长江流域近56年的干旱时空变化特征

论文摘要

干旱是全球分布最广、破坏性最强的自然灾害。在全球气候变暖加剧的背景下,干旱的影响进一步扩大。因此,研究干旱的时空演变特征和可能的影响因素具有重要的理论与现实意义。基于19602015年长江流域的584个格点的标准化降水蒸散指数（SPEI）数据,运用Modified Mann-Kendall（MMK）趋势检验、森斜率估计、主成分分析（PCA）、自适应白噪声的完备集合经验模态分解（CEEMDAN）和小波一致性分析（WTC）等方法,分析了长江流域的干旱时空分布特征和周期变化特征,并进一步研究了长江流域的干湿变化与大气环流指数间的遥相关关系。研究结果表明:（1）近56年,长江流域共发生21次全域性干旱,且每年平均有1352站次的干旱事件发生。干旱站次发生最多的年份为2011年。从季节上看,除秋季呈微弱上升趋势外,其他三个季节均呈微弱减小趋势。平均干旱站次比由大到小依次为秋季、夏季、春季和冬季。（2）通过MMK趋势检验方法发现,长江流域约50.51%的地区的SPEI3有干旱趋势,且整体上呈西部上升-中部下降-东部上升趋势。其中,在四川省、云南省和贵州省三省交汇地带以及重庆市与湖北省交汇地区呈现极显著干旱趋势。干旱频率的空间分布呈西高东低的特征,西部的沱沱河和澜沧江流域附近最高,东部湘江流域最低。中等干旱频率最高发生在四川省东南地区。重旱和干旱的空间分布相似。特旱频率高的区域集中则在沱沱河附近。持续干旱事件发生次数较多和强度较大的区域位于金沙江流域。（3）旋转PCA空间模态结果表明,长江流域干湿空间特征上呈现6个主要空间分布型,其分别位于长江流域的东南（R1）、东北（R2）、西南（R3）、西北（R4）、中南（R5）和中北部（R6）。通过CEEMDAN方法对各空间模态对应的时间系数进行趋势和周期识别,结果表明:年内周期主要集中在3个月和7个月的周期;年际震荡主要集中与1年、3年和6年的振荡;然而年代际震荡则有大的差别。（4）长江流域各区的干湿变化与AMO/NAO之间的小波一致性研究表明:大气环流指数对各区域均具有显著相关的现象,AMO与区域R1、R3、R4和R5的干湿变化的显著共振周期主要集中在14年的时间尺度上;与区域R2和R6的干湿变化则在>6年的时间尺度上比较明显。NAO与区域R6的干湿变化的显著共振周期主要集中在>6年的时间尺度上,而其他5个区域则在<4年的时间尺度上较为显著。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 干旱的定义与分类
•     1.2.2 干旱指标的研究
•     1.2.3 干旱特征分析
•   1.3 研究内容
• 2 研究区概况与数据方法
•   2.1 研究区概况
•   2.2 数据资料
•     2.2.1 SPEI数据
•     2.2.2 气候指数
•   2.3 研究方法
•     2.3.1 MMK趋势检验方法
•     2.3.2 森斜率估计
•     2.3.3 干旱的定量表征
•     2.3.4 自适应白噪声的完备集合经验模态分解
•     2.3.5 主成分分析
•     2.3.6 小波分析方法
• 3 长江流域干旱的时空演变特征
•   3.1 长江流域干旱的时间特征
•     3.1.1 年际变化特征
•     3.1.2 季节变化特征
•     3.1.3 逐月变化特征
•   3.2 长江流域干旱的空间分布特征
•     3.2.1 干旱趋势分析
•     3.2.2 干旱频率分析
•     3.2.3 持续干旱事件分析
•   3.3 长江流域干湿的空间演变特征
•     3.3.1 旋转PCA空间分区
•     3.3.2 各分区干湿状况时间演变分析
• 4 长江流域干旱与大气环流指数的遥相关关系
• 5 结论与讨论
•   5.1 结论
•   5.2 创新点
•   5.3 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 王磊

导师: 贺新光

关键词: 标准化降水蒸散指数,长江流域,干旱,大气环流指数

来源: 湖南师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 湖南师范大学

基金: 国家自然科学基金:随机非均质多孔介质中水流与溶质运移问题的随机降维多尺度数值方法研究(NO:41472238)2015.01-2018.12,湖南省教育厅重点基金:洞庭湖流域月降水量的时空多尺度变化分析及其预测研究(NO:14A097)2014.9-2017.8

分类号: P426.616

总页数: 56

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