滇中干旱时空分布及其演变规律研究

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1、灌溉排水学报２０１５年６月第３４卷第６期ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｒｒｉｇａｔｉｏｎａｎｄＤｒａｉｎａｇｅ文章编号：１６７２－３３１７（２０１５）０６－００９５－０４滇中干旱时空分布及其演变规律研究高瑞，王龙，雷腾云，王莹（云南农业大学水利学院，昆明６５０２０１）摘要：根据滇中及其周边５４个气象站１９７１—２０１１年的月降水、气温资料，以标准化降水蒸发指数（ＳＰＥＩ）作为干旱指标，根据ＳＰＥＩ的总体变化趋势、周期特征、持续性及空间分布型，分析滇中地区干旱的时空分布及演变特征。结果表明，过去４１ａ，滇中ＳＰ

2、ＥＩ处于下降趋势并存在６、１１ａ的周期变化，且在未来一段时间内具有持续性；ＳＰＥＩ在空间上具有较好的一致性，表现为总体一致性，说明尽管滇中地区气候差异较大，但干旱的发生在一定程度上还是受某些共同因子的影响和控制。关键词：标准化降水蒸发指数；时空分布；干旱中图分类号：Ｐ４２６文献标志码：Ａｄｏｉ：１０．１３５２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｇｐｓ．２０１５．０６．０２０高瑞，王龙，雷腾云，等．滇中干旱时空分布及其演变规律研究［Ｊ］．灌溉排水学报，２０１５，３４（６）：９５－９８．１材料与方法１．１研究区概况滇中

3、地区系指云南省中部，地处云贵高原与横断山脉交接带，位于东经９９°３０′—１０４°１４′，北纬２３°１２′—２。区２６°４１′，包括昆明市、玉溪市、楚雄州、曲靖市、大理州、红河州及丽江市７个市（州），总面积９．４９万ｋｍ内气候条件多样，涉及北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带、南温带、中温带６个气候区，区内年温差小、日温差大；多年平均降雨量９６４．１ｍｍ，降水时空分布极为不均，夏秋降水集中，冬春干旱少雨，汛期降雨约占全年８５％；多年平均水面蒸发量１１６７．６ｍｍ，变化在７００～２０００ｍｍ之间，年内分

4、配不均匀，主要集中在２—８月，占全年的６２．２％～７５．７％，干季月蒸发量大于湿季月蒸发量。旱灾是影响云南农业生产最为严重的气象灾害。１．２数据来源与研究方法以滇中及周边地区资料完整的５４个气象站，１９７１—２０１１年的月降水及月气温作为基础数据（其中滇中４５站，滇中周围９站），经统计缺测数据低于１％，采用相关分析法对缺测数据进行插补和延长，构成研究所需的数据序列，数据来源于国家气象数据共享中心。标准化降水蒸发指数（ＳＰＥＩ）是以标准化降水指数（ＳＰＩ）计算原理为基础，根据Ｔｈｏｒｎｔｈｗａｉｔ方法

5、计算潜在蒸发量（ＰＥＴ），利用降水和潜在蒸发量的差值作为输入因子，从而计算得到不同时间尺度的ＳＰＥＩ，具体计算过程见文献［１］。采用距平、线性回归和滑动平均来分析滇中地区的干旱变化趋势；采用母小波函数（Ｍｏｒｌｅｔ小波）分析干旱的突变和周期特征，小波分析在时域和频域同时具有良好的局部性质可以分析出时间序列周期变化的［２－４］局部特征，能清楚的看出各周期随时间的变化情况；采用重标极差法（Ｒ／Ｓ），应用Ｈｕｒｓｔ指数来判断趋势［５］性成分的强度，分析序列的持续性特征；采用经验正交（ＥＯＦ）、旋转经验正交

6、（ＲＥＯＦ）并应用ＡｒｃＧＩＳ插值分析滇中地区干旱的空间特征，具体步骤详见文献［６］。收稿日期：２０１５－０１－３１基金项目：公益性行业（水利）科研专项（２０１００１０４４）；国家科技支撑计划项目（２０１２ＢＡＤ４０Ｂ００）作者简介：高瑞（１９８９－），女。硕士研究生，主要从事区域水资源开发与利用方向研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｇａｏｒｕｉ９５８３６６１４３＠１２６．ｃｏｍ通讯作者：王龙（１９７５－），男。副教授，主要从事区域水资源开发与利用方向研究。Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｎｎｄｗｌ＠１２６．ｃｏｍ９５２结果与分

7、析２．１滇中ＳＰＥＩ时间变化特征滇中地区１９７１—２０１１年年尺度ＳＰＥＩ时间序列如图１所示，由图１可知，近４０ａ滇中地区ＳＰＥＩ总体呈下降趋势，下降速率为－０．１１１／１０ａ，表明滇中地区在过去４０ａ存在旱化趋势但不显著。ＳＰＥＩ最小的年份为２０１１年，其值为－１．７８；最大的年份为１９８６年，值为０．９９；２００９年和２０１１年发生严重干旱且有３ａ发生中度干旱，分别为１９８８、１９９２、２０１０年；９ａ发生轻度干旱，分别是１９７５、１９７７、１９８０、１９８２、１９８４、１９８７、１９８９、２０

8、０３、２００６年。由５ａ滑动平均曲线可以看出，滇中区的标准化降水蒸发指数是在波动中逐渐下降，４１ａ来，ＳＰＥＩ下降了０．４５５，根据干旱等级划分标准，０．４５５近似为一个等级，故说明滇中地区的干旱变化经历了无旱向干旱或向更重一级旱情的变化。图１１９７１—２０１１年滇中ＳＰＥＩ的时间变化Ｍｏｒｌｅｔ小波系数实部时频分布见图２，滇中ＳＰＥＩ存在２个特征时间尺度，分别是６、１１ａ，且２个时间尺度均贯穿于整个研究时段。小波变换方差（图３）中存在２个较为明显的峰值，依次对应１１