三峽水利工程對氣候影響的另一種探討論文
一、前言
三峽工程是世界上目前最大的水利樞紐工程。大型水利工程在保障防洪安全、供水安全的同時，也可能會對區(qū)域環(huán)境氣候產(chǎn)生一定的影響。
國內(nèi)學(xué)者已經(jīng)采用對比分析法和區(qū)域氣候模式法做了大量數(shù)值模擬進(jìn)行探討，然而不同學(xué)者對三峽工程區(qū)域氣候效應(yīng)的認(rèn)識尚不一致。由于三峽工程建成蓄水后，水庫全長660km，平均寬度約1.1km，寬度約為區(qū)域氣候模式空間分辨率（10km）的1/10。因此本文采用對比分析法進(jìn)行分析。
二、國內(nèi)外大型水利工程對區(qū)域氣候的影響研究
世界上已經(jīng)修建了大量的大型水利工程。根據(jù)相關(guān)研究文獻(xiàn)，綜合分析了國內(nèi)外典型水利工程對區(qū)域氣候的影響。
1.國外水利工程對區(qū)域氣候的影響研究
俄羅斯車爾尼雪夫斯基大壩建成后該地區(qū)年平均氣溫由-8.5℃上升到一7.0℃，冬季最低氣溫由-60℃上升到一50℃：夏季濕度提高33%。羅馬尼亞伊茲伏盧爾，蒙特諾易水庫建成后，最高與最低氣溫的溫差縮小2℃，由于溫度的影響，造成水庫下游地區(qū)水蒸氣凝固，結(jié)露比建庫前增加了約30%，庫區(qū)空氣的相對濕度提高了20%以上。
2.國內(nèi)水利工程對區(qū)域氣候的影響研究
小浪底水庫總庫容126.5億m3。小浪底水庫正常高水位275m，對應(yīng)水位淹沒影響面積277.8km2。袁寶招等對小浪底庫區(qū)氣候要素變化的研究結(jié)果表明：小浪底工程對氣溫、風(fēng)速、降水均會產(chǎn)生一定的影響：水庫在不同季節(jié)對溫度的影響不同，一致表現(xiàn)為冬季升溫，和年、季、日溫差減小；全年庫面降水減少，庫周地區(qū)降水則有所增加。
湖南省東江水庫總庫容91.48億m3，水體面積160km2。王琪、劉胡等對比分析了東江流域內(nèi)19個測站資料，結(jié)果表明，水庫區(qū)域范圍內(nèi)的氣溫值明顯比周邊站點(diǎn)的氣溫低：建庫后年降水量稍有所增加。
三、三峽水利工程對氣候影響的探討
1.三峽水利工程對氣候因子的影響
從以上相關(guān)研究可以看出，相關(guān)研究對水蒸汽不通過降雨，而通過凝結(jié)或者絡(luò)合水等方式轉(zhuǎn)移到地面或者水體的過程關(guān)注比較少。
水蒸氣在氣候條件適宜的情況下，從空氣進(jìn)入地表水、轉(zhuǎn)變?yōu)橥寥浪�、植物用水的總水量是跟蒸發(fā)量相當(dāng)?shù)�。是不容忽視的一種影響氣候的因子。蒸發(fā)和凝結(jié)的速度與水汽壓和有著密切的關(guān)系。而在水分供應(yīng)一定的條件下，主要受溫度控制。白天溫度高，蒸發(fā)快，進(jìn)入大氣的水汽多，水汽壓就大：夜間情況相反，基本上由溫度決定。在氣溫高于水溫的時候，空氣中水蒸氣的凝結(jié)速度大于水面的蒸發(fā)速度。水汽壓的年變化和氣溫的年變化相似。最高值出現(xiàn)在7-8月，最低值出現(xiàn)在1-2月。
因此在夏季，氣溫高于水庫溫度，空氣中大量的水蒸氣向水庫中融入，為庫區(qū)周邊空氣升溫貢獻(xiàn)部分熱量。而冬天水庫水溫比氣溫高，庫區(qū)水面的蒸發(fā)速度大于凝結(jié)速度，使得庫區(qū)水體以水蒸氣的'形式補(bǔ)充到干冷的大氣中。三峽大壩建設(shè)之前，長江水給四川盆地帶走一部分盆地內(nèi)的熱量。而三峽水庫建成蓄水至175m正常蓄水位后，淹沒632km2的陸地，水面平均寬度由0.6km增大到1.6km。由于大面積陸地變?yōu)樗w，比熱增加，水庫白天吸收的熱量不會被水流帶走，而被滯留在庫區(qū)，對庫區(qū)周邊的氣候變化產(chǎn)生一定的影響。
已有研究成果表明，對大型水利工程響應(yīng)較為敏感的氣候要素是氣溫、風(fēng)、蒸發(fā)和空氣濕度。美國航天航天局（NASA）的研究人員撰寫的研究報(bào)告指出，三峽大壩增加了大巴山和秦嶺之間的降水，減少了大壩附近地區(qū)的降水。這項(xiàng)研究表明三峽大壩對氣候的影響是地區(qū)性的，影響范圍是100公里，而不是專家組給出的10公里。
2.三峽庫區(qū)氣候變化特征
三峽水庫蓄水后，陳鮮艷等利用1961-2006年的氣象觀測資料對三峽庫區(qū)局地氣候變化作了分析。張?zhí)煊畹葘①Y料擴(kuò)展到2008年。庫區(qū)近48年平均氣溫增溫趨勢低于全國平均趨勢。庫區(qū)增溫主要從1990年開始，且有加快趨勢，年平均、秋季和冬季平均最低氣溫升溫顯著。從平均極值氣溫來看，秋季平均最高氣溫增溫顯著。近48年庫區(qū)年高溫日數(shù)整體上沒有明顯的變化趨勢，但2001-2008年顯著偏多，尤其是2006年為歷年最多。
近48年三峽庫區(qū)年降水量整體上表現(xiàn)為弱的減少趨勢，秋季減少趨勢顯著。2001年后降水偏少主要原因是降水日數(shù)嚴(yán)重偏少。從雨日來看，庫區(qū)降水日數(shù)、小雨日數(shù)和中雨日數(shù)整體上均為減少趨勢。大雨日數(shù)和暴雨以上日數(shù)的變化趨勢不明顯。從季節(jié)降水的貢獻(xiàn)來看，2001-2008年降水偏少主要是由于夏季和秋季降水偏少造成的，而20世紀(jì)60年代的降水略偏少主要表現(xiàn)在夏季降水偏少，90年代的降水略偏少主要表現(xiàn)在春季和秋季降水偏少。
近48年庫區(qū)年日照時數(shù)整體上呈顯著減少趨勢，其中夏季和冬季日照時數(shù)顯著減少。庫區(qū)年平均相對濕度整體上呈顯著增加趨勢，其中夏季和冬季增加趨勢顯著。年和四季平均風(fēng)速整體上都呈顯著減小趨勢。
通過對三峽庫區(qū)及其周邊地區(qū)氣象觀測站1961-2008年降水及氣溫觀測資料的統(tǒng)計(jì)分析，尚未發(fā)現(xiàn)三峽水庫蓄水后周邊地區(qū)降水量的明顯變化，近幾年降水較常年偏少趨勢與西南地區(qū)的降水變化基本一致。同時觀測發(fā)現(xiàn)三峽水庫蓄水后近庫地區(qū)的氣溫在冬季有增溫效應(yīng)，夏季有降溫效應(yīng)。
此結(jié)論與陳鮮艷等的結(jié)論是一致的。三峽工程局地氣候影響將是一個復(fù)雜、長期的氣候調(diào)節(jié)過程，由于以上只是三峽峽水庫蓄水至2008年共5年時間的觀測分析結(jié)果。上述的觀測結(jié)果是否只是大背景氣候變暖下庫區(qū)升溫的時間差還是水庫水域擴(kuò)大影響造成的局地效應(yīng)，還有待更長時間的觀測分析及更多研究力一法及模式結(jié)果的驗(yàn)證。
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