基于1960s、1980s 和2000s 地形图水系数据,采用河网密度、水面率、河网发育系数、干流面积长度比和盒维数等指标,对杭嘉湖地区近50 年水系空间分布和时间演化进行了研究。结果表明:(1) 杭嘉湖地区1960s-2000s 期间水系长度和面积呈衰减趋势。近50 年河流长度减少了11023.33 km,衰减了38.67%,水面积减小了151.58 km²,衰减了18.83%,且这种趋势在加剧;(2) 支流发育系数呈下降的趋势,河网随着城市化的发展逐渐主干化。1960s 二级支流发育系数为1.41,至1980s 下降到1.35,下降了3.9%;1980s-2000s 期间急剧下降至0.15,下降了88.6%;(3) 水系变化的空间差异明显,河网密集的南部区水系衰减最为剧烈;(4) 在不同下垫面条件下水系变化有各自特点。城市区水面率较小,约4.9%~9.4%,1960s 以来水面率、河网密度呈减小的趋势,伴随城市化过程出现较重要的城市防洪疏浚、新挖河道工程。河网区河网密集,约2.1~5.3 km/km²,支流下降明显,干流有增加趋势以致河网主干化。典型湖区水面率较大,约17.8%~19.7%,水系格局变化相对不明显。

利用清代志桩涨水尺寸和雨分寸记录、近现代器测水文与降雨数据等多种资料,重建/修正了永定河卢沟桥断面和黄河三门峡断面1766-2004 年的汛期径流量(m³/s),其在夏秋汛期的多年平均径流量分别为109.0 m³/s 和5121.1 m³/s。并依据多年径流量平均值±1 个标准差值得出了新的丰—枯水发生年表。小波分析显示两者具有较为明显的30~40 年周期,1920 年之后,永定河持续性的枯流使河流水量变化周期消失,黄河中游的高频周期则更加发育。两者在1780-1900 年存在20 年尺度上的变化同步性现象,而1840-1860 年代和1890-1910 年代两者出现了明显的反相位现象。从1766 年以来的情况分析,中国东部季风区进入20 世纪暖期之后,黄河中游与永定河卢沟桥以上流域的汛期降雨基本为反相关关系。

主要基于Landsat TM/ETM+影像等数据,分析1990-2010 年来天山地区冰湖变化特征及其对冰川融水径流的影响。近20 年来,天山冰湖面积平均以0.689 km²a^-1 或0.8% a^-1的速度扩张,其中一半以上是由东天山(0.352 km² a^-1) 贡献的,其次为北天山,面积年均增率为0.165km² a^-1,西天山和中央天山的面积年均增率最小,分别为0.089 km² a^-1和0.083 km² a^-1。除在相对较低海拔(< 2900 m) 和高海拔(> 4100 m) 范围内冰湖面积出现减少的现象,其他各高度带的冰湖面积均在扩张,其中增率最快的在3500~3900 m之间,平均增速达1.6% a^-1。冰湖扩张是本区气候变暖和冰川普遍退缩共同作用的结果,以中小规模的冰湖(< 0.6 km²) 对冰川退缩响应最为敏感。冰湖扩张能在一定程度上延缓因气候变暖而导致的区域冰川水资源的亏损,每年大约有0.006 Gt 的冰川融水滞留在冰湖中,约占天山冰川年消融量的2‰,但也将加剧本区冰湖溃决洪水/泥石流灾害的频次和强度。

使用西南地区1960-2010 年14 探空站高空气象资料和对应的14 个地面观测站的5 个气温要素和2 个降水要素资料,通过Mann-Kendall 检验,线性趋势法、相关分析法及R/S 分析方法,分析了西南地区0 ℃层高度的时间变化特征和空间分布情况以及0 ℃层高度与气温、降水、海拔的相关性分析,并预测了0 ℃层高度未来变化趋势及持续性强度。结果表明:(1) 西南地区0 ℃层高度年代际变化表现为自20 世纪70 年代后突然降低之后逐渐升高的趋势,各季节年代际变化也不尽相同;(2) 西南地区0 ℃层高度在年际变化方面,在全年、秋季和冬季处于上升趋势,以冬季变化趋势最为明显且通过了显著性检验,春季和夏季处于不明显的下降趋势;(3) 西南地区0 ℃层高度的空间分布表现为由南向北逐渐降低的趋势,夏季较为均匀,从年际变化空间分布来看,年、季节变化空间差异也比较明显;(4) 西南地区各气温和降水要素表现出非常明显的空间差异,与降水各要素相比较,气温各要素与0 ℃层高度相关性更显著;从0 ℃层高度与海拔高度相关性来看,夏季0 ℃层高度与海拔高度相关性最好,而与其他季节及年的相关性不明显。(5) 未来趋势预测表明,西南地区年、季节0 ℃层高度变化趋势与过去一致,并且大部分站点保持较强的持续性。