中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院

“科研成果快报”

 

 

1. 标题

中亚主要流域降水集中度、变化趋势及其主要驱动因子的分析

Investigation of precipitation concentration and trends and their potential drivers in the major river basins of Central Asia

 

2. 成果信息

· 引用格式：Yang, P., Zhang, Y.Y., Xia, J., Sun, S.X. (2020). Investigation of precipitation concentration and trends and their potential drivers in the major river basins of Central Asia. Atmospheric Research, 245(15), 105128. (T2, IF=4.676)

· DOI：https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2020.105128.

· 资助项目：中国科学院先导A（No. XDA20040302)和教育部人文社科青年基金(20YJCZH207).

 

3. 团队成员

· 杨鹏（第一作者），博士，中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院，副教授，主要从事水文水资源、遥感水文等方向的研究。（联系邮箱：yangpenghb@foxmail.com; 个人主页：http://grzy.cug.edu.cn/yangpeng/zh_CN/index.htm）。

· 张永勇（通讯作者），博士，中国科学院地理科学与资源研究所，副研究员，主要从事生态水文，水环境等方向的研究。

· 夏军，博士，中国科学院院士，武汉大学水利水电学院教授，中国科学院地理科学与资源研究所特聘研究员，主要从事水文水资源方向的研究。

· 孙尚信，学士，中国铝业集团公司矿产资源管理部，高级工程师，主要从事矿产资源勘探、模型模拟方向的研究。

 

4. 成果介绍

降水在水汽输送、截留及下渗等水循环环节中起着重要的作用，它也是大气圈和土壤圈之间物质和能量交换的重要媒介，扮演着不可替代的角色。同时，降水作为水资源的主要来源也是维持社会、经济和生态发展重要的物质基础。然而，气候变化却导致了一系列的降水的变化，例如降水的季节性变化、降水的集中度的变化以及气象干旱的变化。更重要的是，由于气温的升高导致水汽的增加，从而导致降水强度的变化。然而，温度的升高也会增强地球表面的蒸散发，从而可能导致更长时间更严重的干旱。因而，研究降水特征的变化对于研究地球环境的变化具有重要意义。

 

图1. 研究区概图

 

中亚是北半球典型的干旱区，包含全球80%以上面积的温带沙漠，坐落在欧亚大陆的中心区域，是欧洲和亚洲往来的交通要道，在亚洲和欧洲社会和经济发展的重要角色。径流的主要水源来源于冰雪融水。近些年来，由于气候变化和快速的社会经济的变化导致前所未有生态系统波动，并且导致灌溉用水的增加及中亚水塔效应也在不断减弱。然而，之前的研究很少涉及中亚降水变化特征的研究，更加缺少降水变化驱动因子的分析研究。因为该区域缺少站点监测数据，本项研究基于格点数据（CPC和NCEP）和三种空间插值方法对中亚降水集中度（日尺度集中度和月尺度集中度）进行研究和分析，并且结合遥相关指数分析降水集中度变化的驱动因子。

研究发现：(1) 中亚区域1980-2017年降水增加显著，并且有明显的突变现象，突变时间点主要集中在2000至2010年间; (2)CPC 降水集中度的空间分布与NCEP降水集中度空间分布相反，并且CPC降水集中度的变化幅度要比NCEP降水变化幅度要大；（3）CPC反应的中亚降水集中度的突变时间主要集中在1985-2005，而NCEP反应的中亚降水集中度的突变时间主要集中在1987-2005；（4）遥相关指数EMI，PDO，Nino3.4和SOI与CPC年尺度降水集中度关系密切，没有突变共振现象；而遥相关指数EMI，PDO，Nino3.4和NAO与NCEP年尺度降水集中度关系密切，存在突变共振关系。

 

图2. 1980-2017年间中亚日降水的Lorenz曲线（左图CPC降水；右图为NCEP降水）

 

图3. 1980-2017年中亚降水量的Pettitt检验

 

图4. 1980-2017年CPC和NCEP降水集中度的MK检验

 

图 5 遥相关指数与中亚降水集中度的交叉小波分析