雅鲁藏布江流域干旱时空演变特征及暴露度评价

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气候变化背景下,流域水旱问题凸显,理解和掌握洪旱事件的发生发展状态对社会经济安全及危害防治具有重要意义。雅鲁藏布江地处世界水塔、生态脆弱的青藏高原,其干旱演变不但对当地社会经济具有重要影响,还牵涉到青藏高原水资源利用与跨境水安全,是一个亟需研究的问题。本文利用雅鲁藏布江流域32个气象站点1955~2017年的逐日气象资料,计算各站点的SPI指数,分析流域干旱的时空演变特征;利用Copula函数确定干旱历时和干旱烈度两特征变量的分布函数,探讨流域干旱频率和干旱重现期的分布特征;最后将不同时段干旱频次与空间人口、GDP关联计算典型年代干旱影响,揭示流域干旱暴露度。在认识和掌握雅鲁藏布江流域旱灾发生和发展规律基础上,提出了防旱减灾建议。研究表明:(1)流域在过去63年中,80年代干旱较为频繁,90年代有所下降,21世纪10年代后极旱、重旱、中旱以及轻旱有增加趋势。流域干旱主要发生在中部和东部,在山南市、林芝市、那曲地区、拉萨市以及日喀则市的亚东县均有分布。SPI干旱指数变化表明,1983年是63年干旱最严重的一年,90年代到21世纪初干旱较少,21世纪10年代前后干旱有所增加,其中2009年干旱较为严重。雅鲁藏布江流域及各市干旱主要发生在夏季,冬季旱情少。各市干旱年份的个数表现为:林芝市>拉萨市>山南市、那曲地区、昌都市>日喀则市>阿里地区。雅鲁藏布江流域的干旱各等级年均发生频次整体上呈现出中部和东部高,西部的特征。轻度和中度干旱分布较广,重度以上干旱的分布相对集中。中度干旱主要发生在雅鲁藏布江流域中部或东部,拉萨的极端干旱更为突出,日喀则市亚东县轻度和中度干旱相对较为频繁。(2)整个流域干旱频率呈现出中部高,西部与东部低的分布特征。流域干旱重现期呈现出西部和东部长,中部短的特征,说明流域中部更容易遭受长时间和高强度的干旱。干旱次数林芝站最多,而八宿站最少。Clayton Copula函数能更好地描述干旱事件这种具有下尾相关特性的关系。随着干旱历时和干旱烈度值的不断增大,联合累计概率值也不断增大,但变率逐渐变小。那曲站在地级市人口最多县的气象站里干旱频率最大,重现期最短。那曲站2002年4月的这场干旱,历时为1个月,烈度为0.32mm,干旱的重现期为1.11年,干旱频率达到82.05%。流域历年平均干旱频率最高发生在那曲地区的嘉黎站,最低在昌都市的八宿站。昌都市的八宿站干旱重现期约4.51年,干旱发生的可能性较大;干旱重现期最高的是林芝市的波密站,约14.11年。(3)近30年来,西藏自治区7个地级市人口数量和国内生产总值总体上都表现出发展与增强趋势。通过暴露度模型计算,得出雅鲁藏布江流域不同时间尺度干旱暴露度。流域的干旱暴露极大值表现为2015年>2010年>1995年>2000年>2005年,流域的空间差异较大。雅鲁藏布江流域气象干旱暴露度总体是增加的,干旱暴露水平的空间差异表现为流域中部高于其它区域,尤其是流域干流沿线社会经济条件较好的区域影响较大,高暴露区分布在拉萨市北部、日喀则市东南部、林芝市北部、山南市北部、昌都市西部。干旱暴露范围以及强度总体上呈集中与增加趋势,灾害风险向流域中部社会经济条件好的区域转移。受全球气候变化的影响,雅鲁藏布江流域降水时空分布不均,流域干旱和灾情发生面积广,中旱和重旱占干旱比例有所增加。同时,干旱高发区与社会经济区相互重合,加剧灾害程度。应对流域突发干旱事件,可以从以下方面入手:加强流域水资源时空优化调配,发挥经济杠杆作用,倡导节水与高效用水措施,提升干早灾害科学管理水平。通过游程理论、Copula模型与暴露度指数,分析雅鲁藏布江流域干旱演变特征和暴露度,提出抗旱减灾的建议,可为流域水旱灾害防治及风险规避提供支撑。
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