近50年中国西南地区干旱变化特征及冬半年持续干旱成因研究

发布时间：2020-10-01 14:54

　　 在全球气候变暖背景下,干旱灾害的发生越来越频繁,干旱持续时间和覆盖范围都呈增加趋势,区域性干旱化已成为当前人类面临的重大环境问题之一。21世纪以来,中国西南地区发生了多次干旱灾害,特别是2009-2013年连续4年发生秋冬春季持续严重干旱,持续时间长、影响范围大、干旱程度重,给旱区农业生产和人民生活带来严重影响,造成巨大损失,引起广泛关注,值得深入研究。本文首先利用综合气象干旱指数(CI)对近50年西南地区的干旱变化特征进行研究,分析了该地区的干旱变化趋势、干旱发生频率、干旱覆盖范围以及不同等级干旱变化特征。然后,利用NCEP/NCAR逐月再分析资料、NOAA逐月全球海表温度和北极涛动(AO)指数,从大尺度大气环流、水汽输送、热带海表温度、AO、平流层极涡等方面,详细分析了2009-2013年西南地区秋冬春季持续严重干旱的成因。最后,选取西南地区冬半年典型干旱年份和典型湿润年份分别进行合成分析,揭示了影响西南地区冬半年持续干旱的关键因素。主要结论如下：(1)近50年西南地区总体呈气温升高、降水减少、干旱化加重的趋势,其中冬半年的变化趋势十分明显,而近10年夏半年气温升高、降水严重偏少,使得进入21世纪后西南地区干旱化趋势明显加重。西南地区冬旱和春旱的发生频率较高,且都呈明显的“西高东低”分布,秋旱发生频率较低,夏旱最低。各季节干旱覆盖范围都在50%以上,大范围干旱主要发生在冬、春季。西南地区年发生轻旱以上等级干旱天数的多年平均为112.5d,其中冬旱发生天数最多,春旱发生天数仅次于冬旱,冬半年干旱发生天数占全年的64%。从各季节不同等级干旱发生天数看,轻旱和中旱都在冬季发生天数最多,重旱和特旱则在春季发生天数最多。(2)2009-2013年西南地区秋冬春季持续严重干旱与热带西太平洋、南海、中南半岛、孟加拉湾以及青藏高原东部地区的大气环流异常关系密切。这4年的主要干旱时段内,西南地区受异常西北气流和下沉运动控制,南支槽强度持续偏弱,孟加拉湾地区暖湿气流输送偏少,以及冬季平流层极涡偏弱引起的异常波活动使AO持续处于负位相,进而使得贝加尔湖脊系统偏弱,导致北方南下冷空气活动偏弱、路径偏东,是这4年持续干旱的共同特点。2009/2010年、2010/2011年的季节连旱中,整层西风和南风水汽输送明显偏弱,2011/2012年、2012/2013年南风水汽输送偏强,但这4年西南地区上空大都为水汽输送通量辐散区,不利于降水。2009/2010年受El Nino事件影响,热带西太平洋上空对流层下层出现反气旋环流异常,不利于西南风水汽输送；2010、2011和2012这3年的秋冬春季受La Nina事件影响,尤其是2010年La Nina事件强度较强,西太副高反气旋环流较常年偏弱、位置偏东南,减弱了来自南海的水汽输送,且这3年热带印度洋冬、春季海表面温度异常偏高对西南地区的干旱影响显著。(3)西南地区冬半年典型干旱年份和典型湿润年份的合成分析表明,从大尺度大气环流看,典型干旱年份,贝加尔湖高压脊偏弱,不利于冷空气南袭,西南地区受西北气流和下沉运动控制,里海东部长波槽和南支槽都偏弱,西太副高西伸加强,不利于西南暖湿气流向西南地区输送,冷空气活动、水汽条件和动力因子都不利于降水形成。西南地区冬半年主要以纬向水汽输送为主,典型干旱年份经、纬向水汽输送通量都较常年偏少,且西南地区处于整层水汽通量辐散区。西南地区冬半年持续干旱与热带印度洋和热带东太平洋这两个关键区域海温异常关系密切,典型干旱年热带印度洋海表温度为正距平,热带东太平洋海表温度为负距平。典型干旱年冬季平流层极涡明显偏弱,AO持续负位相,使南支槽强度减弱、位置偏西,贝加尔湖脊系统也偏弱,进而造成西南向水汽输送偏弱,冷空气南下路径偏东、强度偏弱,导致西南地区干旱。本文对西南地区干旱变化特征和冬半年持续干旱成因的研究,得出了一些有意义的结论,有助于进一步加深对该地区的干旱变化特征的理解,对提高该地区的干旱监测水平和预测预警能力有一定参考价值。
【学位单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：P426.616
【部分图文】：

的研究区域（图２－１）为２０－３５°Ｎ、９７－１１３巧，包括中国州、四川、广西和重庆５省（自治区、直辖市）。该区域内有青藏高原、云贵高原、四川盆地和横断山区等多种地形，水能资源丰富。青藏高原动力和热力作用的影响，东亚季风该地区成为一个典型的气候多变区。该地区降水的季节分布至１０月为＂湿季＂，降水占全年降水的８０－９０％，邋１１月至翌降水只占全年的１０—２０％＾。逡逑

３．１西南地区气温、降水量及ＣＩ的变化特征逡逑３N１西南地区年平均气温、降水量及ＣＩ的变化特征逡逑图３－１是１％１－２０１２年西南地区年平均气温距平、年降水量距平百分率Ｗ逡逑及年平均ＣＩ距平的变化情况。总体而言，近５０年西南地区呈现气温升高、降水逡逑减少、干旱化加重的趋势。从图３－ｌａ可Ｗ看出，２０世纪６０年代初至８０年代中逡逑期西南地区年平均气温大都为负距平，而从２０世纪８０年代末至２０１２年基本为逡逑正距平，１９９７年后连续１６年为正距平，且变化幅度较大。如图３－化所示，２０逡逑世纪６０年代西南地区降水量总体偏多，但１９６２、巧６８巧１９６９年的降水量严重逡逑偏少；７０年代初至８０年代末，除个别年份为正距平外，降水量总体偏少，但偏逡逑少程度不大；９０年代降水变化趋势不明显，但进入２１世纪后，降水持续偏少，逡逑特别是２００８年Ｗ后严重偏少。年平均ＣＩ距平的变化情况（图３－ｌｃ）与降水量距逡逑平百分率的情况比较类似

本文编号：2831587