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近50年塔里木河流域干湿变化特征及其成因分析

李红军  
【摘要】:本文利用塔里木河流域的径流量、土壤有效持水量和彭曼蒸散计算方案改进了该流域PDSI指数,分析了流域近50年干湿时空变化特征和降水、径流深与蒸发对干湿多尺度影响,给出了降水、径流深和蒸发变化对干湿的定量贡献,揭示了大气环流、北大西洋涛动和北极极涡对流域干湿变化的影响,对流域未来干湿变化进行了预估。得到以下结论: (1)近50年来,塔里木河流域各区都有显著的变湿趋势,东部区最快,南部区最慢,全流域夏季的最强,春季的最弱,近20多年是流域变湿润的主要时期。流域年和四季干湿都出现变湿的突变,多出现在1986-1995年间,北部区较早,出现在1980年代初期,东部区则在1990年代后期。 (2)塔里木河流域干湿的年际变化对流域干湿在1980年代由干转湿的显著变化起主要作用,而年代际变化对1990年代以来流域较湿润作用更大。流域降水、蒸发和径流深在年际和年代际尺度上对干湿影响的显著区和较强区与干湿振荡显著和较强区域相符。 (3)塔里木河流域蒸发、径流深和降水变化对干湿正贡献近50年来呈增大趋势,在全流域它们年均贡献分别是-0.473、0.370和0.164,各因子在1980年代及之后对干湿正贡献增大,导致了流域变湿;近20多年,蒸发变小对流域变湿的贡献最大,1980年代降水增多对流域1980年代由干转湿的贡献最大。 (4)春季湿年的等压面高度场、风场和水汽场变化使流域降水、径流量和蒸发增加,其对干湿总贡献使PDSI指数增大,则流域较湿润;夏季湿年较干年降水增多,径流和蒸发变化很小,所以流域较湿润。 在春季北大西洋涛动高值年,高度场、风场和水汽场变化使流域径流、蒸发和降水增多,其对干湿总贡献使PDSI指数增大,则流域较湿润;夏季高值年,流域降水、蒸发和径流减少,其总贡献使PDSI指数减小,则流域较干旱;在春夏季北大西洋涛动低值年,流域干湿与高值年的相反。 在春季北极极涡高值年,高度场、风场和水汽场变化使流域径流增加,蒸发增加,降水减少,其对干湿总贡献使PDSI指数减小,则流域偏干旱。春季低值年流域降水增多,而蒸发和径流变化不大,其总贡献使PDSI指数增大,则流域偏湿润。夏季高值年,径流量、蒸发与降水减少,其总贡献使PDSI指数减小,则流域偏干旱。在夏季低值年,流域干湿与高值年的相反。 (5)A1B排放情景下,集合多模式结果得到塔里木河流域2001-2020气候年平均值相对于1991-2000的变化为:流域气温一致升高,年均降水在大多区域增多,在西部区的西部和西北部区的东部降水减少;年平均干湿除在流域西南和北部有小片的区域变湿外,其余大部分区域变干,在流域东部以及西部区的西部变干程度最大,PDSI指数最大减少幅度在5以上。


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