【摘要】：干旱作為世界上最具破壞性的自然災(zāi)害之一,對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)、自然環(huán)境與人類活動(dòng)造成了嚴(yán)重的影響。陜西省處于中國內(nèi)陸腹地,歷來具有“十年九旱”之說,在全球氣候不斷變化的背景下,研究陜西省氣象干旱的變化特征與成因,對(duì)陜西省水資源管理、抗旱減災(zāi)具有非常重要的意義。本文在分析陜西省氣候要素變化特征的基礎(chǔ)上,采用標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散指數(shù)(SPEI)及多種統(tǒng)計(jì)方法研究了陜西省1960~2016年氣象干旱時(shí)空變化特征,然后利用相關(guān)分析與交叉小波分析研究了氣候要素、大氣環(huán)流、太陽黑子活動(dòng)對(duì)干旱的影響。主要結(jié)論如下:(1)在過去的57a里,陜西省多年平均降水量為649mm;年降水量在陜西及三個(gè)分區(qū)呈不明顯的減少趨勢(shì);除夏季降水量具有不明顯的增加趨勢(shì)外,其余三個(gè)季節(jié)的降水量均呈不明顯的減少趨勢(shì);降水量在空間上由北到南逐漸增加。陜西省多年平均氣溫為11.4℃;年平均氣溫在陜西及三個(gè)分區(qū)呈明顯的升高趨勢(shì);四季平均氣溫呈升高趨勢(shì),其中春季、秋季、冬季的升高趨勢(shì)明顯;多年平均氣溫由北到南逐漸升高。陜西省多年平均潛在蒸散量為972mm;年潛在蒸散量在陜西、關(guān)中、陜南呈不明顯的減少趨勢(shì),在陜北呈不明顯的增加趨勢(shì);春季、秋季、冬季的潛在蒸散量呈不明顯增加趨勢(shì),夏季呈明顯的減少趨勢(shì);多年平均潛在蒸散量由東北到西南逐漸減少。(2)在過去的57a里,陜西及三個(gè)分區(qū)在年尺度上呈干旱化趨勢(shì),干旱發(fā)生頻率、影響范圍以及嚴(yán)重程度不斷增加。干旱指數(shù)呈下降趨勢(shì),其中陜西、陜北、關(guān)中下降趨勢(shì)明顯;干旱指數(shù)的前三個(gè)模態(tài)分別為:“區(qū)域一致型”、“西北、東南差異型”、“南北、中部差異型”。陜西及三個(gè)分區(qū)以輕旱和中旱為主,干旱頻率平均為67.1%,在空間上呈“中部高、南北低”的分布特征。陜西以及三個(gè)分區(qū)以全域性干旱為主,干旱站次比與干旱強(qiáng)度呈增加趨勢(shì);其中,輕旱站次比具有減少趨勢(shì),中旱、重旱、特旱站次比具有增加趨勢(shì)。陜西、關(guān)中、陜南90年代干旱頻率最高、影響范圍最廣、程度最嚴(yán)重;陜北則在20世紀(jì)00年代干旱頻率最高、影響范圍最廣、90年代干旱程度最嚴(yán)重。(3)在過去的57a里,春季、秋季、冬季呈干旱化趨勢(shì),夏季呈濕潤化趨勢(shì)。春季、秋季、冬季干旱發(fā)生頻率、影響范圍以及嚴(yán)重程度呈增加趨勢(shì),夏季干旱則有緩解趨勢(shì)。干旱指數(shù)除在夏季具有不明顯的增加趨勢(shì)外,其余三個(gè)季節(jié)均呈減少趨勢(shì),其中,春季、秋季的減少趨勢(shì)明顯。春季、冬季干旱指數(shù)的前三個(gè)模態(tài)分別為:“區(qū)域一致型”、“南北差異型”、“南北、中部差異型”;夏季、秋季前三個(gè)模態(tài)分別為:“區(qū)域一致型”、“西北、東南差異型”、“南北、中部差異型”。陜西最易發(fā)生冬旱,四個(gè)季節(jié)的干旱頻率分別為54.0%、55.8%、51.9%、61.2%,均以輕旱和中旱為主,隨著干旱等級(jí)的升高,干旱發(fā)生頻率減小;春旱、冬旱頻率呈“北低南高”的特征,夏旱頻率呈“西高東低、北高南低”的特征;秋旱頻率呈“北高南低”的特征。春季、秋季、冬季以全域性干旱為主,干旱站次比與干旱強(qiáng)度均呈增加趨勢(shì),其中春季增加趨勢(shì)明顯。夏季以區(qū)域性干旱為主,干旱站次比與干旱強(qiáng)度均呈減少趨勢(shì)。春季、夏季在21世紀(jì)00年代干旱頻率最高,影響范圍最大、程度最嚴(yán)重;秋季在90年代干旱頻率最高、影響范圍最大、程度最嚴(yán)重;冬季在80年代干旱頻率最高、影響范圍最大、90年代程度最嚴(yán)重。(4)SPEI指數(shù)能較好的反映陜西省旱災(zāi)面積的變化,在陜西省氣象干旱評(píng)估中具有良好的適用性。(5)降水量與陜西省氣象干旱的關(guān)系非常密切。近57a來,陜西、關(guān)中、陜南的干旱化趨勢(shì)受到年降水量減少與年平均氣溫升高的影響,陜北干旱化趨勢(shì)則受到年降水量減少、年潛在蒸散量增加以及年平均氣溫升高的影響;春季、秋季、冬季干旱化趨勢(shì)受到降水量減少、平均氣溫升高、潛在蒸散量增加的影響,夏季濕潤化趨勢(shì)則受到降水量增加、潛在蒸散量減少的影響。(6)厄爾尼諾增強(qiáng)、北太平洋東部海表溫度異常變冷、北極冷空氣向南侵襲及太陽黑子活動(dòng)都會(huì)使陜西產(chǎn)生不同程度的干旱;其中,太陽黑子活動(dòng)影響最為強(qiáng)烈,大尺度環(huán)流的ENSO事件的影響較為強(qiáng)烈,其次為北極濤動(dòng),最后為太平洋年際濤動(dòng)。(7)影響陜西省干旱的主要?jiǎng)恿κ翘柡谧踊顒?dòng)。一方面,太陽黑子活動(dòng)對(duì)降水、氣溫、潛在蒸散量具有重要影響,直接影響陜西干旱;另一方面,太陽黑子活動(dòng)通過對(duì)大氣環(huán)流異常因子產(chǎn)生影響,從而間接影響陜西干旱。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：P426.616
【圖文】：

第二章 研究區(qū)域概況與研究方法2.1 研究區(qū)域概況2.1.1 地形地貌陜西省介于北緯 31°42′～39°35′，東經(jīng) 105°29′～111°15′之間，其北部與內(nèi)蒙古相接，南部與四川、重慶、湖北相鄰，東部與山西、河南相鄰，西部與寧夏、甘肅相鄰，總面積共 20.56 萬 km2，其中山丘區(qū)面積 17.23 萬 km2，平原區(qū)面積 3.33 萬 km2，省轄市共 10 個(gè)。陜西省地勢(shì)總體上呈中部低、南北高的特征，且由西部向東部?jī)A斜。根據(jù)地勢(shì)特征，可將陜西省從北到南劃分為陜北高原、關(guān)中平原以及秦巴山區(qū)。根據(jù)地貌特征，可將陜西省劃分為六個(gè)地貌類型，由北到南依次為：風(fēng)沙過渡區(qū)、黃土高原區(qū)、關(guān)中平原、秦嶺山地、漢中盆地與秦巴山地；其中，面積最大的為黃土高原區(qū)，占陜西省總面積的 40%，面積最小的為漢中盆地，占陜西省總面積的 5%。陜西省行政分區(qū)圖與數(shù)字高程圖如圖 2-1 所示。

圖 2-2 陜西省氣象站點(diǎn)與泰森多邊形分布圖ibution of meteorological stations and theisen polygon in選取與計(jì)算化降水蒸散指數(shù)（SPEI）作為研究陜西省干量與潛在蒸散量計(jì)算得到的，結(jié)合了標(biāo)準(zhǔn)化降干旱指數(shù)（PDSI）對(duì)溫度的敏感性，目前已成標(biāo)（張煦庭等 2017）。計(jì)算該指標(biāo)時(shí)假定某一服從Log-logistics 分布，對(duì)差值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)指數(shù)的具體計(jì)算過程如下：彭曼公式計(jì)算逐月的 PET。逐月降水量iP 與潛在蒸散量iPET 的差值iD ，iD P PETi i= 逐月的iD 序列，認(rèn)為其服從三參數(shù)的 Log-log

1984 年、2002~2016 年為降水量增加期。秋季期，1960~2000年間降水量雖有波動(dòng)但整體呈減。冬降水量在變化過程中，存在 3 個(gè)明顯的周1~2007 年降水量呈增加趨勢(shì)，1981~1987 年呈減少趨勢(shì)。知，近 57a 來，陜西省除夏季降水量具有不明量均具有不顯著的減少趨勢(shì)。征016 年多年平均降水量空間分布如圖 3-4 所示。量呈由北到南逐漸增加的趨勢(shì)。在定邊、吳起~440mm 之間，在鎮(zhèn)巴、鎮(zhèn)坪多年平均降間。陜北各區(qū)域的多年平均降水量在 331mm~降水量在 400~850mm 之間，陜南各區(qū)域的間。通過上述分析可知，陜西省多年平均降水量

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