發(fā)布時間：2020-06-30 09:16

【摘要】：旱地約占地球陸地面積的40%,約1/3的世界人口居住于此。因此,研究全球旱地的氣候變化特征顯得尤為重要。本文將旱地分為極端干旱區(qū)、干旱區(qū)、半干旱區(qū)和濕潤偏干區(qū),基于CPC(Climate Prediction Center)、GLDAS(Global Land Data Assimilation System)和NCEP(National Centers Environmental Prediction)資料,用Mann-Kendall檢驗、小波分析、曲線擬合、EOF分解、相關(guān)性分析等方法、按南北半球和冬夏兩季分別分析了全球旱地的溫度和降水的分布及變化特征,并分析了氣候突變前后環(huán)流場的特征和差異。主要結(jié)論如下:(1)從全球來看,越干旱的地方,年平均溫度越高,降水量越少。但干旱區(qū)的分布范圍并不與高溫區(qū)和降水稀少區(qū)嚴格一致,干旱的出現(xiàn)是溫度與降水綜合作用、相輔相成的結(jié)果。不同旱地類型的溫度變化周期存在差異。全球陸地和全球旱地的溫度隨緯度變化的趨勢大部分區(qū)域基本一致,但在赤道附近表現(xiàn)差異性較大,究其原因,可能與赤道地區(qū)旱區(qū)分布較少、參考點較少引起。(2)AI(Arid Index)第一模態(tài)的時間變化整體是增加的趨勢,表明總的干旱面積有逐步擴大的趨勢;溫度第一模態(tài)的特征向量基本為正值;降水第一模態(tài)的時間變化則與溫度相反,多為負值。通過AI、溫度和降水的EOF分解的相關(guān)性對比發(fā)現(xiàn),AI第一模態(tài)主要由降水的第二模態(tài)決定,其次由溫度的第一模態(tài)決定;而AI第二模態(tài)則主要由降水的第一模態(tài)決定。說明AI受降水的影響要明顯于受溫度的影響。(3)研究結(jié)果表明不同旱地類型的南北半球的平均溫度變化率差異較大:極端干旱區(qū)是南半球冬季平均溫度變化率最大的區(qū)域,而其他地區(qū)都是北半球變化比南半球明顯。南北半球的溫度及其突變也存在較大差異,與北半球相比,南半球夏季平均溫度的周期波動性較大,小周期較多,但明顯的大周期不如北半球多,且周期普遍比北半球短。(4)北半球冬季的旱地增溫貢獻率要高于夏季的增溫貢獻率,尤其是在半干旱地區(qū)和濕潤偏干區(qū),這一現(xiàn)象更為明顯。南半球冬季的旱地中,極端干旱區(qū)的溫度增加最為明顯,冬季的溫度變化明顯高于夏季,這一現(xiàn)象的區(qū)域覆蓋率比北半球更為明顯。(5)降水量的減少在濕潤偏干區(qū)最快,其次為半干旱區(qū)。南北半球的平均降水量也存在較大差異:北半球夏季,平均降水量減少的區(qū)域明顯多于其增加的區(qū)域。南半球夏季則與北半球相反,平均降水量增多的區(qū)域多于減少的區(qū)域。全球旱地中,冬季的降水變化貢獻率要低于夏季的降水降低貢獻率,南半球冬季平均降水量變化率在冬季呈現(xiàn)降低趨勢,而在夏季呈現(xiàn)升高趨勢。(6)近六十年來的整層大氣平均可降水高值區(qū)集中在低緯地區(qū),并有四個高值中心,由低緯向高緯遞減。非洲中北部、中國西北地區(qū)以及中東太平洋赤道地區(qū)降水是在這六十年間是減少的,特別是在中國西北部和非洲中北部地區(qū),減少的程度更深,這也意味著干旱的程度有所加深。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：P423.3;P426.614
【圖文】：

圖 3.1 1948-2008 年全球平均（a）干燥度指數(shù)、（b）溫度（單位：℃）、（c）降水（單位：mm/yr）的空間分布。3.2 全球旱地干燥度指數(shù) AI 的 EOF 分析EOF 分解是將我們想要研究的變量分解成為空間函數(shù)和時間函數(shù)[56]，作為傳統(tǒng)的統(tǒng)計方法，EOF 分解可以在少數(shù)幾個模態(tài)上集中反應(yīng)出氣象要素場的主要信息，在分析要素場的分布和周期等特征時有良好效果。通過 EOF 分解計算出特征向量分布、時間系數(shù)序列[57]，從而能進一步分析出全球干旱的分布特征和變化特點。為了研究全球旱地溫度和降水的變化，首先對1948年到2008年的AI做EOF分解[51]，以此來對比溫度和降水與干燥度指數(shù)的關(guān)系。本文中的顯著性檢驗是利用了 North 等[58]提出的計算特征值誤差范圍來進行。圖 3.2 給出了經(jīng)過經(jīng)過顯著

第一模態(tài)（EOF1）的特征向量值[60-62]在非洲中北部和南部、澳大利亞東部和貝加爾湖南部等地區(qū)均為負值，美國的西部、我國的南疆盆地，青藏高原北部及澳大利亞東部地區(qū)均為正值，呈反相關(guān)關(guān)系。該模態(tài)的時間系數(shù)在 1980 年前為負值，正值則出現(xiàn)在 1980 年后，總體是增加的趨勢（圖 3.2d），表明在從1950-2008 年，正值區(qū)所在的區(qū)域在變濕，而負值區(qū)所在的區(qū)域在變干,1980 年前后 AI 指數(shù)有一個明顯的躍變。第二模態(tài)（EOF2）相對于第一模態(tài)來說，特征向量在我國中西部、中亞及非洲西部為負值，澳大利亞、非洲南部為正值，對應(yīng)的時間變化在 1970 年之前大多為負值，正值則出現(xiàn)在 70 年代中期，而 80 年代整體多為負值，大約在 1994年以后又轉(zhuǎn)變?yōu)檎�，呈現(xiàn)一個正弦曲線變化。第三模態(tài)（EOF3）的特征向量大部分為負值，以非洲北部地區(qū)最為顯著，其中一小部分為正值，主要集中在非洲南部、澳大利亞，時間變化呈現(xiàn)不規(guī)律的波動變化，70 年代之前多為負值，70 年代中期至 90 年代為正值，90 年代中后期為負值極大，2000 年以后多為正值。

【參考文獻】

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1 康麗娟;巴特爾·巴克;羅那那;薛亞榮;王孟輝;;1961～2013年新疆氣溫和降水的時空變化特征分析[J];新疆農(nóng)業(yè)科學(xué);2018年01期

2 解晉;余曄;劉川;葛駿;;青藏高原地表感熱通量變化特征及其對氣候變化的響應(yīng)[J];高原氣象;2018年01期

3 錢正安;宋敏紅;吳統(tǒng)文;蔡英;;世界干旱氣候研究動態(tài)及進展綜述(Ⅰ):若干主要干旱區(qū)國家的研究動態(tài)及聯(lián)合國的貢獻[J];高原氣象;2017年06期

4 王雨茜;楊肖麗;任立良;張夢如;;長江上游氣溫、降水和干旱的變化趨勢研究[J];人民長江;2017年20期

5 章慧;董艷;張慧薈;張青峰;;西北旱區(qū)主要氣候資源的空間變異性研究[J];干旱區(qū)資源與環(huán)境;2017年08期

6 王玉潔;秦大河;;氣候變化及人類活動對西北干旱區(qū)水資源影響研究綜述[J];氣候變化研究進展;2017年05期

7 王婷婷;馮起;郭小燕;王亞敏;李宗省;;1959—2014年古浪河流域氣溫時空變化特征分析[J];高原氣象;2016年06期

8 王閃閃;王素萍;馮建英;;2016年秋季全國干旱狀況及其影響與成因[J];干旱氣象;2016年06期

9 曾剛;張顧煒;武英嬌;孫照渤;;海表溫度異常對南亞高壓年代際變化影響的數(shù)值模擬[J];氣象科學(xué);2016年04期

10 佟金鶴;;1965~2014年我國溫度和降水變化趨勢分析[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2016年12期

本文編號：2735149