劉衛(wèi)林,朱圣男,劉麗娜,萬一帆,黃一鵬
(南昌工程學院 江西省水文水資源與水環(huán)境重點實驗室,南昌 330099)
干旱是對人類社會影響最嚴重的氣象災(zāi)害之一,對農(nóng)業(yè)、生產(chǎn)和生活及生態(tài)產(chǎn)生了巨大的影響。由于干旱災(zāi)害發(fā)生頻率高、持續(xù)時間長、影響范圍廣,已經(jīng)成了制約我國經(jīng)濟發(fā)展和社會進步的重要因素之一[1]。根據(jù)IPCC2012年出版的“管理極端時間和災(zāi)害風險、推進氣候變化適應(yīng)特別報告”[2]的研究成果,未來隨著全球進一步變暖,一些極端氣候事件發(fā)生的頻率和強度將會加強,尤其是干旱等極端氣候事件。特別是近年來,各地頻發(fā)的干旱災(zāi)害更是造成了巨大的經(jīng)濟社會損失[3]。隨著氣候變化影響的加強,干旱事件呈廣發(fā)和頻發(fā)的態(tài)勢,且時間節(jié)律和空間分布特征也發(fā)生了顯著變化[4,5]。很多學者普遍使用干旱指數(shù)來簡化復(fù)雜的干旱現(xiàn)象,應(yīng)用較多的干旱指數(shù)只要有帕默爾干旱指數(shù)(Palmer Drought Severity Index,PDSI)[6]、標準化降雨指數(shù)(SPI)[7]、Z指數(shù)[8]和綜合氣象干旱指數(shù)[9]等。而標準化降水蒸散發(fā)指數(shù)(SPEI)是Vicente-Serrano等[10]2010年在SPI的基礎(chǔ)上集合了PDSI的優(yōu)點,通過引入潛在蒸散發(fā)量構(gòu)建的[11],SPEI指數(shù)的研究立意特別強調(diào)適于檢測和監(jiān)測全球變暖環(huán)境的大背景下干旱的變化特征。
鄱陽湖流域自20世紀90年代以來,干旱事件發(fā)生的頻率不斷增加。已有學者對鄱陽湖流域進行了研究[12-14]。如劉元波等[12]利用流域降水和地表蒸散和出湖徑流等,從流域水量收支平衡的角度,較為系統(tǒng)地分析近10年導致鄱陽湖湖區(qū)極端干旱事件頻發(fā)的原因;洪興駿等[13]以SPI為工具,利用鄱陽湖流域內(nèi)13個氣象站共50 a的逐月降水量和5個水位站的水位數(shù)據(jù),分析了鄱陽湖流域干旱的時空演變特征及其與湖區(qū)水位相關(guān)程度;王懷清[14]等對1160-1950年鄱陽湖流域旱澇頻次次序進行了變化周期及趨勢預(yù)測。但是上述研究多注重于干旱的時間變化過程與趨勢及鄱陽湖湖區(qū)的干旱特征研究,較少涉及鄱陽湖流域的空間差異及不同空間上干旱發(fā)生的時間變化特征,也缺乏對不同大尺度氣候因子與鄱陽湖流域干濕變化關(guān)系的系統(tǒng)認識。所以對鄱陽湖流域61年來的干旱時空變化特征和規(guī)律研究,同時研究多變量ENSO指數(shù)(MEI)與流域干旱的相關(guān)性,對鄱陽湖流域糧食安全、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)濟社會發(fā)展和生態(tài)建設(shè)具有重要的指導意義。
鄱陽湖流域位于長江中下游南岸,地處113°E~118°E,23°N~31°N之間,總面積超過16 萬km2,流域地理環(huán)境特殊,三面環(huán)山,由鄱陽湖和贛、撫、信、饒、修等“五河”及其流域構(gòu)成,占長江流域面積的9%,平均年徑流量1 450 億m3,水量占長江流域的15%[15]。地貌類型以丘陵山地為主,北部以鄱陽湖為中心的平原,地形復(fù)雜,河網(wǎng)分布密集[16],總體上呈現(xiàn)由南向北地勢降低的局面。流域?qū)儆趤啛釒駶櫦撅L氣候,水分、光照充沛,屬亞熱帶濕潤季風氣候區(qū),多年平均氣溫18.0 ℃,年降水量為1 651 mm,由于季節(jié)變化,降水量時空分布不均,整體上具有西南向東北方向降水遞增的趨勢,表現(xiàn)出明顯的季節(jié)性和區(qū)域性。4-6月是雨季,多洪澇災(zāi)害,7-9月為少雨期,多干旱災(zāi)害,因此導致鄱陽湖流域旱澇災(zāi)害頻繁。
本文選擇中國氣象局氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺(http:∥data.cma.cn/ site/index. html)提供的鄱陽湖流域13個氣象站1958-2018年逐日降水和氣溫(平均氣溫)觀測數(shù)據(jù), 13個氣象站均勻地分布在流域內(nèi),為保證數(shù)據(jù)的可靠性,利用13個氣象站點的實測氣象數(shù)據(jù)進行插補訂正,若某站點缺測日≤5,缺測值采用線性插值方法替代;若某站點缺測日>5,則缺測值采用同一日的多年平均值替代。將數(shù)據(jù)處理后,經(jīng)驗證具有良好的連續(xù)性和代表性(見圖1)。
圖1 鄱陽湖流域概況及氣象站點分布Fig.1 Overview of Poyang Lake Basin and distribution of meteorological stations
厄爾尼諾-南方濤動(ENSO)采用多變量ENSO指數(shù)MEI表示,MEI指數(shù)是將海平面氣壓(SLP),海面溫度(SST),熱帶太平洋盆地(30°S~30°N和100°E~70°W)的地面風的緯向(u)和經(jīng)向(v)分量和緯向輻射(OLR)通過換算得到,數(shù)據(jù)來源于(https:∥www.esrl.noaa.gov/psd/enso/mei.old/table.html),文中時間序列為1958-2018年,MEI年際指數(shù)為年平均值[18],2018年的年際指數(shù)為1-11月的平均值。
1.2.1 標準化降水蒸散發(fā)指數(shù)計算
標準化降水蒸散發(fā)指數(shù)(SPEI)是在標準化降水指數(shù)(SPI)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,該指數(shù)不僅考慮了溫度及降水的影響,還綜合考慮了蒸散作用,繼承了PDSI對蒸散量的敏感性和SPI的長序列尺度及計算的簡便性,是較為理想的干旱指標[19]。同時與SPI一樣,SPEI可以計算多尺度即月尺度(SPEI1 )、季節(jié)尺度(SPEI3 )、半年尺度(SPEI6 )、年尺度(SPEI12)的SPEI值,計算方法如下:
首先估計水汽平衡:
Di=Pi-PETi
(1)
式中:Pi為降水;PETi為潛在蒸發(fā)量,可通過Thornthwaite方法[11]求得。
然后采用3參數(shù)的log-logistic概率分布函數(shù)對Di數(shù)據(jù)序列進行正態(tài)化,計算每個數(shù)值對應(yīng)的SPEI值:
(2)
(3)
接著對累計概率進行標準化,當P≤0.5時,P=F(x);當P≥0.5時,P=1-F(x),且SPEI的符號逆轉(zhuǎn):
(4)
(5)
其中,常數(shù)C0=2.515 517,C1=0.802 853,C2=0.010 328,d1=1.432 788,d2=0.189 269,d3=0.001 308。
SPEI指數(shù)具有多尺度特征,計算了13個站點不同時間尺度的SPEI(SPEI1、SPEI3、SPEI6、SPEI12),本文主要研究SPEI3表示的春季(3-5月)、夏季(6-8月)、秋季(9-11月)和冬季(12-次年2月)干旱和SPEI12表示的年干旱。
目前關(guān)于SPEI干旱等級沒有統(tǒng)一劃分標準,相關(guān)學者利用不同的SPEI干旱閾值進行研究,適用性較好[20,21]。根據(jù)國家氣象等級標準[22],將干旱分為5個等級:極度干旱(≤-2)、重度干旱[-1.5,2)、中度干旱[-1,-1.5)、輕度干旱[-0.5,-1)、正常(>-0.5)
1.2.2 Mann-Kendall趨勢檢驗
Mann -Kendall趨勢檢驗法已成為一種被世界氣象組織推薦用于時間序列趨勢分析[23]。文中利用MK檢驗分析鄱陽湖流域四季和年際SPEI指數(shù)的時間變化趨勢。
1.2.3 Molet小波分析
小波分析也是一種被廣泛應(yīng)用于氣象領(lǐng)域周期分析的工具,其中的Morlet 小波能夠揭示隱藏在時間序列中的多種尺度的變化周期,充分反映在不同時間尺度中的變化趨勢,并能對系統(tǒng)的未來趨勢進行定性估計。本文利用Morlet小波分析鄱陽湖流域年際SPEI指數(shù)的周期變化規(guī)律。
1.2.4 經(jīng)驗正交函數(shù)(EOF)分解
為了得到干濕狀況空間分布差異,對鄱陽湖流域13個站點61年來的SPEI值組成的二維矩陣采用氣象學研究中廣泛使用的經(jīng)驗正交函數(shù)EOF分解進行分析。EOF 方法的基本原理是對包含空間點的場隨時間變化進行分解,將變量場時間和空間變化特征分離,展開得到前幾個特征向量,用盡可能少的模態(tài)表達主要的時空變化特征[24]。EOF原始推導過程在此不再贅述,文獻中已有介紹。
1.2.5 干旱評價指標計算
對于鄱陽湖流域的干旱特征的評價,利用干旱強度和干旱站次比[25]來分析。
(1)干旱強度(Sij)。評價干旱的嚴重程度,單一站點某時段內(nèi)干旱強度可由SPEI值反映,計算公式如下:
(6)
式中:m為發(fā)生干旱的站數(shù);|SPEIi|為發(fā)生干旱SPEI的絕對值。
根據(jù)干旱等級標準,當Sij<0.5 時干旱強度不明顯;0.5≤Sij<1時為輕旱;1≤Sij<1.5 時為中旱;1.5≤Sij<2時為重旱;Sij≥2時為極旱。
(2)干旱站次比(Pj)。評價干旱影響范圍的大小,用區(qū)域內(nèi)干旱發(fā)生站數(shù)的多少占全部站數(shù)的比例來表現(xiàn),計算公式如下:
(7)
式中:m為發(fā)生干旱的站數(shù);M為研究區(qū)域氣象站點數(shù);Pj為一定區(qū)域內(nèi)干旱發(fā)生范圍的大小。
當Pj<10%時為無明顯干旱發(fā)生;當10%≤Pj<25%時為局域性干旱;當25%≤Pj<33%時為部分區(qū)域性干旱;當33%≤Pj<50%時為區(qū)域性干旱;當Pj≥50%時表明研究區(qū)域有一半以上的站點發(fā)生干旱,為全流域性干旱[25]。
1.2.6 氣候傾向率
用Y表示序列長度為n的氣候要素,t表示為對應(yīng)的時間,建立Y與t之間的一元線性回歸方程。
Y=at+b(t=1,2,…,n)
(8)
式中:a為回歸系數(shù);b為截距;a和b用最小二乘法進行估計,將a的10倍作為氣候要素的氣候傾向率[26]。
1958-2018年鄱陽湖流域年際SPEI呈波動變化,上升與下降趨勢交替出現(xiàn)[圖2(a)],1962-1967年SPEI為負指數(shù),處于干旱時期,20世紀七八十年代SPEI指數(shù)正負交替,1976年超過了0.05顯著性水平臨界值,并處于濕潤的時期,1999、2001-2002年SPEI值又超過α=0.05的臨界線,表明進入21世紀干旱得到緩解,隨后除個別年份外,其他均為干旱。
圖2(b)~圖2(e)為不同季節(jié)鄱陽湖流域SPEI變化及M-K檢驗,圖2可以看出,春季變化明顯,1961和2002年增加趨勢明顯,超過了0.05顯著性水平臨界值,UF曲線在1963-1978年、2007-2018年呈現(xiàn)下降趨勢,其他均呈上升的態(tài)勢;夏季SPEI在61年來正負交替,UF曲線在1986-1994年持續(xù)減少,隨后增加,表明夏季是干-濕-干的變化趨勢;秋季在1964-1971年UF曲線出現(xiàn)負值,有持續(xù)減小的趨勢外,從1972-2018年內(nèi)均為增加趨勢,但流域在秋季整體變化不明顯;冬季SPEI在1964年出現(xiàn)最小值,隨后增減交替,變化趨勢與夏季類似,整體上呈上升趨勢但不顯著,近10年變濕趨勢明顯。
從干旱強度和站次年際變化(圖3)可知:鄱陽湖流域干旱強度變化不明顯,有輕微上升趨勢,干旱強度介于0~1.35之間,有22年沒有發(fā)生干旱,數(shù)值為0,2003年達到最大值,為1.35,達到中旱等級,發(fā)生干旱的年份主要以輕旱和中旱為主;圖3(b)表示鄱陽湖流域干旱站次比,可以大致反映出發(fā)生干旱的范圍,近61年來流域發(fā)生干旱站次比在0%~100%之間,并呈下降趨勢。1971、2007年干旱站次比為100%,1962-1964、1967、1985、1986、2003、2006、2008年站次比均超過50%,達到了全流域干旱標準。有3年發(fā)生了區(qū)域性干旱,分別是1977、2004、2017年;1958-2018年至今有8年發(fā)生過區(qū)域性干旱,分別是1958-1959、1984、1986、1998、2013、2018年;有6年發(fā)生了局域性干旱,主要是1960、1965-1966、1979、1989、2000年。
圖2 1958-2018年鄱陽湖流域全年和四季SPEI年際變化及M-K曲線Fig.2 Interannual variation and M-K curve of SPEI in the Poyang Lake Basin from 1958 to 2018
圖3 1958-2018年鄱陽湖流域干旱強度年際變化和干旱站次比變化Fig.3 Interannual variation of drought intensity and the change of drought stations in Poyang Lake Basin from 1958 to 2018
2.2.1 氣候傾向率分布
鄱陽湖流域三面環(huán)山,區(qū)域內(nèi)屬亞熱帶濕潤季風氣候,地形總體上呈現(xiàn)由南向北地勢降低,造成了降水和氣溫等氣象要素在時空上分布不均,由此干旱的空間分布也更加復(fù)雜。由鄱陽湖流域SPEI年際氣候傾向率的空間分布[圖4(a)]可得:除了贛北個別站點以外,從南到北干旱逐漸減輕的趨勢,東南部廣昌地區(qū)干旱趨勢最高,為每10 a -0.05,贛州地區(qū)次之,為每10 a -0.02。其他地區(qū)則呈現(xiàn)干旱向潤濕發(fā)展的趨勢,其中贛東北部趨勢最明顯。
圖4(b)~圖4(e)分別表示鄱陽湖流域不同季節(jié)干旱氣候傾向率空間分布,可以看出不同季干旱氣象傾向率在空間分布上差異明顯,春季整體干旱趨勢最顯著,夏季次之,秋、冬兩季僅在局部地區(qū)有干旱趨勢。春季除贛中部分地區(qū)有微弱濕潤趨勢,其他絕大部分地區(qū)都呈干旱態(tài)勢,其中西南部分地區(qū)干旱趨勢最明顯,最大值為每10 a -0.07;夏季干旱主要集中在鄱陽湖流域南部,由南向北依次減弱,氣候傾向率主要集中在每10 a -0.05~0.09;秋季干旱趨勢與年尺度變化趨勢大致相同,發(fā)生干旱趨勢最大的主要集中在流域中東部部分地區(qū);冬季氣候傾向率在四季中最高,冬季的氣候傾向率最大和最小值分別為每10 a 0.11和0.03,在冬季,整個流域基本上呈現(xiàn)濕潤態(tài)勢,基本無干旱發(fā)生。
圖4 1958-2018年鄱陽湖流域SPEI氣候傾向率空間分布Fig.4 Spatial distribution of SPEI climate tendency rate in Poyang Lake Basin from 1958 to 2018
2.2.2 經(jīng)驗正交函數(shù)(EOF)分解展開
為了更好地分析鄱陽湖流域近61年來的干旱空間分布特征,對該流域SPEI12進行EOF分解,從表1可以看出,前6個特征值累積貢獻率已達到92.24%,其中第1個特征值貢獻率最大,為67.27%,第二個特征值次之,12.44%,隨后依次減小,表明內(nèi)鄱陽湖流域干旱分布類型的大致數(shù)量,特征明顯,基本可以反映出鄱陽湖流域干旱的時空分布特征。
表1 鄱陽湖流域SPEI12的EOF特征值Tab.1 Characteristic values of SPEI12 in Poyang Lake Basin
將第1、2個特征值對應(yīng)的特征向量進行空間分析,由圖5~圖6可知,鄱陽湖流域第一空間模態(tài)中第一特征向量均為正,說明干旱變化情況在全省空間分布上具有一致性,只是每個區(qū)域的干旱程度不同,鄱陽湖流域東北部地區(qū)的第一特征向量最大,這里屬于第一空間模態(tài)的主要中心,而南部大部分地區(qū)和西北與東北部高值中心對稱的部分地區(qū),為主要的低值區(qū),第一空間模態(tài)對這些地區(qū)影響較小。由圖5(a)第一模態(tài)的時間系數(shù)可以看出:從1958-2018年鄱陽湖流域干旱和濕潤交替變化,2001-2011年間時間系數(shù)整體為負,說明在這段時間內(nèi)普遍存在著干旱的情況,近五年時間系數(shù)為正,說明有逐漸濕潤的趨勢。第一時間模態(tài)可以看作為全省的干旱的平均趨勢。第二特征值貢獻率為12.44%,可以看作分析鄱陽湖流域干旱的空間分布參考,EOF經(jīng)驗正交分解展開的第二空間模態(tài)與第一模態(tài)有明顯差別,在圖5(b)可以看出:第二特征向量最小值為-0.43,以28°N為分界,北部地區(qū)為正值中心,由南向北呈緯向分布逐漸增加。由圖6(b)第二模態(tài)時間系數(shù)可以看出:20世紀60-80年代鄱陽湖流域時間系數(shù)正負交替,整體負值更多,在鄱陽湖北部呈現(xiàn)干旱趨勢,在流域南部地區(qū)則處于濕潤態(tài)勢。90年代正負波動性較大,2000年前后時間系數(shù)又變?yōu)樨撝?,即南部出現(xiàn)濕潤,北部出現(xiàn)干旱。
圖5 鄱陽湖流域EOF第一、第二空間模態(tài)Fig.5 First and second spatial modes of EOF in Poyang Lake Basin
圖6 鄱陽湖流域EOF第一、第二空間模態(tài)時間系數(shù)Fig.6 First and second spatial modal time coefficients of EOF in Poyang Lake Basin
圖7 年SPEI指數(shù)系列小波系數(shù)實部等值線與小波方差圖Fig.7 The SPEI index series wavelet coefficient real part contour and wavelet variance diagram
通過對鄱陽湖流域SPEI的時空變化格局分析,又對比《中國氣象災(zāi)害大典》(江西卷)記錄的鄱陽湖流域1958-2000年典型干旱事件與同期SPEI的驗證結(jié)果,可得出:大典中記錄的典型干旱事件的發(fā)生時間、發(fā)生區(qū)域及干旱發(fā)生強度與本文利用SPEI及相關(guān)干旱指標計算出的干旱事件發(fā)生吻合度基本一致,從中可說明SPEI能夠很好地說明鄱陽湖流域歷史干旱事件,證明了該指數(shù)在鄱陽湖流域?qū)Ω珊凳录幸欢ǖ闹甘咀饔谩?/p>
通過采用Molet小波分析對鄱陽湖流域1958-2018年SPEI指數(shù)系列進行周期分析,小波系數(shù)實部等值線圖如圖7所示。鄱陽湖流域年SPEI指數(shù)在整個時間域上存在著26~32、12~18、3~9 a三類時間尺度周期變化。其中26~32 a尺度范圍內(nèi)存在著干-濕-干交替變換的3次震蕩,且周期性表現(xiàn)出穩(wěn)定態(tài)勢,12~18、3~9 a這兩種時間尺度在干-濕交替變換上表現(xiàn)更加頻繁。
鄱陽湖流域年SPEI指數(shù)小波方差圖如圖7(b)所示,可以看出存在3個較為明顯的峰值,它們對應(yīng)著26、10和6 a的時間尺度。原序列在26 a左右的周期震蕩最強,為第一主周期。10、6 a分別是年際SPEI指數(shù)變化的第二、三主周期。這表明26、10和6 a左右的周期波動控制著鄱陽湖流域年際SPEI指數(shù)在整個時間域內(nèi)的周期變化特征。
由圖8(a)可以看出:MEI指數(shù)在1977年為0.63,發(fā)生了由冷暖位相的轉(zhuǎn)變,而在1999年年平均MEI指數(shù)為-0.85,則發(fā)生了由暖位相向冷位相轉(zhuǎn)變,隨后又發(fā)生了冷暖交替,最近五年則呈現(xiàn)出暖位相趨勢;圖8(b)~圖8(c)是1958-2018年鄱陽湖流域降水、氣溫與距平的變化,可以得出降水在1976年之前波動變化,整體呈現(xiàn)負距平,隨后降雨量開始增加,距平為正并逐漸增加,在2001年前后降雨量開始減少,距平也逐漸轉(zhuǎn)為負,最近五年降雨量又出現(xiàn)增加的趨勢;年平均氣溫在1998年之后逐漸增加,并持續(xù)升高,距平也隨之為正,這與SPEI的變化趨勢也基本相同。對圖8(a)~圖8(c)分析,MEI指數(shù)、降水、氣溫年際變化趨勢和波動情況大致類似,整體呈現(xiàn)“冷(負)-暖(正)-冷(負)”。在MEI發(fā)生暖位相時,對應(yīng)在鄱陽湖流域發(fā)生的是高溫、多雨;則冷位相對應(yīng)為干旱、低溫和少雨。在圖8(d)中MEI指數(shù)和SPEI線性關(guān)系看出:兩種指數(shù)通過了0.1水平的顯著性檢驗,存在正相關(guān)關(guān)系,表明MEI指數(shù)對鄱陽湖流域的氣候變化和干旱有正向影響,即在MEI指數(shù)的冷暖位相和鄱陽湖流域干旱濕潤變化情況基本一致,即MEI指數(shù)暖相位時,流域存在濕潤趨勢,反之則出現(xiàn)干旱。
圖8 1958-2018年MEI指數(shù)、鄱陽湖流域降水與距平、氣溫與距平的年際變化和SPEI指數(shù)與MEI指數(shù)的線性趨勢關(guān)系Fig.8 MEI index from 1958 to 2018, precipitation and anomalies in Poyang Lake Basin, interannual variation of temperature and anomaly, and linear trend of SPEI index and MEI index
通過利用SPEI指數(shù)、干旱指標分析、EOF經(jīng)驗正交分解和Molet小波分析對鄱陽湖流域干旱的時空變化和特征進行分析,有以下結(jié)果:
(1)鄱陽湖流域SPEI指數(shù)年際變化在1967年發(fā)生突變,由干旱向濕潤轉(zhuǎn)變,春季變化明顯,夏季呈干-濕-干變化趨勢;全省干旱強度呈不明顯輕微上升趨勢,干旱強度介于0~1.35之間,主要以輕旱和中旱為主;近61年來流域發(fā)生干旱站次比在0%~100%之間,并呈下降趨勢。干旱發(fā)生范圍主要是全流域干旱與局部性干旱,但有22年未發(fā)生干旱。
(2)鄱陽湖流域春季整體干旱趨勢最顯著,夏季次之,秋、冬兩季僅在局部地區(qū)有干旱趨勢。春季絕大部分地區(qū)都呈干旱態(tài)勢,其中西南部分地區(qū)干旱趨勢最明顯,夏季干旱主要集中在鄱陽湖流域南部,由南向北依次減弱。
(3)EOF結(jié)果表明第一空間模態(tài)干旱變化情況在全省空間分布上具有一致性,由第一模態(tài)時間系數(shù)看出普遍存在著干旱的情況,第一時間模態(tài)可以看作為全省的干旱的平均趨勢;第二空間模態(tài)可以看作分析鄱陽湖流域干旱的空間分布參考,以28°N為分界,北部地區(qū)為正值中心,由南向北呈緯向分布逐漸增加。由第二模態(tài)時間系數(shù)可以看出流域北部呈現(xiàn)干-濕-干變化趨勢,南部則相反。
(4)Molet小波分析結(jié)果表明鄱陽湖流域年SPEI指數(shù)在整個時間域上存在著26~32、12~18、3~9 a三類時間尺度周期變化,其中26~32 a尺度范圍內(nèi)存在著干-濕-干交替變換的3次震蕩,且周期性表現(xiàn)出穩(wěn)定態(tài)勢。另兩種時間尺度在干-濕-干交替變換上表現(xiàn)更加頻繁;小波方差圖對應(yīng)著26、10和6 a的時間尺度,在26 a左右的周期震蕩最強,為第一主周期。10、6 a分別是年際SPEI指數(shù)變化的第二、三主周期。
(5)1958-2018年MEI指數(shù)在1976年和1999年發(fā)生冷暖位相的相互轉(zhuǎn)變,MEI指數(shù)、降水、氣溫年際變化的變化趨勢和波動情況大致類似,整體呈現(xiàn)“冷(負)-暖(正)-冷(負)”;MEI指數(shù)和SPEI指數(shù)存在正相關(guān)關(guān)系,即MEI指數(shù)暖相位時,鄱陽湖流域存在濕潤趨勢,反之為冷位相時,全流域則出現(xiàn)干旱。
(6)本文是基于Thornthwaite公式得到了鄱陽湖流域的潛在蒸散發(fā)量ET0,該公式只考慮了關(guān)于溫度的函數(shù),存在著一定的誤差,而Penman-Monteith公式則考慮了更多因子,如空氣動力學因子,熱量因子等,所以可以考慮利用PM公式對鄱陽湖流域計算潛在蒸散發(fā)量;鄱陽湖流域13個氣象站點的SPEI值插值到全省得到干旱的空間分布,由于插值方法與原理有差異,以致結(jié)果也不同。文中使用的反距離權(quán)重(IDW)插值沒有考慮地形因子對干旱的影響,分析結(jié)果可能存在局限性和不確定性。因此,今后的研究需要在此作出更深入的分析。
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