赵建华，张 强，周广胜

（1．甘肃省／中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室，中国气象局兰州干旱气象研究所，甘肃 兰州 730020；2．中国气象科学研究院，北京 100081）

基于回路系统的干旱研究

赵建华1，张 强1，周广胜2

（1．甘肃省／中国气象局干旱气候变化与减灾重点实验室，中国气象局兰州干旱气象研究所，甘肃 兰州 730020；2．中国气象科学研究院，北京 100081）

干旱是一种损失最大、影响人口最多的自然灾害。陆面过程中，白天水分通常从土壤输送到植被与大气中，夜间相反，水分又部分回流到土壤中。这种水分在土壤、植被和大气之间的流动可以看作是一个回路，而构成该回路的土壤、植被和大气3个部件通过水分的纽带作用构成了一个表象上的完整开放系统，称为回路系统。由此系统可以对气象干旱、农业干旱和水文干旱进行统一研究，干旱是该系统内在矛盾运动状况的外在反映。对该回路系统的分析表明，该系统主要通过内外2个过程与温度控制过程维持。基于含水量、水分流量和热量3个物理量，给出回路各部件与系统统一的水分热动力学方程组，并给出描述无旱涝过程的正态方程与描述旱涝过程的差量方程。最后，在含水量不变、流量不变、无植被的裸地、植被覆盖密集的地方以及水分运动停止等特殊情况下对干旱进行理论分析。结果表明：（1）对于干旱半干旱地区或无植被的裸地，干旱发生与否取决于水分源差量S′的符号；（2）对于湿润区或植被覆盖度很大的地区，干旱发生与否取决于S′和∂W′／∂t的符号，其中∂W′／∂t是含水量差量的时间偏导数。……