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中国北方区域强干旱事件的特征及重现期研究

杨歆雨  
【摘要】:本文利用华北和东北地区(110-140°E,34.5-55°N,简称中国北方)126个气象站,1901-2015年月尺度标准化降水蒸散指数(SPEI-1),去除历年11月到次年2月(即北方冬季)的数据后,采用旋转经验正交函数分解(REOF),将研究区域分为东北北部(Ⅰ区)、东北中部(Ⅱ区)、东北南部(Ⅲ区)、华北北部(Ⅳ区)和华北南部(Ⅴ区)5个气候区,利用游程理论在识别单站强干旱事件的基础上,给出区域强干旱事件的识别标准,并与中国干旱灾害数据集实际干旱事件相比较,检验其强干旱事件客观识别方法的适用性;揭示了中国北方强干旱事件年代际分布特征和演变规律;基于最优Copula函数,分析了中国北方强干旱事件在不同区域的重现特征,以及在相同重现期条件下干旱历时与干旱强度的分布特征;最后分析了强干旱事件发生的主要影响因子。得出以下主要结论:(1)旋转经验正交函数分解(REOF)的分区结果显示:基于月尺度的SPEI指数,在年际尺度上可以将中国北方分为5个气候区,在年代际尺度上,中国北方则可以分为3个区。(2)区域强干旱事件的识别标准对于中国北方强干旱事件具有较好的适用性,平均干旱强度和干旱历时的最大值均出现在20世纪20年代和60年代,干旱频次则在21世纪显著增加。(3)华北地区的干旱较东北地区更为严重。强干旱事件发生的次数多、干旱历时长、干旱强度强,在20世纪60年代和21世纪尤为显著。华北北部的强干旱最为严重,且较易发生连旱事件。(4)中国北方多数强干旱事件存在准5a的周期,特别严重的强干旱事件重现期主要为20a,30a,40a、50a和80a,差异很大,其中1901、1920、1925、1935、1941、1965、1986年的强干旱事件已分别在1929、1932、1944、1957(1947)、1997和1986得到重现。在给定单变量重现期的情况下,华北北部的旱情最为严重,华北南部次之。(5)中国北方强干旱主要受前冬La Ni?a向秋后El Ni?o的位相连续转变,欧亚中高纬感热异常及其大气遥相关型的共同影响。


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