Atmos. Res.|西北地区春夏连旱变化特征及影响因素

文摘   2024-07-01 12:20   日本  

DOI:https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2024.107361

主要内容:

西北地区是干旱、半干旱区,春夏季节持续干旱严重影响农作物生长和产量。但西北地区春夏连续干旱(SSCD)的特征尚不清楚。基于1961–2017年西北地区118个站的逐日观测资料,研究了标准化降水蒸散指数(SPEI)定义的SSCD的变化及其影响因素。

主要结论:

1961–2017年,西北地区春夏连续干旱强度并非持续的不显著下降,而是经历了两阶段的变化。具体而言,该强度在1993年之前显著下降(−0.19个十年−1p  < 0.05),此后增加(0.21个十年−1p < 0.05)。西北地区春夏连续干旱的变化主要由潜在蒸散量( ET 0) 的变化决定  1961—1993年和1994—2017年西北地区ET 0的减少和增加(分别为-19.52 mm decade −1和10.77 mm decade −1p < 0.05)主导了SSCD的增加,解释方差分别为99.6%和93.2%。此外,1993年之前风速的下降(-0.14 m s −1 decade −1p  < 0.05)主导了ET 0的减少,而1993年之后相对湿度的下降(-1.47% decade −1p  < 0.05)和风速的微弱恢复(-0.06 m s −1 decade −1p < 0.05)共同主导了ET 0 的增加。1993年之后,随着SSCD的增加,大气环流也发生了显著变化。西北地区西部出现加强的反气旋异常,为20世纪90年代初以后西北地区SSCD的增加提供了有利的环流背景,这些结果为进一步认识气候变化下西北地区干旱与农业可持续发展提供了依据。

主要图表:

图 2 . 1961–2017 年西北地区 SSCD 指数(a)强度和(b)频率(%)的空间分布。


图 3. 1961年至 2017 年西北太平洋 SSCD 强度指数(a)和范围指数(b)的时间演变。

图 4. 1961–2017年西北太平洋 SSCD 强度指数(a)和范围指数(b)的两相回归模型残差平方和 (RSS)。黑色虚线表示在 α = 0.05  F检验显著性水平下 RSS 的临界阈值。

图 5.西北地区 SSCD 强度指数空间趋势(a)1961–2017 年、(b)1961–1993 年和(c)1994–2017 年。黑点表示该站点的趋势在 95% 置信水平上具有统计显著性。

图 6 . 1961 年至 2017 年西北地区春季和夏季累积降水量(蓝线)和ET 0(红线)的时间序列。

图7 . 1961年至2017年西北地区春季和夏季平均(a)气温、(b)相对湿度、(c)风速和(d)日照时长的时间序列。

图 8. 1961-1993年 (a) 和 1994-2017 年 (b)春夏平均 500 hPa 位势高度 (阴影,gpm) 和水平风 (矢量,ms −1 ) 对 SSCD 强度指数的回归。(c 和 d) 与 (a) 和 (b) 相同,但针对 SSCD 范围指数。点状区域和深色矢量表示在 95% 置信水平下的显著性。我们将 SSCD 强度指数乘以 −1,以将其与 SSCD 范围指数的模式进行比较。


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