作者:邓浩鑫等 来源:《水文学杂志》 发布时间:2022/12/20 11:01:46
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西北暖湿化转型方面研究获进展

 

中国西北地区在过去六十年经历了以气温上升(变暖)、降水增加(变湿)为主要特征的“暖湿化”现象。尽管降水是描述区域干湿变化最重要的指标,但是气温、相对湿度、风速等其他气象因子可以通过影响潜在蒸发量来改变区域水分平衡,进而影响植被生态系统,因此综合考虑上述气象因子的标准化降水蒸散发指数(SPEI)能更好地反映区域水分平衡异常及植被生态系统响应。研究采用SPEI指标,从水分平衡角度分析了中国西北地区干湿变化趋势,发现近三十年西北地区正在由变湿向变干转型。尽管西北地区降水持续增加,但是气温上升、相对湿度下降、风速恢复等变化使得潜在蒸发量增加,导致区域水分平衡由“变湿”向“变干”转变。

过去六十年来,西北地区在经历前三十年(1961-1989年)的快速“变湿”后,转变为后三十年(1989-2018年)的逐步“变干”。1961-1989年期间,西北地区SPEI呈显著上升的趋势,降水增加和风速下降是SPEI增加的主要原因。1989-2018年期间,西北地区温度升高、相对湿度下降、风速恢复,相应潜在蒸发量上升,抵消了降水增加的贡献,使得SPEI整体呈下降趋势。新疆地区SPEI指标由前三十年“变湿”向后三十年“变干”转变尤其明显。

研究进一步对影响西北地区SPEI指标时空变化的主导因子进行了详细分析。过去六十年间,SPEI变化主要受降水、温度、相对湿度或风速因子影响的面积分别占西北地区的27.3%、35.3%、8.6%、28.7%;气温上升使得SPEI下降,但是降水增加和风速下降的共同作用使得区域SPEI整体呈上升趋势。在近三十年(1989-2018年)间,SPEI变化主要受降水、温度、相对湿度或风速因子影响的面积分别占西北地区的32.9%、14.6%、33.5%、18.9%;尽管降水持续增加使得SPEI上升,但是相对湿度下降和气温上升等因子的综合作用使得区域SPEI整体呈下降趋势。

在全球变暖背景下,预期未来气温将继续上升、相对湿度下降,中国西北地区SPEI指标可能延续下降趋势。尽管降水增加,相应径流量和湖泊面积会有所增大,但是SPEI下降意味着西北地区整体干旱缺水状态不会改变,干旱区植被生态系统仍然面临生态退化风险。

相关成果在发表于科院一区TOP期刊Journal of Hydrology,第一作者为2020级直博生邓浩鑫。研究工作得到第三次新疆科考“天山北坡水资源承载力与水安全要素基础性调查”项目、国家自然科学基金重大项目课题“中国北方干旱半干旱区敏感生态系统变化的模拟、归因及趋势分析”、中国科学院全球变化水文学创新交叉团队的资助。(来源:中国科学院地理科学与资源研究所)

相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2022.128435

 
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