淮河流域蒸散发时空变化与归因分析

Spatiotemporal changes and attribution analysis of evapotranspiration in the Huai River Basin

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摘要蒸散发(Evapotranspiration,ET)是联结土壤-植被-大气过程的纽带,对理解地表水热平衡至关重要.因此,量化分析ET时空变化特征、揭示其主要控制因子对区域用水管理和农业生产十分重要.利用遥感数据和气象数据,基于BEPS模型估算了1981-2019年的淮河流域ET,分析了该区域ET时空分布特征,并通过敏感度系数和贡献率方法对该区域的ET多年变化特征进行了归因分析,最后借助数值实验方法深入探究影响特湿润年(2003年)ET较低的主要原因.结果表明:(1)1981-2019年淮河流域多年平均ET为549.83 mm,其中夏季ET占全年ET的比值达到47.63％;1981年以来区域ET整体呈极显著上升趋势(4.41 mm/a,P＜0.01);季节上,除冬季外,其他三个季节的ET增幅均呈显著性增加(P＜0.05),四季增幅速率大小依次为:夏季＞春季＞秋季＞冬季;空间上,中东部和南部ET较高,重心模型显示ET高值区域呈显著的由北向南的移动趋势;(2)归因分析结果表明,淮河流域ET对气温变化最敏感,其次为相对湿度、太阳总辐射、叶面积指数(LAI)和降水,但ET对LAI的正敏感性逐渐增强导致LAI的显著升高对流域ET年际变化贡献最大(44.5％),其次是气温的升高(25.93％);同时,LAI是春、夏、秋三季ET变化的主导因素,气温是冬季ET变化的主导因素;(3)数值实验显示高相对湿度是引起特湿润年(2003年)ET明显偏低的最主要因素,这与导致长时间序列ET变化的原因不同.因此,建议今后加强极端气候条件下ET变化的归因分析,为更有效地应对全球气候变化提供决策服务.研究结果能够为认识淮河流域环境变化对水循环影响及合理分配区域水资源提供科学参考.

作者 翁升恒 ^[1] 张方敏 ^[2] 卢燕宇 ^[3] 段春锋 ^[4] 倪婷 ^[5] 学术成果认领

作者单位南京信息工程大学应用气象学院江苏省农业气象重点实验室,南京 210044;寿县国家气候观象台中国气象局淮河流域典型农田生态气象野外科学试验基地,淮南 232000 ^[1] 南京信息工程大学应用气象学院江苏省农业气象重点实验室,南京 210044 ^[2] 安徽省气象局气象科学研究所大气科学与卫星遥感安徽省重点实验室,合肥 230031 ^[3] 安徽省气象局气象科学研究所大气科学与卫星遥感安徽省重点实验室,合肥 230031;安徽省气候中心,合肥 230031 ^[4] 寿县国家气候观象台中国气象局淮河流域典型农田生态气象野外科学试验基地,淮南 232000 ^[5]

关键词淮河流域蒸散发时空变化归因分析贡献率数值模拟

栏目名称 研究论文

DOI 10.5846/stxb202104181005

发布时间 2022-09-28

基金项目

科技部重大研发计划 淮河流域气象开放研究基金