Atmos. Res.|基于 WRF 的鄱阳湖流域突发性干旱发生

文摘   2024-10-11 13:32   法国  

DOI:https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2024.107547

主要内容:

突发性干旱的发生迅速引发土壤水分亏缺,易对农业生产、水资源和生态系统造成重大影响。作为突发性干旱形成和大面积爆发的关键阶段,其快速发生增加了监测和预报的难度,但突发性干旱的演变机制尚未引起足够重视。为加深对突发性干旱的认识,本研究基于1993—2022年的土壤湿度识别突发性干旱,并利用天气研究与预报 (WRF) 模式模拟了三次典型突发性干旱事件(分别发生在2019年、2021年和2022年),探讨中国最大内湖流域鄱阳湖流域的干旱过程。突发性干旱的驱动因素和短期大气特征被用来说明其快速发生。

主要结论:

结果表明:(1)鄱阳湖流域经历了突发性干旱的增加。突发性干旱发生频率约为每十年4—10次,PLB北部突发性干旱发生频率高于南部。突发性干旱发生的平均持续时间为9—13天。两候突发性干旱发生类型所占比例最高(70%)。(2)气象驱动因素(降水、温度、蒸散量)对PLB中部和北部的土壤演变有强烈的影响。降水总是在突发性干旱发生之前或开始时出现,而在突发性干旱开始时几乎消失。(3)突发性干旱发生时PLB上空的大气相对干燥。突发性干旱发生后观测到不同的大气条件,这可能导致不同的恢复期。

主要图表:

图 3.(a)1993 年至 2022 年突发性干旱频率的空间模式(每十年的事件数)和(b)突发性干旱发生的平均持续时间。

图4. ( a) 突发性干旱面积比的时间序列。(b) PLB 中不同时间的突发性干旱类型比例。

图 5. 2019年、2021 年和 2022 年突发性干旱事件模拟值与基准值之间的土壤湿度(ac)和 T2(df)变化。

图 6 .土壤湿度(ab)和 T2(df)的模拟值与基准值之间的线性回归。

图7. 2019年突发性干旱事件中降水(P)、温度(Temp)、蒸散量(ET)和土壤湿度(SM)的空间演变。T表示突发性干旱开始,T-1表示干旱开始前1候,T+1(T+2、T+3、T+4)表示干旱开始后1候(2候、3候、4候)。

图 8 .如图图 7,但 2021 年发生了突发干旱事件。

图10. 2019 、2021、2022年突发性干旱事件演变过程中土壤湿度(单位:m 3 /m )、降水量(单位:mm)、温度(单位:℃)和蒸散量(单位:mm)的时间变化。橙色虚线表示突发性干旱开始,灰色虚线表示土壤湿度和相关变量的变化。

图11.突发性干旱事件中土壤湿度与降水量、温度和蒸散量的相关分布。

图 12.分别发生在(ac)2019 年、(df)2021 年和(gi)2022 年的三次突发性干旱事件的垂直积分水汽通量(VIWVF,矢量,单位:kg.m −1 . s −1)和水汽通量散度(单位:10 −5  kg.m −2 .s −1)的演变。

图 13 . 2019 年(ac)、2021 年(df)和 2022 年(gi)三次突发性干旱事件的500 hPa位势高度(单位:gpm)演变(开始前、开始初期和开始后)。

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