Page 25 - 2022年第53卷第3期

率的网格中心，以便比较分析。
2.5 试验设计 目前，国内有关西部调水设想的代表性方案有陈传友的藏水北调、青海 99 课题组西

线调水、张世禧的西藏大隧道、郭开的朔天运河、李国安的雅水北调、林一山的西部远景调水、红
旗河西部调水工程等，这些方案主要以“五江一河”（雅鲁藏布江、怒江、澜沧江、金沙江、雅砻江、
大渡河）等相关河流作为水源开展研究 ［41-42］ 。受不同引水高程影响，可调水量少则 300 亿 m ，多则
3
3 3［41］
2000 亿 ~ 3000 亿 m ，在考虑调水区社会经济、生态环境等因素后，最大调水量在 400 亿 ~ 600 亿 m 。
因此，本研究拟采用 600 亿 m 作为最大年调水量，并参考研究区作物生长季 4—10 月实际蒸发量按比例
3
对灌溉水量进行年内分配（图 2）。假定同一时期内各计算网格灌溉水量相同，则研究区内单位面积年灌水总
量为 224 mm·m ，最大灌溉水量在夏季 6 月约为 50 mm·m 。如表 2 所示，本研究共设计 6 组试验，试
-2
-2
验 1 与试验 2 用于验证模型对历史气候态的模拟性能。试验 2 为历史期控制试验，与试验 3 和试验 5 进
行比较，分析未来 RCP4.5 与 RCP8.5 情景下的气候变化情况。RCP4.5 情景下灌溉的气候效应由试验 4
与试验 3 的差异得出，RCP8.5 情景下灌溉的气候效应由试验 6 与试验 5 的差异得出。对于进行调水灌溉
的试验 4 和试验 6，将两组试验的研究区下垫面数据由 CLM3.5 陆面过程方案中默认的半荒漠土地类型
修改为 C4 草类植物类型。

表 2 试验描述

试验 气候情景 情景描述 驱动数据
试验 1 历史 默认下垫面类型（不考虑灌溉） ERA
试验 2 历史 默认下垫面类型（不考虑灌溉） MPI
试验 3 RCP4.5 默认下垫面类型（不考虑灌溉） MPI
3
试验 4 RCP4.5 研究区下垫面转为作物类型（年灌水量 600 亿 m ） MPI
试验 5 RCP8.5 默认下垫面类型（不考虑灌溉） MPI
3
试验 6 RCP8.5 研究区下垫面转为作物类型（年灌水量 600 亿 m ） MPI
60
50
（mm · m -2 ） 40

灌溉用水量/ 30
20
10

0
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
月份
图 2 灌溉水量年内分配情况

3 结果

3.1 历史平均气候态模拟性能评估

3.1.1 降水 为评估模型对研究区的气候模拟性能，本研究设置了两组历史试验。两组试验分别采
用 ERA 数据和 MPI 数据作为驱动场，模拟结果与 CN05 进行比较分析。图 3（a）和 3（d）分别为 CN05 中
西北地区夏季和冬季降水的空间分布，从图 3（a）和图 3（d）可知，西北地区降水具有明显的地理特
性，降水由东南向西北逐渐减少，且多发生在夏季。同时，天山山脉和祁连山脉等高山地区具有明
显的降水中心，地形雨特征明显。由图 3（b）可以看出，RG_ERA 可以良好地反映夏季降水的空间分
布，较好地捕捉到沿阿尔泰山脉、天山山脉、昆仑山脉以及祁连山脉等地区的雨带。但对于山区降
水存在高估，如天山山脉以及环昆仑山脉等地区。而在地势平坦的地区降水则被低估，如塔里木盆

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