ENSO循环对汾河上游径流变化的影响
发布时间：2021-08-11 06:26
剖析气候对径流变化的影响,在区域水资源合理开发利用及科学管理等方面具有重要意义。基于汾河上游上静游站、汾河水库站、寨上站及兰村站1956-2000年径流数据及多变量ENSO指数（MEI）,采用交叉小波分析方法,探究ENSO循环对汾河上游流域径流变化的影响。结果表明:MEI指数呈上升趋势,径流枯水期持续时间也随之增长,且MEI指数较大年份,径流量较少,反之径流量较大,径流序列的丰枯变化对ENSO循环有一定的响应关系;4个水文站径流量与MEI指数在20世纪70年代之前,有相同的1～4 a周期,且相关关系显著,同时在11～12 a尺度上具有较好的相关性,即ENSO循环对径流量影响较大;在20世纪70年代之后,虽然在1～3 a尺度上仍有一定的相关关系,但没有相同的显著周期,即ENSO循环对径流量影响相对减小,径流变化由气候驱动转变为气候与人类活动共同驱动模式。
【文章来源】：中国农村水利水电. 2020,(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
MEI指数与汾河上游年径流变化特征
由于ENSO循环是影响径流序列变化的多种因素之一,仅从MEI指数以及径流量的变化曲线中,不能明显看出两者之间具体的相关性,因此,采用交叉小波分析法,得到1956-2000年上静游站、汾河水库站、寨上站及兰村站的年径流量与MEI指数的连续小波谱、交叉小波能量谱及小波凝聚谱,以此来探究ENSO循环与径流序列之间的关系。首先将4个水文站径流序列和MEI指数序列进行连续小波变换(图2),以反映两者的周期特征。图2中:蓝色代表能量密度的谷值,红色代表能量密度的峰值;细实线代表小波影响锥(Cone of Influence, COI),其内部为有效谱值区;粗实线圈闭处表示数值通过95%置信水平的检验。图2 4个水文站径流序列和MEI指数的连续小波变换
图2 4个水文站径流序列和MEI指数的连续小波变换由图2可知,在95%的置信水平下,上静游站1962-1971年,汾河水库站、寨上站、兰村站1964-1971年间均存在1～4 a的显著周期。4个水文站的时频结构具有一定的相似性,在1964-1971年间,均存在1～4 a的小周期振荡,时频关系一致。在8～11 a的尺度上,4个水文站虽未通过95%的显著性检验,但仍表现出相对较高的能量,即径流序列存在8～11 a周期的成分,但不显著。4个水文站从上游至下游径流周期变化特征具有较好的同步性,仅在能量强弱上有差异。MEI存在两个显著周期,分别为2～4 a(1967-1973年)、3～5 a(1984-1986年),在10～11 a的尺度上,也表现出相对较高的能量。根据上述结果对比,径流序列与MEI指数在1967-1971年间,均存在2～4 a的显著性周期,在1974-1978年间,10～11 a尺度上均具有相对较高的能量,表明在20世纪70年代之前,径流序列与MEI指数在一定频段上具有类似的时频关系特征,径流序列受ENSO循环的影响较大。20世纪70年代之后,MEI指数与径流序列变化特征的相似程度降低,如:MEI指数在1984-1986年间有显著的4～5 a周期,且在1980-1983年间10～11 a尺度以及1987-1993年间5～6 a尺度上,MEI指数能量相对较高,但径流序列在该尺度上能量相对较低,表明径流序列受ENSO循环的影响减弱。
【参考文献】：
期刊论文
[1]富春江流域径流量变化及其气候因子影响分析[J]. 骆月珍,潘娅英,张青,王亚男,朱占云. 水土保持研究. 2019(02)
[2]太阳黑子和ENSO对日本吉野川流域水文要素影响[J]. 董林垚,张平仓,刘纪根,童晓霞,谢浩. 水科学进展. 2017(05)
[3]基于小波变换的径流周期与ENSO事件响应关系研究[J]. 张洪波,俞奇骏,陈克宇,顾磊. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2016(04)
[4]汾河上游径流演变特征及其驱动力[J]. 周莹,赵雪花. 中国农村水利水电. 2015(07)
[5]ENSO事件与渭河径流变异的响应关系[J]. 黄强,刘署阳,樊晶晶. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2014(01)
[6]塔里木河干流径流量变化与太阳黑子活动的关系[J]. 奚秀梅,刘海隆. 地理科学进展. 2013(06)
[7]长江源区1956-2000年径流量变化分析[J]. 曹建廷,秦大河,罗勇,赵建世. 水科学进展. 2007(01)
[8]基于连续小波变换的水文序列变化特征研究[J]. 王文圣,赵太想,丁晶. 四川大学学报(工程科学版). 2004(04)
[9]黄河源区降水与径流过程对ENSO事件的响应特征[J]. 王根绪,沈永平,刘时银. 冰川冻土. 2001(01)
本文编号：3335641
【文章来源】：中国农村水利水电. 2020,(04)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
MEI指数与汾河上游年径流变化特征
由于ENSO循环是影响径流序列变化的多种因素之一,仅从MEI指数以及径流量的变化曲线中,不能明显看出两者之间具体的相关性,因此,采用交叉小波分析法,得到1956-2000年上静游站、汾河水库站、寨上站及兰村站的年径流量与MEI指数的连续小波谱、交叉小波能量谱及小波凝聚谱,以此来探究ENSO循环与径流序列之间的关系。首先将4个水文站径流序列和MEI指数序列进行连续小波变换(图2),以反映两者的周期特征。图2中:蓝色代表能量密度的谷值,红色代表能量密度的峰值;细实线代表小波影响锥(Cone of Influence, COI),其内部为有效谱值区;粗实线圈闭处表示数值通过95%置信水平的检验。图2 4个水文站径流序列和MEI指数的连续小波变换
图2 4个水文站径流序列和MEI指数的连续小波变换由图2可知,在95%的置信水平下,上静游站1962-1971年,汾河水库站、寨上站、兰村站1964-1971年间均存在1～4 a的显著周期。4个水文站的时频结构具有一定的相似性,在1964-1971年间,均存在1～4 a的小周期振荡,时频关系一致。在8～11 a的尺度上,4个水文站虽未通过95%的显著性检验,但仍表现出相对较高的能量,即径流序列存在8～11 a周期的成分,但不显著。4个水文站从上游至下游径流周期变化特征具有较好的同步性,仅在能量强弱上有差异。MEI存在两个显著周期,分别为2～4 a(1967-1973年)、3～5 a(1984-1986年),在10～11 a的尺度上,也表现出相对较高的能量。根据上述结果对比,径流序列与MEI指数在1967-1971年间,均存在2～4 a的显著性周期,在1974-1978年间,10～11 a尺度上均具有相对较高的能量,表明在20世纪70年代之前,径流序列与MEI指数在一定频段上具有类似的时频关系特征,径流序列受ENSO循环的影响较大。20世纪70年代之后,MEI指数与径流序列变化特征的相似程度降低,如:MEI指数在1984-1986年间有显著的4～5 a周期,且在1980-1983年间10～11 a尺度以及1987-1993年间5～6 a尺度上,MEI指数能量相对较高,但径流序列在该尺度上能量相对较低,表明径流序列受ENSO循环的影响减弱。
【参考文献】：
期刊论文
[1]富春江流域径流量变化及其气候因子影响分析[J]. 骆月珍,潘娅英,张青,王亚男,朱占云. 水土保持研究. 2019(02)
[2]太阳黑子和ENSO对日本吉野川流域水文要素影响[J]. 董林垚,张平仓,刘纪根,童晓霞,谢浩. 水科学进展. 2017(05)
[3]基于小波变换的径流周期与ENSO事件响应关系研究[J]. 张洪波,俞奇骏,陈克宇,顾磊. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2016(04)
[4]汾河上游径流演变特征及其驱动力[J]. 周莹,赵雪花. 中国农村水利水电. 2015(07)
[5]ENSO事件与渭河径流变异的响应关系[J]. 黄强,刘署阳,樊晶晶. 华北水利水电大学学报(自然科学版). 2014(01)
[6]塔里木河干流径流量变化与太阳黑子活动的关系[J]. 奚秀梅,刘海隆. 地理科学进展. 2013(06)
[7]长江源区1956-2000年径流量变化分析[J]. 曹建廷,秦大河,罗勇,赵建世. 水科学进展. 2007(01)
[8]基于连续小波变换的水文序列变化特征研究[J]. 王文圣,赵太想,丁晶. 四川大学学报(工程科学版). 2004(04)
[9]黄河源区降水与径流过程对ENSO事件的响应特征[J]. 王根绪,沈永平,刘时银. 冰川冻土. 2001(01)
本文编号：3335641
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