J. Hydrol.:Reg. Stud.|青藏高原干旱传播特征

文摘   2024-11-03 13:47   荷兰  

DOI:https://doi.org/10.1016/j.ejrh.2024.102035

主要内容:

明确干旱传播特征对于认识干旱发展机理、制定干旱减灾预警方案具有重要意义,但目前青藏高原干旱研究明显不足,青藏高原干旱传播特征尚待研究。本研究基于copula概率模型和相关性、贝叶斯网络、归因分析等方法,研究了干旱传播时间、概率、阈值以及与干旱发展相关的气候因素,填补了目前研究的空白。

主要结论:

本研究提出的研究框架有效反映了干旱传播特征,结果表明:季节性和干旱程度控制着气象干旱(MD)向农业干旱(AD)的传播时间,夏季(2.3-11.0个月)和湿润地区(2.3 -7个月)传播时间最短;MD向水文干旱(HD)的传播也呈现出同样的规律,夏季传播时间为2.3 3.0个月,湿润地区为2.3 6个月。AD和HD的传播概率总体上随着MD严重程度的增加而同步增大,且呈现季节性规律,夏季概率值最高(AD为0.59-0.90,HD为0.51-0.82),传播阈值最高也出现在夏季(AD为-1.68至-1.09,HD为-1.68至-1.36)。传播时间和概率的趋势都很明显,高原干旱发生概率呈现明显的下降趋势(-0.074~-0.030/十年),降水是控制干旱发生的主要因素,但最高温度、太阳辐射、比湿等其他气候因素对AD和HD变异的贡献分别为14.0%~43.9%。

主要图表:

图2.研究方法流程图。

图 3.(a-c)气象干旱、(d-f)农业干旱和(g-i)水文干旱的干旱特征。直方图中显示的值为干旱特征的中位数,误差线表示第 25 和第 75 个百分位数。

图 4 . (a) 累积降水量与土壤湿度之间的相关系数。(b) 传播时间。每个框内的水平线表示中位数,而每个框的下边缘和上边缘分别标记第 25 和第 75 个百分位数。

图 5. ( a) 累积降水量与径流量之间的相关系数。(b) HD 的传播时间。每个框内的水平线表示中位数,而每个框的下边缘和上边缘分别标记第 25 和第 75 个百分位数。

图 6 .不同季节不同严重程度的 MD 下 AD 的概率(以 SPI-m 表示)(从左列到中列再到右列,依次为轻度、中度、重度):(a-c)春季,(d-f)夏季,(g-i)秋季,(j-l)冬季。

图 7.不同季节(从左列到右列依次为春季、夏季、秋季和冬季)和不同气候区中干旱从 MD(用 SPI-m 和 SPI-1 表示)传播到 AD 的传播阈值:(a-d)湿润,(e-h)半湿润,(i-l)半干旱,(m-p)干旱。P 值来自 Wilcoxon 秩和检验,值 < 0.05 表示两个时间尺度之间 SPI 阈值的变化很大。

图 8 .不同季节不同严重程度的 MD(以 SPI-m 表示)下 HD 的概率(从左列到中列再到右列,依次为:(a 单键c)春季,(d 单键f)夏季,(g 单键i)秋季,(j 单键l)冬季。

图 9.不同季节(从左列到右列依次为春季、夏季、秋季和冬季)和不同气候区中干旱从 MD(用 SPI-m 和 SPI-1 表示)传播到 HD 的传播阈值:(a-d)湿润,(e-h)半湿润,(i-l)半干旱,(m-p)干旱。P 值来自 Wilcoxon 秩和检验,值 < 0.05 表示两个时间尺度之间的 SPI 阈值变化很大。

图 10.不同季节(从左列到右列依次为春季、夏季、秋季和冬季)和不同气候区从 MD 到 AD 的传播时间时间变化:(a-d)湿润,(e-h)半湿润,(i -l)半干旱,(m-p)干旱。红色值代表线性趋势(月/十年),星号表示趋势显著(p<0.05)。

图 14 .太阳辐射(RAD)、最高温度(TMAX)、比湿(SH)和降水(PRE)的相对重要性得分,这些得分可能导致不同季节发生 AD:(a)春季,(b)夏季,(c)秋季,(d)冬季。

图 15 .太阳辐射(RAD)、最高温度(TMAX)、比湿(SH)和降水(PRE)的主要面积比,可能导致不同季节发生 AD:(a)春季,(b)夏季,(c)秋季,(d)冬季。

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