旱地区(降水充沛但季节性干旱频发)。参考蒋冲等[19]的接头遵守和王艳君等[7]对区域干湿要求的分辨标准,界定当R<0.8时为湿润要求,而R>1.0时为干旱环境,由此可知巴巫谷地(R=0.86)为湿润区,而汉水流域(1.06)、秦岭南坡(1.25)和秦岭以北(1.64)为干旱环境,各子区由北向南潜在挥发量受水分的限制作用束缚松开,能量限制束缚加强。伙同干旱指数和表 1可知,秦岭以北、秦岭南坡、汉水流域和巴巫谷地部分站点齐全湿度(内容挥发量)和潜在挥发量为互补关系(权臣负关联),由北向南跟着水分限制作用的束缚松开两者的负关联关系也缓缓松开,直至巴巫谷地的正关联,各子区潜在挥发和齐全湿度变化趋势违抗的站点个数也跟着区域的南移而缓缓减少;季节标准上,干燥度指数由北向南顺次递减,挥发和湿度的关联关系也基本上由(权臣)负关联鼎新为正关联或不权臣负关联。上述终端适合挥发互补表面,也和王艳君等[7]和Cong等[26]的接头终端趋势上基本一致。
4 论断(1)秦岭南北地区年标准和不同季节齐全湿度由南向北顺次递减,具有较好的海拔地带性和纬度地带性,各子区按湿度大小排序为巴巫谷地>汉水流域>秦岭南北>秦岭南坡>秦岭以北。季节平均湿度以夏日为最大,冬季最小。
(2)秦岭南北举座和各子区齐全湿度变化趋势基本一致,除巴巫谷地泄露出不权臣的下落趋势外,其它子区均呈现出加多趋势,加多快率排序为秦岭南坡>秦岭以北>汉水流域>秦岭南北。1986年和1998年是齐全湿度变化的窜改点,1960—1986年以幽微下落为主,尔后直至1998年震憾飞腾,1998年以后呈下落趋势。
(3)年标准和春、秋两季,除巴巫谷地外,齐全湿度和潜在挥发量均泄露出权臣的负关联关系,而在夏日和冬季,除汉水流域和巴巫谷地呈不权臣正关联之外,其它区域均为负关联。年度和春、秋两季两个商量负关联的精细进程跟着区域的南移而缓缓松开。
(4)1960—2011年间,年度和季节标准潜在挥发和齐全湿度反向变化;而在1960—1989年间,两者同向变化;1990—2011年间,年度和春、冬两季潜在挥发飞腾,而同期的齐全湿度则是先飞腾再下落。
(5)潜在挥发和齐全湿度变化的违抗趋势考据了“挥发悖论”的无数存在qvod成人影片,不错用挥发互补表面来诠释。内容挥发量的加多导致空气中水汽含量加多,反过来扼制了水面挥发(潜在挥发量)。秦岭以北、秦岭南坡、汉水流域和巴巫谷地部分地区齐全湿度和潜在挥发量为互补关系,由北向南跟着水分限制作用的束缚松开两者缓缓鼎新为不权臣的正关联关系;季节标准上,潜在挥发和齐全湿度的关联关系也基本上由(权臣)负关联鼎新为正关联或不权臣负关联。