1.DepartmentofGeography,XinzhouNormalUniversity,Xinzhou034000,Shanxi,China2.CollegeofGeographyandEnvironmentalScience,NorthwestNormalUniversity,Lanzhou730070,Gansu,China
中图分类号:S166
文献标识码:A
收稿日期:2017-04-6
修回日期:2017-05-8
网络出版日期:2018-03-21
基金资助:国家自然科学基金项目(41561024)、山西省高等学校哲学社会科学研究项目(2015265)资助NationalNaturalScienceFoundationofChina(41561024),PhilosophySocialScienceResearchProjectofShanxiCollegesandUniversities(2015265).
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摘要
关键词:极端干旱事件;日SPEI;中国西南
Abstract
Keywords:extremedroughtevents;dailySPEI;theSouthwestChina
图1西南地区气象站点分布
Fig.1ThelocationofmeteorologystationsintheSouthwestChina
1.3.1日SPEI计算
本研究对SPEI指标做了改进,改进后的日SPEI干旱指数计算过程与月SPEI类似,具体计算步骤如下:
1)计算逐日潜在蒸散(ET0)。采用FAO-56(1998)推荐的Penman-Monteith模型计算:
式中:ET0为日潜在蒸散量,mm;Δ为温度随饱和水汽压变化的斜率,kPa/℃;U2为离地2m高处风速,m/s;ea为空气饱和水汽压,kPa;ed为空气实际水汽压,kPa;T为平均气温,℃;r为湿度表常数,kPa/℃;Rn为到达地面的净辐射,MJ/(m2d);G为土壤热通量密度,MJ/(m2d)。
2)计算逐日降水量与潜在蒸散的差值:
$\lbrace^{D^{k}_{i,j}=\sum\limits_{i=31-k+j}^{30}D_{i-1}+\sum\limits_{l=1}^{j}D_{i,l}j<{k}}_{D^{k}_{i,j}=\sum\limits_{l=j-k+1}^{j}D_{i,l}j\geq{k}}$
3)采用了三参数的log-logistic概率分布对Di数据序列进行拟合。
式中:参数a、β、γ分别为尺度、形状及初始状态参数,采用线性矩的方法拟合获得:
式中:Γ为阶乘函数,ω0、ω1和ω2为原始数据序列Di的概率加权矩。由此可以得到Di概率密度的累计概率密度函数:
当累积概率P≤0.5时,概率加权矩(w)公式为:
式中:c0=2.515517,c1=0.802853,c2=0.010328,d1=1.432788,d2=0.189269,d3=0.001308。
1.3.2气象极端干旱过程的确定
1.3.3Mann-Kendall趋势检验法
图21960~2014年西南地区春、夏、秋及年极端干旱频率、强度和持续天数趋势系数空间分布
Fig.2Spatialtrendofextremedroughtfrequency,intensity,durationinspring,summer,autumnandannualtimescalesintheSouthwestChinafrom1960to2014
2.2.1极端干旱事件年际演变
图3西南地区极端干旱事件频率、强度和持续天数的年际演变
Fig.3Interannualvariationofextremedroughtfrequency,intensityanddurationintheSouthwestChina
2.2.2极端干旱事件的年代际演变
表11960~2014年西南地区极端干旱事件特征年代际变化
Table1DecadalvariationofextremedroughtcharacteristicsintheSouthwestChinafrom1960to2014
图4西南地区各年代极端干旱事件持续天数的空间分布
Fig.4SpatialdistributionofextremedroughtdurationintheSouthwestChina
Table2Top15extremedroughteventsrankedbydurationintheSouthwestChinafrom1960to2014
1)近55a来西南年及春季极端干旱频率、强度和持续天数呈减少趋势且空间分布基本一致,重庆、四川与贵州的交界处以及四川西北部极端干旱程度明显缓解,西南东北部极端干旱程度明显增强。夏、秋两季大部分区域极端干旱程度呈增强趋势,重庆、四川和贵州交界处附近区域极端干旱事件频率、强度和持续天数增加趋势较明显。
2)年尺度上,近55a来西南春季和年极端干旱事件频率、强度和持续天数均呈减少趋势,春季极端干旱减少趋势更明显;夏、秋两季极端干旱事件频率、强度和持续天数处于增加趋势,夏季增加幅度较大。年代际尺度上,20世纪60年代和21世纪初(2000~2014)是西南年及春、夏、秋三季极端干旱程度较严重的阶段。
3)近55a来,西南极端干旱事件的持续天数经历了先减少后增加的变化。21世纪初(2000~2014年)西南地区遭受的极端干旱最严重,73%的站点极端干旱持续期达到60d以上;20世纪60年代次之,60%的站点极端干旱持续期达60d以上。
Theauthorshavedeclaredthatnocompetinginterestsexist.
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