西南地区土壤湿度与气候之间的互馈效应

摘要

土壤湿度控制着陆气之间的水热交换,与气候具有互馈效应.为了揭示中国西南地区土壤湿度与气候之间的关系,基于39年GLDAS数据,采用线性倾向估计、偏相关等方法探究了该区域土壤湿度与降水、气温的时空规律及相关性,分析了土壤湿度记忆性(Soil Moisture Memory,SMM)的空间分布及季节特征.主要结论如下:(1)1979-2017年,西南地区仅表层(0-10cm)年平均土壤湿度呈显著减少趋势(P＜ 0.001),气候倾向率为0.7 kg/m2/10 a,年降水量呈不显著增加趋势,而年平均气温呈显著的增加趋势(P＜ 0.001).(2)多年平均状态下,表层与更深层(10-40、40-100、100-200 cm)的土壤湿度呈相反的空间格局,中层(10-40、40-100 cm)土壤湿度最高.(3)基于像元的偏相关系数表明研究区土壤湿度总体上与降水关系更密切,二者呈正相关,但在0-10 cm,部分地区相关性不显著.(4)西南地区SMM总体上以60-90 d为主,且SMM均值以夏季最长,其次为冬季和春季,秋季最短;同时,对比各深度的SMM,发现0-10 cm的土壤湿度对整个西南地区长期的气候预测具有更好的代表性.研究结果可为研究西南地区陆－气相互作用以及气候预测与模式评估等提供参考依据.