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关于朝阳地区旱涝急转特征的研究

2020-10-21 664 上传者：管理员

摘要：结合长(LDFAL)、短(SDFAL)两种旱涝急转指数,对朝阳地区旱涝急转特征进行分析。分析结果表明:朝阳地区发生长周期旱涝急转概率较低,而发生7～8月短周期由“旱转涝”的概率较大。朝阳地区从1956—2017年长周期旱涝急转指数呈现下降趋势,但趋势性较弱,而短周期旱涝急转指数呈现明显递增变化,且通过置信度为95%的显著性检验。

关键词：
变化特征
天气学
旱转涝
朝阳地区
短周期旱涝急转指数
长周期旱涝急转指数
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旱涝急转特征变化的定量评估可为区域防洪抗旱规划提供重要的参考依据[1]。近些年来,受到全球气候变化的影响,区域旱涝急转变化特征十分明显,旱涝急转特征的研究也逐步得到国内许多学者的关注[2,3,4],但是大都采用定性描述进行分析,缺乏定量研究的手段和方法[5]。从2013年开始,一种基于周期变化的旱涝急转指数逐步在国内许多地区的旱涝急转变化特征定量分析中得到应用[6,7,8],但是在辽宁地区还未得到应用,尤其是在朝阳地区。朝阳地区位于辽宁省的西部,夏季旱涝急转特征十分明显,长期以来缺乏对区域旱涝急转特征进行定量分析的方法。为此本文结合长(LDFAL)、短(SDFAL)2种旱涝急转指数对朝阳地区的旱涝急转特征进行定量分析,研究成果对于朝阳地区的防洪抗旱规划具有重要的参考价值。本文主要以朝阳地区主汛期为研究周期,分别选用长、短2种周期旱涝急转指数来分析朝阳地区旱涝急转的演变特征。长周期的跨度为2个月,而短周期的跨度为1个月。长周期指数表征:6～7月份为旱,而8～9月份为涝,则表征为“旱转涝”;若相反则表征为“涝转旱”。短周期指数表征:年内相邻月份之间一个月份表现为“旱”,而另一个月份表现为“涝”,则表征为“旱转涝”,若相反则表征为“涝转旱”。采用变化特征显著性分析方法对朝阳地区2种指数下的旱涝急转变化趋势进行分析。

1、区域气候概况

朝阳地区属于北温带大陆性季风气候区,尽管东南部受海洋暖湿气流影响,但由于北部蒙古高原的干旱冷空气经常侵入,形成了半干燥半湿润易干旱地区,四季分明,雨热同季,日照充足,日温差较大,降水偏少。全年平均气温5.4～8.7℃;年均日照时数2850～2950h;年降水量450～580mm;无霜期120～155d。春秋两季多风易旱,风力一般2～3级,冬季盛行西北风,风力较强。由于河道比降大,造成洪水集中,形成暴涨暴落的洪峰,流域历史大洪水多发生在7、8月份。降水主要集中在6～9月,约占年降水量的76%～79%,7～8月降水占全年的56%～59%。流域的蒸发与降水量相反,自西向东递减。

2、长周期典型年份旱涝急转变化特征

对朝阳地区1956—2017年高、低2种长周期旱涝指数(AL)进行分析,将时间分别划分成6～7月、8～9月2个阶段,分析结果见表1和表2。

从表1中可看出,朝阳地区在8～9月份发生旱涝急转时标准化降水量偏大,而7～8月份发生旱涝急转时标准化降水量较小。从6月份开始,当高AL偏大时,7～9月份的标准化降水量逐步递增。因此在高LDFAL指数下,朝阳地区各典型年份发生“旱转涝”概率偏大。从表2中可看出,在低AL偏高的情况下,朝阳地区6～7月份标准化降水量明显高于8～9月份的标准化降水量。因此可看出在这些典型年份中朝阳地区从6月份开始发生明显的“涝转旱”的概率偏大。

表11956—2017年典型年高AL及标准化降水量

表21956—2017年典型年低AL及标准化降水量

3、短周期典型年份旱涝急转变化特征

结合短周期旱涝指数AS对朝阳地区短周期下的旱涝急转特征进行分析,典型年份不同类型旱涝急转特征下的标准化降水量结果见表3～6。

表31956—2017年涝转旱典型年AS及其标准化降水量

表41956—2017年旱转涝典型年这AS及其标准化降水量

从表3中可看出,朝阳地区短周期旱涝急转指数呈现“涝转旱”的负值变化较为明显。从典型年对应的各阶段标准降水量可以看出,6～7月的标准化降水量高于8～9月标准化降水量值,出现“涝转旱”的概率较大。表4呈现了明显的“旱转涝”下典型年的标准化降水量对比分析结果。由结果可看出,短周期旱涝急转指数可较为明显表征朝阳地区“旱转涝”的变化特征,6～7月的标准化降水量明显低于8～9月的标准化降水量。从表5和表6可分析出,朝阳地区7月出现旱涝急转的指数要高于8月和9月,是朝阳地区出现“涝转旱”和“旱转涝”高概率时期。通过分析,在近60a中,朝阳地区发生旱涝急转的频率为45%,在7～8月发生旱涝急转的频率较高,平均周期为8a/次,而8～9月旱涝急转平均周期为15a/次。

表51956—2017年8、9月旱转涝典型年AS及其标准化降水量

表61956—2017年8、9月涝转旱典型年AS及其标准化降水量

4、旱涝急转强度变化趋势分析

对朝阳地区旱涝急转的强度变化趋势进行分析,分析结果见表7。

表7朝阳地区旱涝急转变化特征统计结果

从表7中可看出,长周期旱涝急转指数下,朝阳地区旱涝急转的强度总体呈现持续下降的变化趋势,且未来也将呈现明显的下降趋势。而在短周期旱涝指数下,朝阳地区6～7月的旱涝急转强度总体呈现下降趋势,且趋势呈现持续性,6～7月发生旱涝急转的概率较低。而进入7～8月旱涝急转的强度呈现明显的上升变化,且未来也将呈现上升的变化趋势,属于朝阳地区旱涝急转的高发期。而进入8～9月后,朝阳地区旱涝急转的强度有所减弱,且呈现持续下降的变化趋势。通过分析,在未来朝阳地区8～9月发生旱涝急转趋势也将下降,因此防洪抗旱的关键期应在7～8月。

5、结论

(1)在近60a中,朝阳地区发生旱涝急转的频率为45%,在7～8月发生旱涝急转的频率较高,平均周期为8a/次,而8～9月旱涝急转平均周期为15a/次。

(2)短周期旱涝急转指数对于指导朝阳地区的防洪抗旱规划具有重要的参考价值。而长周期旱涝急转指数趋势性用途较好,结合气象数值预报结果,通过短周期旱涝急转指数可以对区域本年度的旱涝急转特征进行预测。

参考文献：

[1]武立国.朝阳地区春季旱涝分析方法[J].水土保持应用技术,2010(4):8-10.

[2]郑鹏.RDI指数在辽西干旱时空分布特征评价中的应用[J].水土保持应用技术,2017(1):10-12.

[3]李云生,任全志.朝阳市干旱特征评价[J].水土保持应用技术,2011(4):30-31.

[4]刘洋.平原区洪涝灾害调查评价方法探讨及实例研究[J].水土保持应用技术,2019(2):1-4.

[5]田伟.海河流域气候变化引起的旱涝急转事件分析[D].邯郸:河北工程大学,2018.

[6]张玉琴.华南汛期旱涝急转及其大气环流特征研究[D].南京:南京信息工程大学,2018.

[7]陈灿.基于多成灾因子探讨农业旱涝急转事件定义[D].武汉:武汉大学,2018.

[8]孙小婷.我国西南地区夏季长周期旱涝急转研究[D].南京:南京信息工程大学,2018.