基于CMIP5模式数据渭河流域近200年来径流变化

基于CMIP5模式输出的1850—2005年渭河流域17个站点的径流模数数据,采用线性回归、变差系数、小波分析及Mann-Kendall检验方法,分析了渭河流域径流时空变化特征,探讨了径流变化的原因。结果表明:渭河流域径流的空间分布为西南高东北低,最大值位于渭源、武山区域,最小值位于下游支流的洛河区域。年径流表现出波动变化,1850—1896年、1929—1939年、1968—1984年径流呈上升趋势,1896—1929年、1939—1968年、1984—2005年呈下降趋势,年平均径流趋势率为- 0.004 L · (km^(2) · s)^(-1) · (10a)^(-1)。春、夏、秋、冬径流趋势率分别为- 0.002 L · (km^(2)·s)^(-1) · (10a)^(-1)、0.022 L · (km^(2) · s)^(-1) · (10a)^(-1)、-0.033 L · (km^(2) · s)^(-1) · (10a)^(-1)、- 0.004 L · (km^(2) · s)^(-1) · (10a)^(-1)。渭河流域支流径流变率较大,干流变率较小,支流径流变率依次为北洛河>石川河>泾河>漆水河>千河>葫芦河>散渡河。年平均径流在1871年、1908年、1984年、1990年发生突变,而且具有4—6 a、8—10 a、15—20 a、25—35 a、85—95 a、110—120 a的显著周期。相关分析表明:气温、蒸发量与径流为负相关,降水与径流为正相关,土地利用及人类活动对径流也有一定影响。这些研究为认识过去长时期径流变化规律,以及渭河流域水生态环境管理提供了依据,对比较不同资料径流研究也提供了参考。

渭河流域1850-2005年降水及蒸发量变化时空特征

为了探究渭河流域过去气候变化规律及其影响因素,基于CMIP5模式输出产品,采用双曲线插值方法获取渭河流域56个站点1850—2005年降水、蒸发及气温数据。采用最小二乘法、M-K突变检验、小波分析及ArcGIS空间插值方法分析了渭河流域气候要素的多尺度时空特征。结果表明:渭河流域近156 a来年均气温、降水为上升趋势,趋势率分别为0.028℃/10 a,0.09 mm/10 a,年蒸发量为减少趋势,趋势速率为-5.1mm/10 a,温度和降水季节变化与年变化基本趋于一致,蒸发量的减少主要发生在夏秋两季。渭河流域中游、下游与南部降水相对变率变化趋势基本一致,而上游与泾河及洛河支流降水相对变率趋势一致,相对变率在-2.8%~14.98%。整个流域温度、蒸发量相对变率为-2.3%~-3.47%及-2.35%~6.54%。各气候要素均存在5~20 a的短周期变化以及110 a长周期变化,气温及蒸发分别在1986年及1963年发生突变现象,降水无突变点出现。总体而言,渭河流域近156 a气候呈现暖湿化趋向,降水及蒸发存在明显的空间分异以及周期性规律。