在區域和全球尺度上,干旱被認為是影響當前陸地生態系統的最主要脅迫因子,也是影響人類社會最為嚴重的災害之一。干旱指數作為定量評估干旱的重要指標和手段,其對干旱特征的準確描述是干旱研究的重要前提。然而,由于所采用的時間尺度及側重的氣候因素(溫度、降水等)不同,不同干旱指數對于干旱的時空分布特征(如干旱頻率、強度等)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復雜的大尺度區域,這一現象則更為顯著。因此,如何根據具體的區域、氣候和時間尺度來選取最有效的干旱指數成為干旱評估需要解決的關鍵問題。
沈陽生態所景觀過程組研究團隊基于1970-2010年中國區域695個氣象站的氣象數據,通過計算6種不同的干旱指數評估中國不同區域的干旱頻率變化趨勢,分析干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)及其交互作用對干旱評估結果的影響和相對貢獻。結果表明:1)時間尺度對于干旱評估結果的影響小于氣候因素,兩者的交互作用不可忽視;2)在更加干旱或濕潤的區域,氣候因素和時間尺度對干旱評估結果的影響更明顯;3)在內蒙古草原區和東北區域,干旱評估結果受到時間尺度的影響更大,這兩個區域在使用干旱指數時需要更注重時間尺度的選擇。本研究的結果能夠為挑選合適的干旱指數進行干旱評估提供參考,同時為干旱預警預防和防災減災提供科學依據。
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個氣象站點分布及中國氣候分區
圖2 氣候因素及時間尺度對干旱評估結果影響的相對重要性
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