气候变化对澜湄流域气象水文干旱时空特性的影响研究

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受全球气候变化影响,干旱的发生频率、强度、影响范围都呈增加趋势,从气象干旱到水文干旱的传递也呈现出聚集、滞后和延长等特征。澜沧江-湄公河流域2016年与2019年的两次大旱是这一问题的真实写照,给流域造成了严重的经济损失,给区域水安全和地缘政治合作带来新的挑战与机遇。预测该流域未来干旱的时空变化与传播特征是应对气候变化、开展澜湄水资源合作的基础。为此,本文利用SWAT模型通过气陆耦合方式模拟了澜沧江-湄公河流域历史(1960—2005年)和未来时期(2022—2050年,2051—2080年)的水文过程,预估并分析了流域未来气象水文干旱时空变化趋势,取得的主要研究成果如下:(1)采用Mann-Kendall趋势分析法、5年滑动平均法及一元线性回归法3种趋势分析方法及双累计曲突变点识别方法,分析流域气象水文要素变化特征。结果表明1960—2005年流域降雨径流一致性较好,受气候变化与人类活动的影响小。(2)采用Quantile Mapping法对气候模式数据进行偏差校正,该方法订正了不同降水强度、气温的频率分布,弥补了总量校正不能订正降水、气温变异性的缺点。结果表明,GFDL-CM3气候模式预测在不同的碳排放情景下未来降雨年内分配的不均匀将加强,且降雨空间分布有明显的异质性,流域平均气温上升约2℃~4℃;流域年均径流量呈增长趋势,且上游增长多,下游增长少。(3)澜湄流域未来受降水增加的影响,气象干旱将有所减弱,但降水的年内分配不均与未来气温升高导致的蒸发增加将加剧水文干旱,干旱在从气象到水文的传播过程中加强。未来水文干旱事件频次呈减少趋势,但重旱与特旱事件的比例均显著增势,极端水文干旱趋多趋强。水文干旱还具有明显的空间变化规律,水文干旱烈度、重旱、特旱发生比例均从上游到下游均呈不对称“V”字型变化,允景洪和清盛站的水文干旱最为严重,琅勃拉邦、穆达汉、巴色站次之,万象站最弱。(4)考虑气候模式不确定性,本文分别采用GFDL-CM3、CSIRO-Mk3.6.0、FGOLAS-g2和MIROC5气候模式数据来分析澜湄流域气象水文干旱时空变化特征,结果表明4个气候模式的气象水文干旱预测结果尽管在数值上存在一定差异,但在时空变化趋势上呈现一致的变化规律,研究结论的可靠性较好。
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