中国南北过渡带水面蒸发的时空变化及趋势预测

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中国南北过渡带是全球气候变化响应的敏感区,同时也是南水北调中线的主要水源地和西部大开发的重点区域。但在目前的研究中,对整个南北过渡带蒸发的研究甚少。因此,本文以中国南北过渡带为研究区,利用气候倾向率、Mann-Kendall(M-K)趋势检验法、累积距平法、滑动检验法、灰色关联分析法和R/S分析法对中国气象数据网南北过渡带43个气象站1980-2017年的数据进行分析,得到中国南北过渡带水面蒸发量1980-2017年的时空变化特征及对未来趋势进行简单地预测,为深入了解南北过渡带水文变化规律及其对气候变化的响应,进一步认识我国自然地理的分异规律提供依据。研究表明:(1)从时间变化看,南北过渡带多年平均水面蒸发量为806.2 mm,气候倾向率为19.3 mm/10a,研究年内呈显著趋势。水面蒸发量夏季上升较显著,春季、冬季、秋季上升不显著;春季水面蒸发量突变发生在2004年,夏季水面蒸发量突变发生在1990年前后,秋季突变发生在1985年;年平均水面蒸发量在1994年左右发生了突变,1994年以前,水面蒸发量呈减小趋势,从1994年开始,水面蒸发量呈上升趋势;年代水面蒸发量也逐步增加。从空间变化看,水面蒸发量气候倾向率在研究区内的中部和东北部较低,其他地区较高,北部地区部分站点水面蒸发量在下降,其他地区水面蒸发量都在增加;武都地区高水面蒸发量范围随着年代在逐渐扩大。(2)1980-2017年南北过渡带多年平均气温为12.86℃。四个季节平均气温均呈显著性增加;1996年之前年平均气温呈下降趋势,1996年之后呈上升趋势;在整个研究期内,呈显著上升趋势。1980-2017年南北过渡带多年平均相对湿度为70.67%。春、夏两季呈显著的下降趋势,秋季变化趋势不明显,冬季相对湿度呈微弱波动下降;1994年之前相对湿度呈上升趋势,1994年之后呈下降趋势;在整个研究期内,相对湿度呈显著的下降趋势。1980-2017年南北过渡带多年平均日照时数为1774.33 h。春、夏两季微弱上升,秋、冬两季微弱下降;1993年以前表现下降的特征,1993-2002年日照时数表现上升的特征,2002年之后显示出下降的特点;研究时期内呈微弱的波动下降趋势。1980-2017年南北过渡带的多年平均风速为1.72 m/s;在整个研究期内,春季微弱下降,夏季呈较明显的上升趋势,秋、冬两季呈微弱的上升趋势;平均风速微弱地波动上升。(3)南北过渡带年平均水面蒸发量上升的主要原因是平均气温的升高。春季平均水面蒸发量上升趋势不明显的主要原因是日照时数微弱的上升趋势。造成夏季平均水面蒸发量较显著的上升趋势的主要原因是显著上升的平均气温。造成秋季平均水面蒸发量微弱上升趋势的主要原因是呈微弱下降趋势的日照时数和呈显著上升趋势的平均气温。造成冬季平均水面蒸发量微弱上升的主要原因为:日照时数的微弱下降、平均风速的微弱上升以及平均气温的显著上升。从未来趋势来看,南北过渡带平均水面蒸发量将继续上升,春季平均水面蒸发量将继续呈微弱的上升趋势,夏季平均水面蒸发量将继续呈现出较显著上升的特点,秋季与冬季平均水面蒸发量也将继续缓慢波动上升。
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