在區域和全球尺度上,乾旱被認為是影響當前陸地生態系統的最主要脅迫因數,也是影響人類社會最為嚴重的灾害之一。乾旱指數作為定量評估乾旱的重要名額和手段,其對乾旱特徵的準確描述是乾旱研究的重要前提。然而,由於所採用的時間尺度及側重的氣候因素(溫度、降水等)不同,不同乾旱指數對於乾旱的時空分佈特徵(如乾旱頻率、强度等)的評估結果存在很大的不確定性。在中國這樣氣象條件和地形複雜的大尺度區域,這一現象則更為顯著。囙此,如何根據具體的區域、氣候和時間尺度來選取最有效的乾旱指數成為乾旱評估需要解决的關鍵問題。
瀋陽生態所景觀過程組研究團隊基於1970-2010年中國區域695個氣象站的氣象數據,通過計算6種不同的乾旱指數評估中國不同區域的乾旱頻率變化趨勢,分析乾旱評估結果的不確定性,從而量化了氣候因素(日降水量、地表最高氣溫、地表最低氣溫、地表平均氣溫、風速、日照時數、相對濕度、大氣壓和海拔高度)和時間尺度(3、12和24個月)及其交互作用對乾旱評估結果的影響和相對貢獻。結果表明:1)時間尺度對於乾旱評估結果的影響小於氣候因素,兩者的交互作用不可忽視;2)在更加乾旱或濕潤的區域,氣候因素和時間尺度對乾旱評估結果的影響更明顯;3)在內蒙古草原區和東北區域,乾旱評估結果受到時間尺度的影響更大,這兩個區域在使用乾旱指數時需要更注重時間尺度的選擇。本研究的結果能够為挑選合適的乾旱指數進行乾旱評估提供參攷,同時為乾旱預警預防和防灾减灾提供科學依據。
上述結果以“Assessing the effects of climate variable and timescale selection on uncertainties in dryness/wetness trends in conterminous China”為題發表在International Journal of Climatology期刊上。景觀過程組助理研究員馬天嘯為論文的第一作者,梁宇研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金(31961133027和31971486)和生態環境部生物多樣性保護重大工程專項(8-2-3-4-12)的資助。
圖1 695個氣象網站分佈及中國氣候分區
圖2氣候因素及時間尺度對乾旱評估結果影響的相對重要性
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