近56年来京津冀地区气象干旱时空变化特征

发布时间：2020-07-26 08:18

【摘要】：在全球变暖的大背景下,极端天气和气候事件频现,自然灾害随之产生,因此,解决全球自然灾害问题尤为重要,其中干旱的频发已成为目前亟待解决的重要问题,并且已经升级为全球性问题。本文主要以京津冀地区近56年来88个格点月值气温、降水资料为基础,对Pa、SPEI、SPI以及Z指数进行了适用性分析,选出最优干旱指标,利用气候倾向率、突变检验、反距离加权插值等方法,分析了全域气象干旱时空变化特征及其成因,最后基于灰色系统理论建立GM(1,1)模型对未来干旱年份进行推断。具体结论如下:(1)四种干旱指数在时空变化上存在一定差异,SPI、Pa及HL指数均呈不明显的递增趋势,SPEI指数却呈递减趋势,其中,降水距平百分率和SPI指数所对应旱情较实际情况偏轻,Z指数则无法表征,SPEI指数准确地呈现出干旱事件所对应时间和受旱等级水平;在空间分布上,四种指数所呈现的旱情状况与时间序列上非常相近,因此,SPEI指数所反映的旱情与真实情况更相符,是京津冀地区最优干旱指标。(2)年、四季干旱覆盖面积发生状况在时间变化上存在一定差异,年、春、夏季均有干旱发生,其中干旱覆盖范围增大最明显时期为夏季,其次是年尺度,春季呈不明显的增长趋势。从年代际角度来看,干旱最敏感时期发生于1990年到2000年之间。年和春季于1970年中期发生突变,而冬季于2012年发生突变。各尺度覆盖率均存在着5、6、8及10、13年左右短周期和中长周期。(3)在空间上,年尺度干旱面积覆盖程度中东部最重,西北部最轻,南北部较轻,中部较重,除东北部和西部零星格点呈减少趋势外,其余呈微弱加重趋势。春季西北部干旱覆盖面积较小,但加重趋势非常显著;中东部地区不仅面积覆盖率较大而且呈持续加重趋势;剩余地区尽管覆盖面积较大,但是往后趋于缓解;夏季干旱覆盖面积在石家庄、沧州一线以北范围内较大,以南较小,除零星个点外,而整个区域干旱均会持续加剧。(4)不同等级干旱在空间上,无旱发生频次整体呈现出北多南少的空间分布规律;轻旱发生频次以沧州-廊坊-昌平-蔚县一带为分界线,以南较多,以北则少;中度及以上干旱发生频次高值区主要坐落中东部,而低值区坐落于正北及西北部;在趋势变化上,全域大部分地区无旱频次均呈减少趋势,由此表明京津冀地区的干旱化趋势;轻旱只有西南部和张北等零星格点显示减少,其他大部分地区均增加;中度及以上干旱只有西北部存在着增长趋势,其它地区均不同程度的减少。(5)京津冀地区干旱由多种因素造成,其中太阳黑子活动越剧烈越容易发生干旱,且极大值年附近旱灾发生频率及强度均较大;厄尔尼诺更容易诱发干旱灾害的发生并且对研究区受灾范围影响更大;全球变暖不仅造成气温的升高,而且引起了气候变率ENSO的变化,进而严重的影响了全球气候系统。(6)区域内年和夏季均以典型干旱年为基础建立了GM(1,1)模型,且经残差检验和后验差检验进一步的验证发现该模型精度等级为优,预测结果显示未来一段时间内干旱可能出现的五个年份分别为2020、2024、2029、2034以及2039年;可能发生夏旱的五个年份依次为2027、2033、2040、2048以及2056年。
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P426.616
【图文】：

技术路线图

分布图,及格点,分布图,来源

图 2-1 研究区及格点分布图Fig.2-1 The distribution of the study area and gridded boxes来源

年际变化

16图 3-1 京津冀地区四种干旱指标年际变化Fig.3-1 Variation of drought indexes in Jing-Jin-Ji Region

【参考文献】