Water Resour. Res.|空间复合干旱事件研究

文摘   2024-11-10 12:31   以色列  

DOI:https://doi.org/10.1029/2023WR036629

主要内容:

空间复合干旱事件同时影响多个地区,严重影响粮食、水、能源、人类健康和基础设施部门。尽管复合干旱对社会产生了连锁影响和挑战,但我们仍然缺乏对空间关联干旱事件的深入了解。鉴于巴西干旱的复杂性和成本,确定容易同时经历干旱的地区对于制定有效的适应措施至关重要。在这里,我们开发了一个新颖的框架来评估水文干旱事件的空间共现性,该框架可以适用于全球应用,以评估空间复合干旱。该框架涉及从各个集水区提取干旱数据并计算所有集水区干旱的共现性。我们应用此方法调查了 39 年间(1983-2022 年)511 个巴西集水区干旱的空间连通性。此外,我们根据干旱持续时间、强度、缺口、事件数量和空间连通性对集水区进行分类,以确定具有相似干旱行为的区域。

主要结论:

我们的研究结果表明,巴西各地的干旱特征和连通性存在显著差异,中东北部和西北部亚马逊地区受多次大面积干旱的影响最大。我们确定了巴西五个表现出共同干旱行为的不同地区,这些地区具有干旱、集水区面积和降水季节性等共同特征。这些地区有可能指导未来在集水区和区域范围内管理水文复合极端事件的适应计划,包括风险池网络的发展。我们的研究结果强调了在风险评估和适应战略中考虑空间复合水文干旱相互作用的重要性。

主要图表:

图2.空间复合水文干旱事件评估工作流程图。图3.干旱特征的空间分布:(a)干旱事件的次数,(b)干旱持续时间(天数),(c)每次干旱的干旱缺口(毫米),(d)干旱强度(毫米)。图4.四种平均干旱特征与不同集水区属性之间的 Spearman 相关性热图。图5.巴西的干旱共现网络。线条表示集水区之间的干旱连通性,至少有 8 个共同事件。集水区节点的颜色根据集水区每年经历的连通事件的平均数量而定,该数量是通过考虑 39 年期间集水区与其他集水区共同经历干旱事件的次数的平均值来计算的。颜色越深,连通性越多。图6.干旱相似性聚类及其特征。(a)干旱相似性聚类,(b)连通性,(c)干旱强度(毫米),(d)干旱持续时间(天),(e)事件数量,(f)干旱赤字(毫米/事件)。干旱特征(b-f)用于计算用于层次聚类的相似性矩阵。图7.干旱相似性聚类中的集水区属性变异性。(a) 径流弹性,(b) 干旱指数,(c) 集水区平均海拔 (masl),(d) 集水区平均坡度 (%),(e) 从测量点到最近海岸的距离 (km),(f) 水文扰动指数,(g) 集水区面积 (km 2 ),(h) 降水季节性。这些特征不用于聚类形成。

干旱区气象生态
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