基于CMIP6的珠江流域未来干旱时空变化

摘要

干旱是一种严重且长期持续性的自然灾害,对人们的生产和生活具有显著影响。目前的大部分干旱研究将干旱的时间和空间特征进行单独分析,往往忽略了干旱的时空耦合关系。同时,南方湿润区的干旱灾害近年呈现上升趋势,探究气候变化背景下的干旱演变规律成为亟需解决的问题。因此,该研究首先利用CMIP6计算了珠江流域2015—2100年的标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI),应用游程理论提取干旱特征,并利用旋转经验正交函数(Rotational Empirical Orthogonal Functions,REOF)对珠江流域干湿区进行划分,再分别利用Sen's斜率、Hurst指数方法和完备总体经验模态分解(Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise,CEEMDAN)方法对气象干旱指数和干旱特征进行时空耦合特征分析。结果表明:1)根据SPI未来变化趋势,珠江流域未来将呈现更为湿润的状态,不同干湿分区的变化具有一致性且沿海分区的湿润状态更为明显。2)分析不同气候模式下CEEMDAN结果,辐射强迫的增加导致未来珠江流域干旱更为严重,未来珠江流域车旱历时处千0.5~1.8个月,干旱频率处于5.6%~13.9%之间。3)结合干旱特征的CEEMDAN分析结果,珠江流域干旱历时和干旱频率以1.04~1.31 a为主要周期,沿海分区的短周期特征更显著。该研究通过对干旱指数和干旱特征的时空耦合分析,探寻干旱的未来发展规律,为干旱研究提供了一个新的时空耦合分析视角,对干旱监测、预测预报和管理具有重要的现实意义。