[00333465]变化环境下关键水文情势演变过程与机理

气候变化与高强度人类活动的叠加干扰了水循环动力过程,增强了水循环要素变异的不确定性,改变了陆地水文情势的时空格局。国际水文科学协会新十年科学计划Panta Rhei指出：全球变化背景下水文情势演变机理是国际水文科学的前沿命题。在国家自然科学基金重大/面上、国家科技支撑计划等项目支持下,运用遥感反演、机理模型、数理分析、集合模拟等方法,基于新一代多卫星联合反演降水,在区域尺度干旱演进过程与空间格局、流域尺度土地覆被变化对水文循环通量的影响、河流尺度水沙动态过程对大型水利工程的响应等方面,形成了一批具有国际影响的创新性成果,主要发现点和科学价值包括： 1、探明了全球变化背景下卫星降水时空误差的尺度转移机制,拓展了无资料地区水旱情势多卫星监测的新途径。揭示了新一代多卫星降水联合反演系统产生高雨强低估、低雨强高估的成因,探明了卫星降水反演中系统误差与随机误差之间尺度转移机制及其对水旱情势模拟与预报的影响。 2、揭示了变化环境下干旱情势演变过程与格局,完善了区域干旱监测与评估的科学体系。创建了基于陆气“水-热”动态平衡的帕尔默综合干旱指数,解析了不同气候区水分亏缺演进过程及其对降水和气温变化的响应机理,揭示了近半个世纪中国大陆持续干旱和极端干旱的时空格局与演变规律。 3、阐释了土地利用/覆被变化下流域水文情势演变机制, 丰富了变化环境的水文响应理论。发展了综合考虑水文模型“输入-结构-参数”不确定性的贝叶斯集合模拟方法,阐释了气候变化背景下水文循环通量对土地利用/覆被变化的多重空间响应。 4、解析了大型水利工程影响下河流水沙情势演变过程与机理, 发展了高强度人类活动影响下河流系统的适应性管理理论。提出了大型水库群中单个水库对河流水沙情势影响的诊断方法,剖析了梯级水库群中目标水库对下游水沙通量的影响,揭示了河流-水库系统水沙动态过程演变机理。 本项目在BAMS、WRR、JH等国际权威期刊发表SCI论文64篇,论文总他引1079次、SCI他引924次。10篇代表作中有3篇入选ESI高被引,SCI他引363次,单篇最高他引103次。核心成果入选国际著名水文学家V. P. Singh院士主编的*部水文手册《Handbook of Applied Hydrology》（第二版）,被PNAS、BAMS、GCB等顶尖期刊引用。成果已应用于长江、黄河、淮河等流域,并被国际同行广泛引用,他引作者包括生态水文学创始人Zalewski教授、标准化干旱指数创建者Serrano教授、国际降水工作组秘书长Maggioni教授、刘昌明院士、傅伯杰院士等团队,以及来自斯坦福大学、普林斯顿大学、加州理工大学、法国国家科学研究中心、瑞士联邦水科学与技术研究所的美、英、德、法、荷、澳等45个国家400余家研究机构的学者。主要完成人任立良担任国际水文科学协会副主席,是国际水文科学协会新十年科学计划Panta Rhei的主要发起人,雍斌担任国际水文气象TOP期刊JHM副编辑,李琼芳多次作为特邀编辑在美国土木工程师学会核心期刊JHE出版专刊,项目组研究成果在国际水文学领域产生重要影响。