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岷江上游处于青藏高原向四川盆地过渡区域,加上活跃地震带的影响,使岷江上游成为典型的生态环境脆弱区和泥石流灾害多发区,岷江上游气候垂直分带明显且完整。因此本文选取该区域气候垂直带和泥石流作为分析对象,综合使用 MATLAB、ArcGIS和SPSS等分析软件,分析比较不同气候带的气候特征及年际变化趋势;采用熵权法评价岷江上游泥石流沟活动性;探讨气候变化与泥石流活动关系并使用CCA模型定量分析两者间耦合关系,分析岷江上游未来30年的泥石流活动性变化趋势。阐明岷江上游气候垂直分异及其变化特征,揭示了气候垂直分异与泥石流分布耦合关系。主要研究内容和成果如下:
(1)岷江上游气候垂直分异特征
岷江上游区域内多年平均气温和蒸发量随高程增加而减小,多年平均相对湿度随高程增加呈现先降低后增加的特征,多年平均降水量随高程增加呈现先增加后降低的特征,多年平均日照时数随海拔增加而增加。
岷江上游各气候垂直带年平均气温、年降水量和年蒸发量呈现出上升趋势,全流域的升温率约是 0.009℃/a ,年降水量变化率约是 3.12mm/a ,年蒸发量变化率约是6.52mm/a;各气候垂直带年平均相对湿度和年日照时数呈现出下降趋势,全流域的相对湿度变化率约是-0.21%,年日照时数变化率约是-9.82h/a。
(2)岷江上游泥石流分布及活动特征
区内泥石流主要是岷江干流为主的河流在两侧呈条带状分布。岷江上游泥石流沟主要分布于温带、寒温带上,其数目占泥石流总数的68.44%,泥石流活动类型主要以1类及2类为主。
(3)岷江上游泥石流活动与气候垂直分异的耦合特征
首先定性分析了各气候因子上泥石流的分布情况。然后利用CCA分析法,分析气候的影响因子与泥石流活动之间相关性大小,代表气候垂直分异的X组和代表泥石流活动性的Y组相关度的极大值为0.724,说明两者之间相关性较大。从定性与定量两个角度,都可以得出气候垂直分异与泥石流活动之间存在着一定的响应关系。
(4)岷江上游泥石流活动对气候变化的响应特征
岷江上游地区在 2017-2030 年和 2017-2050 两个时间跨度七个气候带的泥石流活动性指数均在上升,最大增加百分比出现在暖温带,最小增加百分比出现在寒带,在未来30年内岷江上游泥石流活动将成加剧趋势,泥石流活动将会更加频繁。
(1)岷江上游气候垂直分异特征
岷江上游区域内多年平均气温和蒸发量随高程增加而减小,多年平均相对湿度随高程增加呈现先降低后增加的特征,多年平均降水量随高程增加呈现先增加后降低的特征,多年平均日照时数随海拔增加而增加。
岷江上游各气候垂直带年平均气温、年降水量和年蒸发量呈现出上升趋势,全流域的升温率约是 0.009℃/a ,年降水量变化率约是 3.12mm/a ,年蒸发量变化率约是6.52mm/a;各气候垂直带年平均相对湿度和年日照时数呈现出下降趋势,全流域的相对湿度变化率约是-0.21%,年日照时数变化率约是-9.82h/a。
(2)岷江上游泥石流分布及活动特征
区内泥石流主要是岷江干流为主的河流在两侧呈条带状分布。岷江上游泥石流沟主要分布于温带、寒温带上,其数目占泥石流总数的68.44%,泥石流活动类型主要以1类及2类为主。
(3)岷江上游泥石流活动与气候垂直分异的耦合特征
首先定性分析了各气候因子上泥石流的分布情况。然后利用CCA分析法,分析气候的影响因子与泥石流活动之间相关性大小,代表气候垂直分异的X组和代表泥石流活动性的Y组相关度的极大值为0.724,说明两者之间相关性较大。从定性与定量两个角度,都可以得出气候垂直分异与泥石流活动之间存在着一定的响应关系。
(4)岷江上游泥石流活动对气候变化的响应特征
岷江上游地区在 2017-2030 年和 2017-2050 两个时间跨度七个气候带的泥石流活动性指数均在上升,最大增加百分比出现在暖温带,最小增加百分比出现在寒带,在未来30年内岷江上游泥石流活动将成加剧趋势,泥石流活动将会更加频繁。