美国西部积雪水文和水资源

ROGER c .包和克莱因

1介绍

地球的季节性白雪覆盖的地区提供特殊的挑战水资源管理,挑战来自水文和社会因素。季节性积雪占河流的径流的主要来源,在情理之中的广泛区域地下水补给。例如,在美国西部超过85%的年度从科罗拉多河流域径流产生融雪。大部分来自一些小来源地区四个西方国家,主要是2700以上,这只占流域面积的12%。在全球范围内,融雪径流从地球上的山脉河流水流和蓄水层,超过十亿人依靠他们的水资源。未来的气候变化raybet雷竞技最新和变化将导致重大变化分区的降雪和降雨和融雪的时机,这将具有重要意义在这些地区用水和资源管理。因此重要的是要理解的过程控制融雪径流水资源以及其他资源管理目的。

2当前HYDROCLIMATIC条件在美国西部

的变化在地球的季节性积雪发现白雪覆盖的地区可以发现在相对研究美国西部,

手册的天气、气候和水:大气化学、水文、和社raybet雷竞技最新会影响,由托马斯·d·波特和编辑布拉德利·r·科尔曼。约翰•威利& Sons ISBN 2003©0-471-21489-2公司。

已经从high-precipitation太平洋西北海岸地区半干旱的西南部。这个地区从落基山脉太平洋海岸可以方便地划分为七个区域不同hydroclimatic政权(图1)。在整个地区,大部分的年度流速及流水量dircctly归因于春天融化的雪从以前的冬天积累;然而,也有低海拔地区区域内的经验在整个冬季和春季融雪。延长冬季积雪水储存在高山地区,通常逐渐融化,导致每年的成因有四肢的典型低斜率上升,通常与小叠加一昼夜的波动反映日常融化周期(图2)。除此之外基本相似,然而,宽差异来源,交付,和每个地区收到的水分总量,通常存储在他们的积雪,水量和水的释放率导致不同的流速及流水量政权之间的区域。

美国西部raybet雷竞技最新的气候大尺度大气环流主要是来自北太平洋,在冬天,太平洋/北美(机构)异常模式形成的一系列压力交变信号中心横跨太平洋到加拿大南部,向墨西哥湾(林等,1990)。机构通常形成一系列干长波脊及湿槽在北美与冷极地气团额的北部边界和温暖的南方亚热带气团。山脊和波谷的位置影响季节性水分循环。美国西部的山脉,就像所有主要的山脉,强烈影响全球大气环流;它们在这一过程中,影响水分季节性周期。

图1七hydroclimatic政权的美国西部(改变保尔森et al . (1991) 1。

水一天

图2放电自记水位计19平方公里大理石叉Kaweah河,南部山脉。

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图2放电自记水位计19平方公里大理石叉Kaweah河,南部山脉。

水分的主要来源为所有美国西部是太平洋;在秋天和冬天,地形升降和冷却太平洋气团充满水分的结果在降水雨或雪。海岸山脉、瀑布和内华达山脉,形成太平洋水分的主要地形障碍,导致大部分的冬季降水随雨山的西边。冬季降水的东部瀑布和内华达山脉,虽然少,通常在高海拔落如雪。相对温暖的冬季气温通常在温暖的结果,通常近等温湿积雪,容易快速融化从温暖的气温和降雨量。

在春季和夏季,水分从墨西哥湾和亚热带大西洋成为重要的在大多数西方国家,除了沿海国家。早春海湾地区和亚热带大西洋水分往往沉淀如雪,尤其在高海拔地区。提供额外的夏季水分州西南部的亚热带太平洋气团。除了“land-recycled”水分从地表蒸散(保尔森,1991年),这三个来源的水分,提供美国西部降水和径流。峰雪积累和积雪水储存的大部分地区被发现在高海拔地区,通常发生在3月或4月与融雪径流发生在5月到7月,根据海拔和纬度。

额活动与低压系统负责大部分的冬季降水在落基山脉北部,和上坡运输从东到西的水分很重要在海拔较低地区的东部山区。夏季降水,其中大部分最终在美国西部半干旱土壤水分蒸发蒸腾损失总量,主要是受到对流活动。然而,积雪的存储是最主要的水的供应夏季。洛基山脉北部地区的大陆性导致寒冷、干燥的积雪。重要的能源需要提高温度的等温和融化的积雪阶段;由于积雪往往保持到春天。降雨通常不会提供足够的能量驱动融雪,直到本赛季也许很晚。

高海拔在落基山脉中央收到大部分地区年降水量的冬季降雪。太平洋锋面系统将大部分的冬季水分从西方,这一地区可以到西北、西南,这影响降水的分布。西风追踪orographi-cally解除某种程度上的瓦扎茨高原在犹他州,解除进一步沿着科罗拉多中部大陆分水岭的范围,导致大陆分水岭以西的最重的降水。向西北铁路解除沃萨奇岭和Uinta山脉在犹他州和范围的划分在科罗拉多中北部,导致重沉淀在这些位置。风暴跟踪从西南不遇到主要的地形影响,直到他们到达科罗拉多州西南部圣胡安山脉通常导致沉重的这部分地区冬季降水从这些风暴的踪迹。一般来说,在大陆分水岭以东地区降水显著下降。然而,低压系统东分可以带来重要的水分在墨西哥湾的春天,导致有时在山麓的大雪在海拔较低地区东部的鸿沟。低海拔地区的中部落基山脉收到的大大减少降水;大部分地区的积雪存储集中在更高的山峰。

3测量和估计雪属性历史背景

毫无疑问,主要的反复出现的问题雪水文在美国西部是:雪是多少呢?水资源管理者预测季节性径流的数量,部分基于估计的积雪,或雪水当量(理念),跨流域或地区和在一定程度上预测未来的降水。瑞典文的估计和白雪覆盖的区域(SCA)是用于各种各样的目的,对于一个地区的经济是至关重要的,包括:水库管理、雪载地图,年降水量地图(计划),干旱管理监控、鱼和游戏,娱乐(例如,滑雪,河旅行),酸性降水监测、和雪崩预测。(见第5节Doesken。)

从历史上看,自然资源保护服务(nrc)被控协调雪调查,或点的测量。它还准备季节性供水前景在美国西部。预测水的可用性在美国西部是由盘点积雪在冬季和早春使用测量超过2000雪课程,其中包括约1000积雪遥测(SNOTEL)网站提供连续数据。剩下的是手动和每月访问的网站。这些观察和测量流速及流水量之间的实证关系被用来预测流速及流水量超过500点。在加州,加州合作测雪(ccs) coordi臀部测量;这取决于40合作机构的数据收集。ccs使季节性供水预测,许多项目合作者;每周更新为主要流(哈特和耶尔克,1990)。

估计瑞典文的空间分布是具有挑战性的,因为许多因素影响其分布和小相关性SWE空间分布的长度。地形降水模式的异构性和可变性也存在的问题在准确确定最大积累的时间。回归模型的简单性使得他们一个有吸引力的方式估计瑞典文,因为大量的工作需要直接测量在流域尺度层面。

空间分布的估计瑞典文的美国西部主要来自两个方面。操作上,美国国家气象局(NWS)国家运营水文遥感中心(NOHRSC)完成原位和机载雪调查数据与卫星观测积雪估计瑞典文分布在整个冬季和春季(无花果。3 a和3 b)。其次,大气模型估计的分布层面基于建模的降雪和表面能量平衡参数。NWS瑞典文的估计是基于一个叫做雪估计和插值程序更新系统(seu),观察间作插值点产生网格瑞典文的估计。点我们估计来自nrc网站和遥感。NOHRSC进行机载瑞典文调查1800飞行路线在美国,其中许多都位于西部(图4)。积雪中包含的水变弱地表伽马辐射。相对于无衰减测量条件估计。

遥感

雪遥感提供了重要的空间信息,可以用来提高水文预报的准确性和及时性为季节性白雪覆盖的地区,水资源管理的收益水平。目前,遥感积雪信息只用于操作水文预报是积雪覆盖的区域范围(图3)。在过去的十年中已经有一个扩展开发遥感作为一种工具来确定其他雪属性,可用于协助估计分布和雪融雪决选。还走向发展的基于物理的融雪模型来使用这个新兴数据,尤其是高山地区。基于遥感和物理方法的耦合将使制作不仅盆地规模的预测更准确,还将提供空间分布式融雪的估计。

的可能性探测积雪特性在很大程度上取决于波长被遥感仪器记录。可见光和近红外波段,因为他们不渗透到积雪,主要提供信息积雪的表面(例如,白雪覆盖的面积、晶粒尺寸和反照率)。然而,微波波长可以穿透雪-

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卫星积雪

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美国西部

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□	没有雪
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英寸

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