近36年来湖南省干旱的时空分布特征

论文摘要

洪涝灾害、干旱缺水、水环境恶化是二十一世纪我国面临的三大水问题。其中由于干旱缺水而导致的水荒已逐渐成为制约社会与经济可持续发展的重要因素。评价区域干旱程度、干旱的时空分布状况,制定区域抗旱对策,应对干旱缺水问题是十分必要的。本文采用湖南省80个地面气象站点1970-2005年的月降水、蒸发资料,河道来水量资料和农作物受旱面积资料,运用模糊综合评价、一元线性回归、小波分析、突变分析、经验正交和旋转经验正交函数、聚类分析等方法分析了近36年来湖南省干旱的时空分布特征。此外,本文还综述了湖南省区域干湿变化对全球气候变化的响应及抗旱措施。主要研究结果包括:（1）论述了区域干旱的成因,选用降水量、蒸发降水比、河道来水量和农业受旱面积组成区域干旱评级指标体系,建立模糊综合评价模型,确定旱涝的等级。（2）湖南省综合指标呈微弱增加趋势,其中1970年代和1990年代处于湿润时期,1980年代处于干旱时期,进入21世纪后有变干的趋势。1990年代初有一个由干向湿的转变过程。Morlet小波分析表明综合指标存在3a、6a和16a三个时间特征尺度。2005年之后小波系数仍将是负值,表明未来若干年湖南将仍处于干旱期,之后可能进入一个湿润期。（3）在多年平均的情况下,对湖南省80站年蒸发降水比资料进行分析发现存在4个高值（干旱）区和3个低值（湿润）区,除湘南湘西和湘东部分地区外其它地区有变湿趋势。根据EOF和REOF分析,湖南省干湿空间分布既有全区一致性,也存在着南部和北部及湘中与周围地区相反变化的差异,大致可以分为湘南湘西南、湘北、湘中和湘东北4个异常区。（4）湘南湘西南区和湘北区有变干趋势,1970年代中期以前和1990年代以后处于湿润时期;1980年代处于干旱时期。湘中区1970年代处于干旱时期,1980年代中期到1990年代初处于水平年,之后处于湿润时期。湘东北区1970年代中期以前和1990年代以后处于湿润期;1980年代处于干旱期;进入21世纪后有变干的趋势。四异常型区域于1980年代末1990年代初有一个由干向湿的转变过程。湘北区和湘中区存在2-3年、5年和11-12年周期干湿变化;湘南湘西南区和湘东北区存在2-3年、7年和16年干湿变化。（5）在过去36年间,将湖南省干湿季节变化分为6个型。与湖南省旱涝的年际变化比较,Ⅰ1型即夏秋连旱型,发生了19年,其中有1年为特大干旱年,严重干旱2年,中度干旱1年,轻度干旱3年,5年为正常年,轻度湿润3年,2年为较湿润年,2年为湿润年。不难发现在正常年、轻度湿润年和轻度干旱年发生Ⅰ1型次数较多。Ⅰ2型和Ⅰ3型发生特大干旱年,Ⅰ4型发生湿润年。Ⅱ型发生中度干旱年和较湿润年,Ⅲ型夏旱冬旱型发生中度干旱年,Ⅳ型湿润型发生湿润年和正常年,Ⅴ型冬旱型为中度湿润年,Ⅵ型夏秋连旱型发生中度干旱年。（6）在多年平均的情况下,除了湘西北外,湖南省其它地区7-10月蒸发降水比较大,其中湘中地区和北部洞庭湖平原位于高值（干旱）的中心区域。在未来趋势变化上,湘中地区可能变得更加干旱,湘北洞庭湖区和湘中部分地区有向湿润转变的趋势;湘东和湘南有将向干旱转变。根据EOF和REOF分析,湖南省干湿空间分布既有全区一致性,也存在着南部和北部、西南和东北及湘中与周围地区相反变化的差异,空间分布大致可以分为湘南、湘西北、湘西南和湘中4个异常区。（7）湖南省区域干湿变化有3a、6a的振荡周期,与长江中游旱涝变化趋势一致;但16a的周期变化与我国旱涝变化22～23a的振荡周期不吻合。湖南省干湿转变发生在1990年代左右,与有些研究指出长江流域干湿转变发生在1980年代末一致。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状及存在问题
• 1.3 研究内容
• 1.4 研究方法
• 2 研究区域的基本概况
• 2.1 地理概况
• 2.2 气候特点
• 2.3 湖南省干旱的特征及成因
• 3 湖南省干旱的时间变化特征
• 3.1 干旱评价指标选择
• 3.2 基本资料的选用与处理
• 3.3 干旱评价标准的确定
• 3.4 湖南省历年干旱指标隶属度的确定
• 3.5 湖南省1970年～2005年干旱等级分析
• 4 湖南省干旱的空间分布特征及变化趋势
• 4.1 蒸发降水比与区域综合指标的相关分析
• 4.2 年平均干湿的空间分布特征及变化趋势
• 4.3 7-10干湿的空间分布特征及趋势分析
• 5 湖南省干湿变化对全球变化的响应及抗旱防御措施
• 5.1 区域干湿状况对全球变化的响应
• 5.2 抗旱防御措施
• 6 结论
• 参考文献
• 硕士研究生期间发表论文
• 致谢