GRACE与GRACE Follow-On重力卫星数据揭示出的黄河流域2002-2020年干旱特征

研究黄河流域干旱时空变化特征,对认知黄河流域水资源演化规律具有重要意义。本文充分利用GRACE(gravity recovery and climate experiment)与GRACE-FO(GRACE Follow-On)重力卫星在大尺度范围下监测水文信息变化中的优势,基于2002年4月至2020年7月GRACE和GRACE-FO RL06 Mascon数据,计算了黄河流域陆地水储量异常(terrestrial water storage anomaly,TWSA)及对应的水储量亏损赤字(water storage deficit index,WSDI),据此分析了黄河流域上游、中下游干旱事件及其严重性、干旱持续时间、平均与最大水储量赤字等干旱特征,并与其他4种常用干旱指数,标准降水蒸散发指数(standardized precipitation evaporation index,SPEI)、自矫正帕尔默干旱指数(self correct-Palmer drought severity index,sc-PDSI)、标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)和标准化径流指数(standardized runoff index,SRI)识别结果进行了对比分析。研究结果表明:在WSDI识别出的黄河流域上游、中下游分别发生的5期干旱事件及其对应的干旱等级中,存在其他传统干旱指数未识别现象;在黄河流域以往干旱事件识别中,WSDI也展现出了较其他4种传统干旱指数显著的识别优势。相比传统干旱指标多仅依赖于稀疏地表水文监测信息,基于重力卫星监测数据的WSDI干旱指标可在大尺度范围下有效识别出流域干旱特征。