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极端水文气候事件对亚洲季风区的经济和社会发展以及粮食安全产生广泛影响，研究未来全球变暖背景下亚洲季风区的极端水文气候事件如何变化至关重要。现代观测和模型模拟结果表明，南亚季风极端降水事件的频率将增加。然而，当前的模型模拟存在较大的不确定性，导致对未来情景的估计存在较大差异。因此，研究亚洲季风区全新世这一最近的地质暖期百年尺度极端水文气候事件，有助于更好地理解这些事件的自然变化和潜在影响。过去的研究...
东北地理所在积雪参数遥感反演及其时空动态变化研究方面取得系列进展（图）
遥感 时空动态 水文循环 气候系统
2023/10/30
积雪在全球水文循环和气候系统中起着重要作用，它是河流与地下水的主要补给来源，积雪表面的高反射率以及雪层的绝热效应显著地影响着全球地表能量交互。积雪参数(雪深和积雪覆盖度)是气候和水文模型模拟的重要参数，因此，准确的积雪参数遥感反演和全面的积雪参数时空变化监测对于了解气候系统和寒区水资源管理至关重要。
中国科学院海洋所研究揭示热带-副热带影响下的源地黑潮和吕宋潜流年际变化（图）
吕宋潜流 年际变化 水文环境
2023/10/29
黑潮及其下的吕宋潜流作为热带太平洋西边界流，对太平洋和我国近海的水文环境变化具有重要影响。2023年10月18日，中国科学院海洋研究所胡敦欣院士课题组与菲律宾大学开展合作研究，在热带太平洋西边界流方面取得重要进展，揭示了热带和副热带风场强迫对源地黑潮和吕宋潜流年际变化的重要调控作用。相关成果在线发表于国际学术期刊Progress in Oceanography（一区Top期刊）。
中国科学院新疆生态与地理研究所全球变暖在多个时间尺度上增加了中亚天山地区的极端降水变率（图）
气候变化 水文 水循环
2023/11/27
降水变率是指不同时间尺度上的降水波动性，包括从天气尺度到年代际尺度。一般认为：降水变率越大，气候的不均匀性越强，极端事件越频繁。以温度升高为主的气候变化使全球水循环发生了广泛而迅速的变化。这对降水的影响突出表现为在不同时间尺度和特征上的异质性。研究发现：从日到年代际尺度上，全球约三分之二的区域将面临“更加潮湿和多变”的水文气候，这将对全球旱地产生直接影响，并可能会影响未来的陆地碳汇。
中国科学院亚热带生态所在西南喀斯特关键带结构与水文过程研究中获进展（图）
西南喀斯特 结构 水文过程
2023/9/12
喀斯特约占我国国土面积的1/3。其中，西南喀斯特是全球碳酸岩连片出露面积最大的区域。碳酸岩具有强烈的可溶蚀性，致使土壤层浅薄，下伏表层岩溶带管道、裂隙网络遍布，空间异质性高，水文过程复杂且迅速。由于技术手段的限制，阐明土壤-表层岩溶带厚度及复杂性是当前研究的难点。这限制了科学家对喀斯特关键带结构与水文过程的相互作用机制的认知，制约了西南喀斯特区植被恢复初见成效背景下的生态水文功能评估。
中国科学院广州分院西南喀斯特关键带结构与水文过程研究系列进展（图）
水文过程 西南喀斯特 水文气象
2023/11/8
喀斯特占我国国土面积约1/3，其中西南喀斯特是全球碳酸岩连片出露面积最大的区域。由于碳酸岩强烈的可溶蚀性，导致土壤层浅薄，下伏表层岩溶带管道、裂隙网络遍布，空间异质性高，水文过程复杂且迅速。然而，由于技术手段的限制，如何刻画土壤-表层岩溶带厚度及其复杂性仍然是当前研究的难点，限制了对喀斯特关键带结构与水文过程的相互作用机制的认识，制约了西南喀斯特区植被恢复初见成效背景下的生态水文功能评估。
地球环境研究所在人工林下伏土壤干层动态演化方面取得新进展（图）
土壤水分 动态演化 水文效应
2023/11/26
土壤干层的形成对土壤-植被-大气连通体中的水循环过程和水文效应具有深刻影响。土壤干层形成以后，其动态演化过程对将会直接或间接影响地表植被系统的水土保持和生态服务功能。然而，正常水文条件下土壤干层的变化过程缓慢，难于获得变幅较大的野外观测数据，进而使得土壤干层的动态演化过程研究面临挑战。通过搭建野外降水控制试验平台，实现土壤水分输入端的定量控制，可模拟极端干旱和极端降水事件的发生情景，增加土壤水分变...
微生物残体DNA广泛存在于陆地和水域生态系统中。从水环境样品中提取的微生物DNA通常来自活体微生物和死亡微生物残体。环境DNA高通量测序技术的应用，显著提高了微生物群落检测的效率和通量，而无法区分微生物细胞的死活状态。因此，基于环境DNA的微生物群落分析会造成一些微生物多样性和群落组成的错误估计。已有研究使用叠氮溴化丙锭（Propidium monoazide，PMA）染色方法，可选择性地结合死细...
分布式水文模型多目标多站点校验研究获进展（图）
分布式 水文模型 校验
2023/8/30
中国科学院生态环境研究中心陈利顶团队与中国科学院地理科学与资源研究所、南海海洋研究所，美国普渡大学、美国宾夕法尼亚州立大学、美国奥本大学、美国加州大学戴维斯分校、美国佛蒙特大学、美国国家大气研究中心等合作，开发了分布式模型参数优化工具（Distributed Model Parameter Optimization Toolbox），并将该工具同广泛使用的SWAT模型进行耦合，构建DMPOTSWA...
中国科学院大气物理研究所PNAS: 最新研究揭示上新世暖期近地表多年冻土变化特征（图）
冻土变化 土壤有机碳 地表水文
2023/11/10
多年冻土约占北半球陆地面积的1/4，其中储存着18300亿吨的土壤有机碳和30万立方千米的地下冰；多年冻土对气候变化十分敏感，它的消融导致地下冰融化和有机碳释放，对陆地生态、地表水文和冻土工程等产生不可逆的影响。然而，多年冻土消融影响的评估却相当困难。多年冻土的观测资料稀缺，模式预估的多年冻土变化结果又具有相当的不确定性。一些过去地球暖期有代用资料，可用于验证模式，从而减少模拟不确定性，因此是研究...
中国科学院大气物理研究所最新研究揭示上新世暖期近地表多年冻土变化特征（图）
地表水文 冻土工程 土壤有机碳
2023/9/12
多年冻土约占北半球陆地面积的1/4，其中储存着18300亿吨的土壤有机碳和30万立方千米的地下冰；多年冻土对气候变化十分敏感，它的消融导致地下冰融化和有机碳释放，对陆地生态、地表水文和冻土工程等产生不可逆的影响。然而，多年冻土消融影响的评估却相当困难。多年冻土的观测资料稀缺，模式预估的多年冻土变化结果又具有相当的不确定性。一些过去地球暖期有代用资料，可用于验证模式，从而减少模拟不确定性，因此是研究...
湖泊岸边带厌氧氨氧化反应热区
湖泊岸边带 厌氧氨氧化 反应热区
2023/8/19
通过与国内外科学家的合作,从生物地球化学、微生物生态学以及环境科学等多个角度深入开展研究,在前期稻田(The ISME Journal.2011.5(12):1905-1912)、河流(Environmental Science & Technology.2012,46(16):8834-8842)和人工湿地(Environmental Science & Technology.2011,45(2...
中国科学院研究揭示机器学习方法可较好地模拟天山高海拔流域日流量和极端流量（图）
机器学习 极端流量 水文模拟
2023/8/18
中亚天山高海拔地区的复杂地形和恶劣天气条件以及稀少的水文气象站点分布，导致该地区气象和水文观测数据缺乏。而传统的基于物理过程的水文模型需要大量的观测数据来校准空间参数，使得高山区分布式水文模拟颇为困难。机器学习方法（LSTM）由于非线性拟合能力强大而逐渐被应用于水文建模。这种方法能分析输入和输出数据之间的关系，为流量模拟提供了新策略。中国科学院新疆生态与地理研究所荒漠与绿洲生态国家重点实验室研究员...