淮河流域过去60年干旱趋势特征及其与极端降水的联系刘可晶.pdfVIP

水 利 学 报 2012 年10月 SHUILI XUEBAO 第43 卷 第10期 文章编号：0559-9350 （2012）10-1179-09 淮河流域过去60 年干旱趋势特征及其与极端降水的联系 刘可晶，王 文，朱 烨，王慧敏 （河海大学 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏 南京 210098） 摘要：利用淮河流域28 个国家基本气象站建站（约1951—1958年）以来至2011 年间的月值地面气象观测数据，分 析了近60 年来干旱的趋势特征以及极端降水特征对干旱特征的影响。对不同时间尺度（1 月、3 月、12 月）的标准 化降水指数SPI及湿润指数HI的变化特征分析表明，在1个月和3 个月尺度上，春季（尤其是4 月）有较一致的气 象干旱化与湿润度下降倾向，而夏季（尤其是7—8 月）有较一致的湿润化趋势；在12个月尺度上，流域中、西部 没有显著的气象干湿变化趋势，但西部有普遍湿润化倾向，东部则同时存在气象干旱化与湿润度下降倾向。由于 全流域总降水量无显著变化，而潜在蒸散发量呈减少趋势，使得淮河流域在过去60 年间湿润指数（HI）总体有所 增大。由于整个淮河流域的日降水量≥0.1mm 日数总体呈显著下降趋势，导致降水总体有更加集中的趋势，而降 水的集中程度与标准化降水指数（SPI）具有一定的负相关性，因而降水更集中使SPI趋于减小，加大发生气象干 旱的可能性。 关键词：干旱；标准化降水指数；湿润指数；极端降水 中图分类号：P426.616 文献标识码：A 1 研究背景 干旱是对人类危害最严重的灾害之一，受多种因素影响，在极端事件频发的今天越来越多的地 方面临干旱化问题。干旱的成因机制复杂，受大尺度系统及全球温度变化影响，直观上表现为降水 的减少，但地表的干湿还受由蒸发引起的土壤含水量变化的影响。通常认为干旱可以分为气象干 旱、农业干旱、水文干旱及社会经济干旱，其中气象干旱表现为降水减少或无降水；农业干旱指地 表层植物根系区的缺水，可能发生在气象干旱之后；气象干旱还会造成地表水和浅层地下水减少， ［1］ 导致水文干旱；伴随着气象、农业和水文干旱，社会经济受到的影响称为社会经济干旱 。国内外对 ［2］ 干旱现象及其演变特征开展了大量研究。例如，马柱国等 利用月降水及月平均气温资料计算了中国 北方地区湿润指数、Palmer 干旱指数（PDSI）和反演的土壤湿度，通过这3 个指标和降水变化特征的对 ［3］ 比分析揭示了中国北方近54 年来干湿变化的时空结构；Sheffield 等 分析了1950—2000 年间全球陆 面的干旱特征，表明全球总体上略呈变湿趋势，尤其是北美地区，但欧洲及东南亚等地区没有显著 变化，而西非等地则有变干的趋势。这些研究揭示了干旱与气候背景之间的联系及部分干旱时空变 化的规律，同时反映出干旱演变过程的时空复杂性及地域差异性。 本文将以中国大陆地区的一个典型流域——淮河流域为研究对象，分析该地区28 个国家基本气 象站建站（约1951—1958 年）以来至2011 年近60 年来干旱的总体趋势以及极端降水特征对干旱变化 特征的影响。 收稿日期：2011-10-25 基金项目：国家自然科学基金重大项目；国家自然科学基金重大计划培育项目 作者简介：刘可晶（1983-），女，辽宁沈阳人，博士生，主要从事水文水资源研究。E-mail ：x 13a13@ 通讯作者：王文（1967-），男，江苏姜堰人，教授，博士生导师，主要从事水文学与水文遥感研究。E-mail ：w.wang@ 126.com — 1179 — 2 研究方法 干旱事件及其程度可以通过水分短缺状况的干旱指数来确