资源科学 ›› 2019, Vol. 41 ›› Issue (11): 2144-2153.doi: 10.18402/resci.2019.11.16
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收稿日期:
2017-10-08
修回日期:
2019-08-09
出版日期:
2019-11-25
发布日期:
2019-12-03
通讯作者:
徐宗学
作者简介:
刘琳,女,河北唐山人,博士,讲师,主要研究方向为极端气候与旱涝演变。E-mail:liulin@ncst.edu.cn
基金资助:
LIU Lin1,2, XU Zongxue2,3(), YANG Xiaojing2,3
Received:
2017-10-08
Revised:
2019-08-09
Online:
2019-11-25
Published:
2019-12-03
Contact:
XU Zongxue
摘要:
在气候变化大背景下,西南地区旱涝频发,而ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)是气候变化的重要指示性因子。本文利用海表温度距平(SSTA)、南方涛动指数(SOI)、西南地区近57年的降水和气温数据,运用小波分析和数理统计方法,分析ENSO事件与降水、气温及旱涝指数的相关关系。结果表明:①ENSO事件存在9 a、24 a和3~4 a左右的准周期变化。②降水量、气温与ENSO事件强度存在比较明显的相关关系,且存在一定的滞后性;在EI Nino(厄尔尼诺)事件发生的年份,西南地区的降水、气温与SSTA在滞后2~4个月时呈显著负相关;在La Nina(拉尼娜)事件发生的年份,西南地区的降水、气温与SSTA在滞后2~4个月时呈显著正相关关系;气温同ENSO事件相关关系更为明显。③ENSO事件强度与旱涝等级存在一定的负相关关系,当EI Nino事件强度增大时对应西南地区的干旱事件增多;当La Nina事件强度增大时,西南地区洪涝事件增多;旱涝指数SPI和SOI也呈极显著的负相关关系,SOI对旱涝的影响存在1~4个月的滞后期,并且在滞后3个月时影响最大。因此,西南地区在强ENSO事件发生的当年或次年易发生旱涝灾害,需要提高对旱涝事件的警惕,加强防汛抗旱工作。本文结果可为西南地区防汛抗旱工作提供参考。
刘琳, 徐宗学, 杨晓静. 西南地区旱涝演变与ENSO事件的关系[J]. 资源科学, 2019, 41(11): 2144-2153.
LIU Lin, XU Zongxue, YANG Xiaojing. Relationship between drought/flood and ENSO events in Southwest China[J]. Resources Science, 2019, 41(11): 2144-2153.
表1
ENSO事件年的强度等级定量表"
起止年月 | 长度 | 等级 | 最强月份 | 最强季节 | 事件年 | |
---|---|---|---|---|---|---|
暖事件 | 1963.07—1964.01 | 7 | 1 | 1963.12 | 秋季 | 1963 |
1965.07—1966.03 | 9 | 2 | 1965.10 | 秋季 | 1965 | |
1972.06—1973.02 | 9 | 3 | 1972.12 | 秋季 | 1972 | |
1982.05—1983.06 | 14 | 3 | 1982.12 | 冬季 | 1982—1983 | |
1986.09—1988.01 | 17 | 2 | 1987.09 | 秋季 | 1986—1987 | |
1991.06—1992.06 | 13 | 2 | 1992.01 | 冬季 | 1991 | |
1994.08—1995.02 | 7 | 2 | 1994.12 | 冬季 | 1994 | |
1997.05—1998.05 | 13 | 3 | 1997.11 | 秋季 | 1997 | |
2002.06—2003.02 | 9 | 2 | 2002.11 | 秋季 | 2002 | |
2004.07—2005.01 | 7 | 1 | 2004.09 | 秋季 | 2004 | |
2006.08—2007.01 | 6 | 1 | 2006.12 | 冬季 | 2006 | |
2009.07—2010.04 | 10 | 2 | 2009.12 | 冬季 | 2009 | |
2014.11—2016.04 | 18 | 3 | 2015.11 | 秋季 | 2015—2016 | |
冷事件 | 1962.08—1963.02 | 7 | -1 | 1963.01 | 冬季 | 1962 |
1964.04—1965.02 | 11 | -1 | 1964.09 | 秋季 | 1964 | |
1967.09—1968.05 | 9 | -1 | 1968.02 | 冬季 | 1968 | |
1970.07—1972.02 | 20 | -2 | 1971.01 | 冬季 | 1970—1971 | |
1973.05—1976.05 | 37 | -3 | 1973.11 | 秋季 | 1974—1975 | |
1984.10—1985.09 | 12 | -1 | 1984.12 | 冬季 | 1984 | |
1988.05—1989.06 | 14 | -3 | 1988.11 | 秋季 | 1988 | |
1995.09—1996.03 | 7 | -1 | 1995.11 | 秋季 | 1995 | |
1998.07—2001.02 | 32 | -3 | 1999.01 | 冬季 | 1999—2000 | |
2007.08—2008.06 | 11 | -2 | 2008.01 | 冬季 | 2007 | |
2010.07—2011.04 | 10 | -2 | 2011.01 | 冬季 | 2010 | |
2011.08—2012.02 | 7 | -1 | 2011.11 | 秋季 | 2011 |
表2
1960—2016年西南地区ENSO发生年份降水量与SSTA的相关性"
ENSO事件类型 | EI Nino | LA Nina | |||
---|---|---|---|---|---|
滞后期 | Pearson相关性 | 显著性 | Pearson相关性 | 显著性 | |
同期 | 0.0144 | 0.8424 | 0.0369 | 0.6233 | |
滞后1个月 | -0.0835 | 0.2509 | 0.1298 | 0.0834 | |
滞后2个月 | -0.1575* | 0.0299 | 0.1867* | 0.0126 | |
滞后3个月 | -0.2014** | 0.0055 | 0.2344** | 0.0017 | |
滞后4个月 | -0.1965** | 0.0069 | 0.2439** | 0.0011 | |
滞后5个月 | -0.1295 | 0.0773 | 0.1833* | 0.0152 |
表3
1960—2016年西南地区ENSO发生年份气温与SSTA的相关性"
ENSO事件类型 | EI Nino | La Nina | |||
---|---|---|---|---|---|
滞后期 | Pearson相关性 | 显著性 | Pearson相关性 | 显著性 | |
同期 | -0.0098 | 0.8927 | 0.0120 | 0.8725 | |
滞后1个月 | -0.1418 | 0.0504 | 0.1750* | 0.0191 | |
滞后2个月 | -0.2368** | 0.0010 | 0.2906** | 0.0001 | |
滞后3个月 | -0.2625** | 0.0003 | 0.3154** | 0.0000 | |
滞后4个月 | -0.2278** | 0.0017 | 0.2625** | 0.0004 | |
滞后5个月 | -0.1332 | 0.0691 | 0.1471 | 0.0521 |
[1] | Peng Y, Long S F, Ma J W , et al. Temporal-spatial variability in correlations of drought and flood during recent 500 years in Inner Mongolia, China[J]. Science of the Total Environment, 2018,633:484-491. |
[2] | Villafuerte M, Matsumoto J . Significant influences of global mean temperature and ENSO on extreme rainfall in Southeast Asia[J]. Journal of Climate, 2015,28(5):1905-1919. |
[3] | Sein K K, Chidthaisong A, Oo A K L . Observed trends and changes in temperature and precipitation extreme indices over Myanmar[J]. Atmosphere, 2018, DOI: 10.3390/atmos9120477. |
[4] | 徐泽华, 韩美 . 山东省干旱时空分布特征及其与ENSO的相关性[J]. 中国生态农业学报, 2018,26(8):1236-1248. |
[ Xu Z H, Han M . Spatio-temporal distribution characteristics of drought in Shandong Province and it relationship with ENSO[J]. Chinese Journal of Eco-Agriculture, 2018,26(8):1236-1248.] | |
[5] | 梁驹, 梁骏, 雍阳阳 . 广西极端降水事件气候态及其对ENSO的潜在响应[J]. 气候变化研究进展, 2017,13(2):117-127. |
[ Liang J, Liang J, Yong Y Y . Climatology of the extreme precipitation events over Guangxi Province and its potential responses to ENSO[J]. Climate Change Research, 2017,13(2):117-127.] | |
[6] |
闪丽洁, 张利平, 张艳军 , 等. 长江中下游流域旱涝急转事件特征分析及其与ENSO的关系[J]. 地理学报, 2018,73(1):25-40.
doi: 10.11821/dlxb201801003 |
[ Shan L J, Zhang L P, Zhang Y J , et al. Characteristics of dry-wet abrupt alternation events in the middle and lower reaches of the Yangtze River Basin and their relationship with ENSO[J]. Acta Geographica Sinica, 2018,73(1):25-40.]
doi: 10.11821/dlxb201801003 |
|
[7] |
王月, 张强, 张生 , 等. 淮河流域降水过程时空特征及其对ENSO影响的响应研究[J]. 地理科学, 2016,36(1):128-134.
doi: 10.1329/j.cnki.sgs.2016.01.016 |
[ Wang Y, Zhang Q, Zhang S , et al. Spatial and temporal characteristics of precipitation in the Huaihe River Basin and its response to ENSO events[J]. Scientia Geographica Sinica, 2016,36(1):128-134.]
doi: 10.1329/j.cnki.sgs.2016.01.016 |
|
[8] | 孔祥伟, 于乐江, 刘新伟 . 西南地区冬季旱涝特征及其与北极涛动关系[J]. 干旱区地理, 2012,35(6):875-882. |
[ Kong X W, Yu L J, Liu X W . Spatial and temporal characteristics of winter drought/flood in southwest China and correlation with Arctic Oscillation[J]. Arid Land Geography, 2012,35(6):875-882.] | |
[9] | 陶威, 陈权亮 . ENSO形态变异对我国西南地区冬季降水的影响[R]. 郑州: 第34届中国气象学会年会, 2017. |
[ Tao W, Chen Q L . Effect of ENSO Morphological Variation on Winter Precipitation in Southwestern China[R]. Zhengzhou: 34th Annual Meeting of the Chinese Meteorological Society, 2017.] | |
[10] | Jiang T, Zhang Q, Zhu D M , et al. Yangtze floods and droughts(China) and teleconnections with ENSO activities(1470-2003)[J]. Quaternary International, 2006,144(1):29-37. |
[11] | 杨扬, 施能, 白彬人 , 等. 近50年秋季全球旱涝年的分布特征及其与海温和ENSO的关系[J]. 资源科学, 2004,26(4):37-44. |
[ Yang Y, Shi N, Bai B R , et al. Distributional rule and feature of global dry and flood years in autumn within past 50 years[J]. Resources Science, 2004,26(4):37-44.] | |
[12] | 张强, 姜彤, 吴宜进 . ENSO事件对长江上游1470-2003年旱涝灾害影响分析[J]. 冰川冻土, 2004,26(6):691-696. |
[ Zhang Q, Jiang T, Wu Y J . Impact of ENSO events on flood/drought disasters of upper Yangtze River during 1470-2003[J]. Journal of Glaciology and Geocryology, 2004,26(6):691-696.] | |
[13] | Abiy A Z, Melesse A M, Abtew W . Teleconnection of regional drought to ENSO, PDO, and AMO: Southern Florida and the Everglades[J]. Atmosphere, 2019, DOI: 10.3390/atmos10060295. |
[14] | Fasullo J T, Otto-Bliesner B L, Stevenson S . ENSO’s changing influence on temperature, precipitation, and wildfire in a warming climate[J]. Geophysical Research Letters, 2018,45(17):9216-9225. |
[15] | Shimizu M H, Ambrizzi T, Liebmann B . Extreme precipitation events and their relationship with ENSO and MJO phases over northern South America[J]. International Journal of Climatology, 2017,37(6):2977-2989. |
[16] | Teo E A, Marren P M . Interaction of ENSO-driven flood variability and anthropogenic changes in driving channel evolution: Corryong/Nariel Creek, Australia[J]. Australian Geographer, 2015,46(3):339-362. |
[17] | Manatsa D, Mukwada G, Makaba L . ENSO shifts and their link to Southern Africa surface air temperature in summer[J]. Theoretical and Applied Climatology, 2018,132(3-4):727-738. |
[18] |
李崇银, 穆穆, 周广庆 , 等. ENSO机理及其预测研究[J]. 大气科学, 2008,32(4):761-781.
doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2008.04.06 |
[ Li C Y, Mu M, Zhou G Q , et al. Mechanism and prediction studies of the ENSO[J]. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 2008,32(4):761-781.]
doi: 10.3878/j.issn.1006-9895.2008.04.06 |
|
[19] | Jones P D . The influence of ENSO on global temperatures[J]. Climate Monitor, 1989,17:80-89. |
[20] | Mckee T B, Doesken N J, Kleist J . The Relationship of Drought Frequency and Duration to Time Scales[C]. Anaheim: Proceedings of the 8th Conference on Applied Climatology, 1993. |
[21] | 袁文平, 周广胜 . 标准化降水指标与Z指数在我国应用的对比分析[J]. 植物生态学报, 2004,28(4):523-529. |
[ Yuan W P, Zhou G S . Comparison between standardized precipitation index and Z-Index in China[J]. Chinese Journal of Plant Ecology, 2004,28(4):523-529.] | |
[22] | 郭文献, 夏自强, 王鸿翔 , 等. 近50年来长江宜昌站水温变化的多尺度分析[J]. 水利学报, 2008,39(11):1197-1203. |
[ Guo W X, Xia Z Q, Wang H X , et al. Multiple-scale analysis on water temperature variation of Yichang Hydrological Station in recent 50 years[J] Journal of Hydraulic Engineering, 2008,39(11):1197-1203.] | |
[23] | 许武成, 王文, 马劲松 , 等. 1951-2007年的ENSO事件及其特征值[J]. 自然灾害学报, 2009,18(4):18-24. |
[ Xu W C, Wang W, Ma J S , et al. ENSO events during 1951-2007 and their characteristic indices[J]. Journal of Natural Disasters, 2009,18(4):18-24.] | |
[24] | 徐静 . ENSO事件对青海省旱涝灾害影响研究[D]. 杨凌: 西北农林科技大学, 2013. |
[ Xu J . The Impact of ENSO Events to Droughts and Floods in Qinghai Province[D]. Yangling: Northwest A & F University, 2013.] | |
[25] |
李晓燕, 翟盘茂 . ENSO事件指数与指标研究[J]. 气象学报, 2000,58(1):102-109.
doi: 10.11676/qxxb2000.010 |
[ Li X Y, Zhai P M . On indices and indicators of ENSO episodes[J]. Acta Meteorologica Sinica, 2000,58(1):102-109.]
doi: 10.11676/qxxb2000.010 |
|
[26] | 李崇银 . 关于ENSO本质的进一步研究[J]. 气候与环境研究, 2002,7(2):160-174. |
[ Li C Y . A further study of essence of the ENSO[J]. Climatic and Environmental Research, 2002,7(2):160-174.] | |
[27] | 张人禾, 巢纪平 . 对ENSO循环机理的一些新认识[J]. 气候与环境研究, 2002,7(2):175-183. |
[ Zhang R H, Chao J P . Some new aspects in understanding of ENSO cycle[J]. Climatic and Environmental Research, 2002,7(2):175-183.] | |
[28] | 王慧 . 1956-2011年环渤海地区气候的变化特征及其与ENSO的相关性分析[D]. 兰州: 西北师范大学, 2013. |
[ Wang H . Climate Change around Bohai Region during 1956 to 2011 and Its Relationship with ENSO[D]. Lanzhou: Northwest Normal University, 2013.] | |
[29] | 王伟, 冯爽 . 西南地区夏季旱涝与厄尔尼诺(拉尼娜)的关系分析[J]. 成都信息工程学院学报, 2012,27(4):412-418. |
[ Wang W, Feng S . The correlation analysis between summer droughts & floods in the southwest and ENSO[J]. Journal of Chengdu University of Information Technology, 2012,27(4):412-418.] | |
[30] | 王绍武, 龚道溢 . 近百年来的ENSO事件及其强度[J]. 气象, 1999,25(1):10-14. |
[ Wang S W, Gong D Y . ENSO events and their intensity during the past century[J]. Meteorological Monthly, 1999,25(1):10-14.] | |
[31] | 许武成, 马劲松, 王文 . 关于ENSO事件及其对中国气候影响研究的综述[J]. 气象科学, 2005,25(2):212-220. |
[ Xu W C, Ma J S, Wang W . A review of studies on the influence of ENSO events on the climate in China[J]. Journal of the Meteorological Sciences, 2005,25(2):212-220.] | |
[32] | 李晓燕, 翟盘茂, 任福民 . 气候标准值改变对ENSO事件划分的影响[J]. 热带气象学报, 2005,21(1):72-78. |
[ Li X Y, Zhai P M, Ren F M . Redefining ENSO episodes based on changed climate references[J]. Journal of Tropical Meteorology, 2005,21(1):72-78.] | |
[33] | 林英, 郑志君 . 破译西南地区旱涝与低温气候变化成因[N]. 光明日报, 2001 -07-23(A02). |
[ Lin Y, Zheng Z J . Decode the Causes of Droughts/Floods Change and Low Temperatures in Southwest China[N]. Guangming Daily, 2001 -07-23(A02).] |
[1] | 翟志宏, 江民星, 常春英. 降水对蔬菜价格的冲击效应——以广州为例[J]. 资源科学, 2021, 43(2): 304-315. |
[2] | 李敏, 陈尧, 唐鹏, 冯月. 家庭生命周期对农户宅基地退出意愿的影响[J]. 资源科学, 2020, 42(9): 1692-1703. |
[3] | 王昶, 王恺霖, 宋慧玲. 风险投资与政府补贴对新材料企业技术创新的激励效应及差异[J]. 资源科学, 2020, 42(8): 1566-1579. |
[4] | 李慧娟, 师长兴, 马小晴, 刘慰. 黄河中游窟野河流域水沙变化影响因素定量评估[J]. 资源科学, 2020, 42(3): 499-507. |
[5] | 栾晓玉, 刘巍, 崔兆杰, 刘业业, 陈月冬, 卢盛, 王玉标. 基于物质流分析的中国塑料资源代谢研究[J]. 资源科学, 2020, 42(2): 372-382. |
[6] | 黄其威, 刘诗奇, 王平, 王田野, 于静洁, 陈晓龙, 杨林生. 1936—2018年环北极典型流域气温与降水时空变化[J]. 资源科学, 2020, 42(11): 2119-2131. |
[7] | 韩春坛, 王磊, 陈仁升, 刘章文, 刘俊峰, 阳勇, 吕汉秦. 祁连山高寒山区降水观测网络及其数据应用[J]. 资源科学, 2020, 42(10): 1987-1997. |
[8] | 郑景云, 文彦君, 方修琦. 过去2000年黄河中下游气候与土地覆被变化的若干特征[J]. 资源科学, 2020, 42(1): 3-19. |
[9] | 李瑶瑶, 朱道林, 赵江萌, 杜挺. 政府短期干预行为对住宅地价周期波动的影响[J]. 资源科学, 2019, 41(6): 1059-1069. |
[10] | 何志明, 李月臣, 金贤锋, 刘贤, 何小波. 考虑太阳辐射修正的重庆山地气温空间化模拟[J]. 资源科学, 2019, 41(6): 1131-1140. |
[11] | 李晓菲, 徐长春, 李路, 罗映雪, 杨秋萍, 杨媛媛. CMIP5模式对西北干旱区典型流域气温模拟能力评估——以开都-孔雀河为例[J]. 资源科学, 2019, 41(6): 1141-1153. |
[12] | 王珊珊, 张寒, 杨红强. 中国人造板行业的生命周期碳足迹和能源耗用评估[J]. 资源科学, 2019, 41(3): 521-531. |
[13] | 张辰华, 李书恒, 白红英, 朱显亮, 杨琪. 太白山地区7月NDVI多尺度周期变化及其对气候因子的响应[J]. 资源科学, 2019, 41(11): 2131-2143. |
[14] | 关伟, 赵湘宁, 许淑婷. 中国能源水足迹时空特征及其与水资源匹配关系[J]. 资源科学, 2019, 41(11): 2008-2019. |
[15] | 王斌, 李鹏, 徐国策, 成玉婷, 赵宾华, 魏芳. 中国一级流域年气温的时空变化特征[J]. 资源科学, 2019, 41(1): 152-163. |
|