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积雪水文学

积雪水文学研究季节性积雪的积累、变质和融化,积雪储存冬季降水并在春夏季节以径流形式释放。

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Definition

积雪水文学是水文学的一个分支,关注陆地表面积雪的积累、储存、变质和融化,以及由此产生的对河流流量和水资源的贡献。

Scope

本主题涵盖积雪作为水文水库、其能量平衡和融化、积雪水当量(snow water equivalent)的测量和估算,以及融雪在径流和水供应中的作用。它处理流域水文学中的冰冻圈组成部分,补充了降雨驱动的径流。

Core questions

  • 积雪如何储存和释放水?
  • 什么控制着融雪的速度?
  • 积雪水当量如何测量和估算?
  • 为什么融雪对许多地区的水供应至关重要?

Key concepts

  • 积雪水当量
  • 积雪积累和变质
  • 积雪能量平衡
  • 温度指数融化模型
  • 融雪径流
  • 积雪覆盖和遥感

Key theories

积雪能量平衡和融化
融雪受积雪表面能量平衡的控制,净辐射和湍流通量提供能量使积雪成熟和融化;能量平衡模型和更简单的温度指数模型预测融化速率。
变暖下的融雪和水资源
季节性积雪作为一种天然储存,将冬季降水转移到温暖季节;变暖减少积雪并使融化提前,威胁着以积雪为主导地区的供水可用性。

Mechanisms

积雪在冬季积累,将降水以积雪水当量的形式储存起来,并变质成更致密、成熟的雪层。当能量平衡(主要由净辐射和热量的湍流交换主导)使积雪达到融点时,融化开始;融水随后渗透通过积雪并径流,这通常在寒冷和山区流域产生一年中主要的河流流量高峰。

Clinical relevance

融雪为山区和高纬度地区提供了大部分水源,因此积雪水文学是春季径流和洪水预报、水库运行和灌溉规划、水力发电以及评估气候变暖如何减少积雪和改变水供应时间的基础。

History

业务性积雪调查和积雪路线测量在20世纪初发展起来,用于预测水供应;此后,能量平衡和温度指数融化模型、卫星积雪覆盖测绘以及对气候驱动的积雪减少的关注塑造了现代积雪水文学。

Key figures

  • David R. DeWalle
  • Albert Rango
  • Dennis P. Lettenmaier

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Seminal works

  • dingman2015
  • dewalle2008
  • barnett2005

Frequently asked questions

什么是积雪水当量?
积雪水当量是指积雪完全融化后所产生的水深;它衡量积雪中实际储存的水量,这对于水供应的重要性远超积雪深度本身,因为积雪密度是变化的。
为什么融雪对水供应很重要?
在许多山区和高纬度地区,冬季积雪储存降水并在春夏季节逐渐释放,自然地弥补了旱季;这使得积雪成为一个关键的水库,其在变暖下的减少威胁着下游的水供应可用性。

Methods for this concept

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