本文關(guān)鍵詞： 華北地區(qū) 氣象干旱 時(shí)空變化 標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù) 成因分析　出處：《西北師范大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：干旱災(zāi)害是地球上空間范圍較廣、持續(xù)時(shí)間較長、對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境影響最嚴(yán)重的自然災(zāi)害。中國干旱災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失占所有自然災(zāi)害的50%,是中國居于首位的氣象災(zāi)害。華北地區(qū)不僅是中國的政治、經(jīng)濟(jì)和文化中心,又是中國重要的商品糧生產(chǎn)基地,而該地區(qū)屬于暖溫帶半干旱半濕潤季風(fēng)氣候區(qū),降水量時(shí)空分布不均,年際變化大,氣象干旱發(fā)生頻率位居全國之首。從20世紀(jì)80年代開始至今,華北地區(qū)干旱不斷加劇,20世紀(jì)90年代后期以來更是連年出現(xiàn)旱災(zāi),干旱已成為該地區(qū)糧食產(chǎn)量穩(wěn)定上升的重要限制因素。為緩解氣象干旱對(duì)農(nóng)作物的影響,抽取地下水灌溉成為了華北地區(qū)抗旱保產(chǎn)的主要措施。大面積的抽取地下水,導(dǎo)致地下水水位迅速下降引發(fā)了嚴(yán)重的水文干旱�；诖�,本研究通過分析氣象干旱綜合指數(shù)(CI)、標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)(SPEI)、標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)、降水Z指數(shù)在華北地區(qū)的區(qū)域適用性,選擇適宜的干旱指數(shù),采用1961~2013年69個(gè)地面觀測(cè)站氣象資料,分析了華北地區(qū)不同時(shí)間尺度、不同季節(jié)、不同年代際、不同等級(jí)的氣象干旱時(shí)空變化及其強(qiáng)度特征。從地理環(huán)境特征、大氣環(huán)流變化、全球變化三個(gè)方面分析了華北地區(qū)氣象干旱的主要成因。在充分認(rèn)識(shí)華北地區(qū)氣象干旱時(shí)空變化特征和成因的基礎(chǔ)上,掌握氣象干旱的發(fā)生、發(fā)展規(guī)律,對(duì)華北地區(qū)干旱評(píng)估及水資源管理提供科學(xué)支撐,從而提高農(nóng)業(yè)用水(地下水)效率,保證華北地區(qū)糧食穩(wěn)定高產(chǎn),為國家糧食安全提供保障。通過研究主要得出以下結(jié)論:(1)通過EOF分析顯示,華北地區(qū)選取降水量代表氣象站點(diǎn)分別為張家口、青龍、南陽、莒縣和泰山,氣溫代表氣象站點(diǎn)分別為西峽、遵化、蔚縣和五臺(tái)山。通過對(duì)比CI、SPEI、SPI和Z指數(shù)對(duì)華北地區(qū)不同區(qū)域年、春、夏、秋、冬及月尺度干旱的表征狀況表明,CI、SPI和Z指數(shù)不能較好的表征整個(gè)華北地區(qū)各時(shí)間尺度氣象干旱發(fā)生狀況,計(jì)算結(jié)果存在較大誤差。根據(jù)華北地區(qū)9個(gè)代表氣象站點(diǎn)計(jì)算出的四種干旱指數(shù)比照《中國氣象災(zāi)害大典》統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,在四個(gè)研究分區(qū)中,SPEI指數(shù)表征的干旱發(fā)生狀況與實(shí)際吻合率最高,分別為57.41%、60.78%、57.06%和66.99%。綜合研究結(jié)果表明,SPEI指數(shù)表征華北地區(qū)不同區(qū)域各種時(shí)間尺度氣象干旱發(fā)生效果最好,Z指數(shù)效果最差。(2)近53年來華北地區(qū)不同區(qū)域SPEI值均呈下降趨勢(shì),西北部山地、京津冀、河南和山東半島地區(qū)年平均SPEI指數(shù)分別以0.17/(10a)、0.14/(10a)、0.07/(10a)和0.10/(10a)的速率減小。在0.05置信度水平下,西北部山地和京津冀地區(qū)年平均SPEI分別在1986和1991年發(fā)生突變,但突變具有不確定性,山東半島地區(qū)在1975年發(fā)生十分顯著的突變,而河南地區(qū)年平均SPEI未發(fā)生突變。華北地區(qū)年、春、夏、秋、冬及月尺度上均有干旱發(fā)生。夏季干旱最為嚴(yán)重,冬季和秋季次之。在年代際變化方面,以20世紀(jì)90年代干旱最為嚴(yán)重,2000年以來的干旱次之。在空間分布方面,年尺度干旱發(fā)生頻率呈現(xiàn)北高南低的分布規(guī)律。就四季而言,干旱主要發(fā)生在河南西北部及東南部、山東半島西北部、山西、河北中南部及京津地區(qū)。華北地區(qū)干旱發(fā)生強(qiáng)度的整體特征是西北和東南部干旱發(fā)生強(qiáng)度較強(qiáng),東北和中西部干旱發(fā)生強(qiáng)度較弱。華北地區(qū)年極端、中度和輕度干旱發(fā)生頻率分別在0%~5.64%、11.32%~22.64%和5.66%~28.30%之間,干旱主要發(fā)生在河南西部、山西、河北中北部及京津地區(qū)。整個(gè)區(qū)域三種不同等級(jí)年尺度干旱的平均發(fā)生周期分別為70.6、6.1和7.0年。就四季而言,春季的極端干旱、夏季的中度干旱、秋季的輕度干旱分別是三種等級(jí)干旱中發(fā)生頻率最高的,整個(gè)區(qū)域季尺度干旱平均發(fā)生周期分別為65.4、6.5和6.4年。月尺度極端干旱主要發(fā)生在山東半島、河南東部、山西北部和西南部地區(qū),中度干旱主要發(fā)生在京津冀和西北部山地地區(qū),輕度干旱主要發(fā)生在河南、山東半島、山西南部及河北南部地區(qū)。整個(gè)區(qū)域月尺度干旱的平均發(fā)生周期分別為90.9、6.1和5.9年。(3)從地理環(huán)境特征方面來講,造成華北地區(qū)氣象干旱形成的主要原因是:屬于暖溫帶半干旱半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)、大部分地區(qū)處于背風(fēng)坡和水資源奇缺;從大氣環(huán)流變化方面來看,影響華北地區(qū)氣象干旱發(fā)生的主要原因是:夏季風(fēng)變化與ENSO事件的發(fā)生。華北地區(qū)部分區(qū)域夏季風(fēng)強(qiáng)度增大時(shí)干旱指數(shù)值呈顯著上升趨勢(shì),減弱時(shí)干旱指數(shù)值呈顯著下降趨勢(shì)。此外,華北地區(qū)部分區(qū)域ENSO事件強(qiáng)度與降水量呈顯著的負(fù)相關(guān)性,強(qiáng)度增大時(shí)降水量下降,減弱時(shí)降水量上升。在整個(gè)華北地區(qū)ENSO事件強(qiáng)度與氣溫呈顯著的正相關(guān)性,強(qiáng)度增大時(shí)溫度有上升趨勢(shì),減小時(shí)溫度有下降趨勢(shì)。其中El Ni?o對(duì)氣溫有抬升的趨勢(shì),La Ni?a對(duì)氣溫有降低的趨勢(shì);全球變化對(duì)華北地區(qū)氣象干旱發(fā)生的影響主要表現(xiàn)在城市化和全球變暖兩方面。城市化明顯的導(dǎo)致氣溫的概率密度分布向高溫方向偏移,導(dǎo)致城市及周邊地區(qū)的降水量減少。全球變暖導(dǎo)致ENSO事件周期縮短5%,北太平洋年代際變化減弱,POD頻率向高頻移動(dòng),致使ENSO事件發(fā)生頻率明顯增加,東亞夏季風(fēng)強(qiáng)度減弱,造成華北地區(qū)降水量減少而導(dǎo)致干旱。
[Abstract]:This paper analyzes the main causes of meteorological drought in North China by analyzing the characteristics and causes of meteorological drought in North China . The results show that the drought occurrence in North China is the worst in the north and south of China .

【學(xué)位授予單位】：西北師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：P426.616

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本文編號(hào)：1532507