气候变化对水文水资源影响的研究进展
2014-01-19戴楠
戴 楠
(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳550002)
气候变化对水文水资源影响的研究进展
戴 楠
(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳550002)
中国是一个水资源短缺的国家，水资源时空分布不均。近年来中国连续遭受严重干旱，旱灾发生的频率和影响范围扩大，持续时间和遭受的损失增加。无论是干旱还是洪涝都是由于水文水资源的变化而造成的，而水文水资源之所以会发生变化，气候的变化对其有很大的影响。文章阐述了气候变化对水文水资源影响的研究进展，分析了国内外对于气候变化影响水文资源的研究，在此基础上阐述了气候变化影响水文水资源的研究进展。
气候变化;水文水资源;影响;研究进展
0 引言
天气学研究的是那些与天气和气候有关的大气运动。而大气运动受质量守恒、动量守恒和能量守恒等基本物理定律所支配。人类的生产活动，特别是工业生产的发展带来的大气污染、固体污染、水污染均对以上守恒定律造成负面影响。气象与自然灾害密切相关，恶劣气象条件是突发自然灾害的元凶(如特大暴雨造成的山洪爆发泥石流，山体滑坡，连续降水造成的洪涝灾害;长期无降水造成的旱灾;大风带来的社会财产，生命的危害等)而这些灾害都与气候变化造成水文水资源的影响直按相关。所以作者介绍上述立题很有意义。
根据气象观测资料:全球的平均气候在20世纪大约升高了0.6℃。依据其他方面的信息进行综合分析，可以预估出21世纪末，全球地表温度将会大约升高1.2～6.3℃。
气温的升高，必然会改变全球气候，也将造成全球水循环系统发生相应的改变。这种改变必然会体现在水资源的重新配置上。这样会直接影响到降水、蒸发乃至土壤的湿度状况等各因素。
因此，全球气候变化不得不成为各国政府首要关注的国际性话题。研究分析气候变化对水文水资源造成的影响，能够有效的指导在现实情况下如何利用好水资源以及维持水资源的可持续性［1］。
1 国外关于气候变化对水文水资源影响的研究
对于这项工作的研究、分析，国外最早起步在20世纪70年代，美国国家气候研究协会在1978年第一次组织科研人员集中讨论气候及气候变化对于水文水资源的相互作用。
世界气象组织在1986年出版了相关的气候变化的文献综述，在此基础上推荐了一些操作的方法。国际水文协会(IAHS)在1987年的国际IUGG大会上组织了名为“气候变化对水文水资源的影响”的研究报告，并于1988年由联合国气象规划局以及世界气象组织共同构建了IPCC。
该组织的工作主要为:
1)对气候变化进行有效、科学的评估，并要定期性的整体出评估成果，制定相应的评估报告。
2)为国家领导人提供准确的气候变化信息，让领导人能够了解到气候变化的现状，明确到人类的生产生活带来的严重危害，从而意识到需要制定方针来缓解这种变化的迫切性。
经过将近20 a的努力，截至20世纪90年代，关于气候变化对水文水资源的影响研究已经得到了高速的发展。
1990年出版的《气候变化与美国水资源》以及1991年出版的《气候变化和世界水文水资源》两本资料，都分析总结了当时气候变化对于水文水资源的影响研究的方法和成果。
1992年，里约热内卢环境与发展大会上也明确了气候变化对水文水资源的重要影响。1993年，第6届国际气象和大气物理学会、第4届国际水文科学协会联合大会在日本召开。
经过几十年的发展，21世纪的今天，国际上将这一议题作为全世界需要关注的话题，并且每年都会对这一议题进行分析、研究，并且形成报告。对于气候变化的研究也逐渐扩大范围和领域，也更加注重气候变化的人文性［2］。
IPCC作为国际性的研究部门，它定期地对气候变化做出以下3个方面的概括:
1)评价原有的气候科学资料。
2)研究气候变化对经济造成的影响。
3)颁布相应的法规或者指定相应的规程来缓解问题。IPCC分别于1990年、1995年、2001年以及2007年完成4次基本评估报告。在这4次评估报告中，第2次评估报告中报告了关于全球气候变化对各方面造成的影响以及在其他方面的研究成果。IPCC的这些报告逐渐成为国际社会认识和了解气候变化问题的主要依据。
2 国内研究进展
我国对于气候变化对水文水资源影响的研究工作起步晚，与国外相比研究比较落后。从20世纪80年代起，便迅速加大了对这一方面的研究工作。具体落实在“八五”、“九五”及“十五”等气候科研项目成果。
2.1 中国气候与海平面变化及其趋势和影响研究
1988年，国家自然科学基金委员会批准了“中国气候与海平面变化及其趋势和影响研究”的工作。并将该工作作为“七五”的重要项目之一来对待。这一工作主要涉及到4个部分的研究:
1)中国历史上出现的气候变化情况。2)中国海平面的变化情况。
3)全球范围内的气候变暖情况。
4)气候变化对于西北华水资源造成的影响研究。
2.2 气候变化对水资源的影响及适应对策研究
“气候变化对水文水资源的影响及适应对策研究”专题是由1991年国家科委启动的。它是国家“八五”科技攻关项目“全球气候变化的预测、影响和对策研究”中的一个重要研究课题。见图1。其中，采用了集中式水量平衡模型，着重分析我国气候变化对流域流经产生的作用，在此基础上对水资源的合理运用进行合理而科学的展望。
图1 “八五”研究框架
2.3 气候异常对我国水资源及水分循环的影响评估模型研究
1996年，国家科委设立了“九五”国家重中之重科技攻关项目“我国短期气候预测系统的研究”。其中，“气候异常对我国水资源及水分循环影响的评估模型研究”被列为了专项，见图2。
图2 “九五”气候异常对我国水资源及水分循环评估模型
这一专项由水利部水文局以及南京水利科学研究员接手。这一项目将淮河流域以及清早高原作为了研究区域。
2.4 气候变化对我国淡水资源的影响阈值及综合评价
这是“十五”科技攻关重点项目中的一个专题。这一专题不再局限于曾经的研究分析，对过去的研究内容加以扩展，并且还运用了新的技术手段。例如，把需要研究的空间范围扩大到了960万km2。此外，还采用国际上的先进技术以及参照了相应的研究内容。
2.5 我国生存环境演变和北方干旱化趋势预测研究
近年来的国家“973”重点基础研究发展规划项目将这一议题提上了日程。主要是分析研究在全球变暖趋势下，国内北方干旱区未来的气候形式、民众生活以及相应的缓解措施。主要研究内容涉及以下4个部分:
1)我国北方干旱和半干旱区历史气候变化。
2)全球升暖对我国生存环境变化和北方干旱化的影响。
3)人类活动和北方干旱化关系的研究。
4)对北方干旱化未来发展的趋势测评，影响了预估的对策制定，在此基础上，提出了人类活动及生态环境保护的有效方法［3］。
3 气候变化对水文水资源影响评价模型研究现状
以上都是国家的直接指定项目。另外，国内有关机构也相继进行气候变化的科学讨论。在这些研讨之中，气候影响评价模型也是研究的重要组成部分。
在气候变化对水文水资源影响的研究中，模型的选取应该考虑下列4个方面的因素:
1)本身的内在精确度，也就是要求研究的对象具有精准的量度。
2)参数和模型率具有简洁的特性，只有一个结构简单、参数简洁明了的模型才能够称得上是一个科学化的模型，这样不仅可以使得参数的互补化弱化，还能够明朗化参数见的地域分布。
3)在模型的选取过程中，要充分考虑到不同地区的特性，要保证能够适应不同地区，且不得死板，要使得应用灵活。这些就会使得模型可以满足不同的气候间和下垫面和下垫面的适应性，从而利于模型的移植。
4)气候模型和模型间具有相容性，一方面有利于模型之间的链接，另一方面有利于流域的下垫面系统和气候系统间的相互关系。
模型是否具有良好的水文模拟能力，对于评价气候变化影响的工作非常重要。我国和世界气象组织(WMO)曾经对一部分水文的模型的洪水模拟效果进行过一些研究比对。依照研究成果，发现通常关于湿润半湿润区域的模型都能够达到理想的预估效果。不过，关于干旱半干旱地区的水文模型却达不到应有的效果。
所以对这一区域的水文模拟成为水文界人士的一大难关。主要是因为大多数学者对于干旱半干旱地区的水文模型的结果及参数的判断存在认识不到位及不确定性等问题。
4 结语
21世纪的今天，我国正处于经济飞速发展、国民生活水平不断上升的阶段。但是由于受到气候变化的影响，我国水文循环和水资源都处于不佳的状态。由于这些因素造成的水资源匮乏、洪涝、干旱等问题严重影响了全社会的生产和生活。在当下，相关人员要加大对这一方面的研究。要意识到这不仅仅是简单的影响水文水资源，这更是与经济生产、群众生活有关的大事。
目前，我国在气候预测、评价等方面还远不如国外的先进国家，以及与国际水平不相适应。相关人员要积极学习先进的技术和理念、站在国际的高度上，来分析国内的气候变化影响。并且对于分析的成果要进一步提出对应的解决措施。
同时还应该加大气候变化对水文水资源所带来影响的宣传，让群众都能加入到共同治理的队伍中。让相关的研究能够有效的纳入到改善水文水资源的实践中来。
［1］施雅风.中国气候与海平面变化及其趋势和影响，气候变化对西北华北水资源的影响［M］.济南:山东科学技术出版社，1995:10-12.
［2］水利部水利信息中心.“八五”国家科技攻关计划(85-913-03-03)“气候变化对中国水文水资源影响及适应对策研究”技术报告［R］.北京:水利部水利信息中心，1996.
［3］水利部水利信息中心.国家“九五”重中之重科技攻关专题(96-908-03-02)“气候异常对中国水资源及水分循环影响评估模型研究”［R］.北京:水利部水利信息中心，2000.
P467;P333 < class="emphasis_bold">文献标识码:B
B
1007-7596(2014)05-0016-03
2013-08-15
戴楠(1982-)，男，湖南怀化人，工程师。
