陕西省旱涝灾害多时空尺度特征与趋势判断
发布时间：2020-09-28 11:17
陕西省地处我国西北内陆,南北横跨半湿润和半干旱气候区,地形地貌复杂多样,具有鲜明的景观空间异质性,是个典型的生态脆弱区。在全球环境变化的背景之下,区域气候响应敏感,极端气候事件频发,严重威胁区域生态系统的可持续性。因此,亟需深入掌握区域旱涝灾害的时空演变规律,为灾害风险管控提供参考。本研究主要依据1960-2015年以来记录完整的气象数据,辅以多种自然(数字高程、河网、路网、土壤属性)和人文(土地利用、人口、经济)空间数据集合,采用SPEI指数、时空对称性方法、可视化编程等方法对陕西省多时空尺度的气候、旱涝灾害进行了时空规律分析和相关机理探讨,并且对陕西省未来10年间的旱涝灾害进行了趋势判断和风险评价。本文的主要结论有:(1)陕西省年平均气温在1960年至2015年呈现显著的波动上升趋势,升温速率为0.020℃/a(P0.01)。其中,陕北高原和关中平原的增温幅度最大且呈现显著增温趋势,而陕南秦巴山地区域增温幅度较小。陕西省四季均呈现增温趋势,其中,冬季增温速率最快,其次是春季和秋季。陕西省近56年的年平均降水量呈现波动下降趋势,其中,关中地区降水量递减速率最大,而陕南秦巴山地区的降水则主要呈现微弱的递增趋势。陕西省四季降水量的变化趋势均不显著。近56年间,陕北降水由集中向分散发展,而关中平原与陕南秦巴山地则由分散向集中趋势发展。(2)陕西省旱涝灾害时空变化特征:1960-2015年间陕西省气候整体上呈现由湿(涝)转干(旱)的趋势;三个气候分区的旱涝趋势变化率关中平原陕北黄土高原陕南秦巴山地。近56年来,陕西省干旱事件的频次总体大于洪涝事件的频次。轻度干旱在陕西省的关中平原和陕南秦巴山地发生的频次较高,中度干旱事件大多发生在陕南秦巴山地区域;严重干旱事件主要分布在陕北黄土高原以北地区以及关中平原以南的地区;高频极端干旱事件主要分布在关中平原和陕南秦巴山地西部地区。总体看来,关中平原遭受高等级干旱事件的概率明显大于陕北黄土高原和陕南秦巴山地区。陕西省季尺度的干旱事件频次总体大于洪涝事件的频次。关中平原及其以南地区遭受高等级干旱事件的概率明显大于陕北黄土高原,重度和极端洪涝事件的高发区也主要分布在关中平原地区。(3)综合可公度方法(三元、四元、五元)、蝴蝶结构图和对称性结构系判断:省域尺度下,陕西省2023年发生旱灾的可能性较大,2017年发生涝灾的可能性较大。气候区尺度下,陕北2024年发生旱灾的可能性较大,2019年发生涝灾的可能性较大;关中地区2019年发生旱灾的可能性较大,2018年发生涝灾的可能性较大;陕南地区2018年发生旱灾的可能性较大,2017年发生涝灾的可能性较大。基于全国气象格网数据集计算判断的旱涝结果与基于站点的结果在空间分布上基本一致,即在未来1～5年可能发生旱灾的区域主要集中在关中平原及其以北地区;在未来1～2年(2017-2018年)最有可能发生洪涝灾害的区域为咸阳、渭南以北、榆林市大部以及陕南南部地区。陕西省春旱、夏旱、秋旱、冬旱的可能性的年份依次为2021年、2027年、2017年、2022年。对于季节性涝灾,陕西省2017年发生春涝、秋涝和冬涝的可能性较大;2022年发生夏涝的可能性最大,其次为2018年。(4)基于格网数据的旱涝灾害的趋势分析表明,陕西省近两年发生春旱的范围较小,近两年发生夏旱可能性较大的地区主要分布在陕北黄土高原和陕南秦巴山地区,近两年最有可能发生夏旱的区域主要集中在关中平原西部地区以及陕南秦巴山地的西南部;未来1～2年内可能发生冬旱的区域零星散布在陕北黄土高原中部以及关中与陕南的交界。陕西省未来1～2年内可能发生春涝的县域主要集中在陕北黄土高原中部地区,关中平原和陕南秦巴山地区域则较少且零星分散;未来两年内陕西省可能发生夏涝的区域主要集中在陕北黄土高原南部以及关中平原西部地区;未来两年内陕西省可能发生秋涝的区域主要集中在关中平原南部、陕南秦巴山地东部和东南部;未来两年内陕西省发生冬涝的县域散布在陕北中部、关中平原中部以及陕南的东部和西部地区。(5)降水集中度与陕西省旱涝指数在在20世纪60年代呈负相关关系,20世纪70年代至今则呈现正相关。空间上,陕南秦巴山地与陕北长城以北地区降水集中度与旱涝指数相关性较高,而在陕北黄土高原中南部以及关中平原北部地区,降水集中度与旱涝指数的相关性较小。在太阳黑子的谷值年,陕西省较容易发生洪涝事件,而在太阳黑子的峰值年,旱涝事件与太阳黑子相对数则无明显规律。陕西省旱涝指数与ENSO指数之间呈负相关关系,即在厄尔尼诺年易发生干旱事件,而在拉尼娜年通常发生洪涝事件。(6)陕西省干旱高风险区域主要分布在陕北中部和南部,干旱风险等级为中等的区域集中在关中平原,干旱风险较低的区域集中在陕南地区。陕西省洪涝高风险区域集中在陕北西北部以及陕南中部;洪涝风险较低的区域集中在陕北南部地区。本文从多时空尺度的角度对陕西省的旱涝灾害进行了时空规律分析,揭示了在不同的时间尺度和空间尺度下旱涝灾害的发生规律与未来趋势。此外,本文结合自然和人文空间数据集,构建了旱涝灾害风险评估模型,实现了在较精细的空间尺度上对旱涝灾害风险进行空间制图可视化。该研究可为将来开展更大空间尺度(大陆、洲际和全球尺度)的灾害时空规律和趋势判断研究提供了理论框架和方法支持。
【学位单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P426.616
【部分图文】：
测站的数据集相比，资料更加完整（包含自１９５１年１月１日以来的气象记录），逡逑可用台站最多（达到了邋８２４个），数据质量更佳（经过严格的质量控制）。本文从逡逑该数据集中提取了陕西省及其周边资料完整的８９个气象站点数据（图２－１），其逡逑中陕西省三个子分区中，每个区域内站点数目为９个，区域外的气象站点数据只逡逑用来空间插值，而不用做时间序列计算。逡逑１０逡逑
３．１气温时空变化特征逡逑３．１．１年均温变化特征逡逑陕西省年平均气温在Ｉ９６０年至２０１５年呈现显著的波动上升趋势（图３－１），逡逑升温速率为０．０２０°Ｃ／ａ（Ｐ＜０．０１）。陕西的年均温为１１．３２°Ｃ，近５６年历史最高年逡逑均温发生在２０１３年，达到１２．６５°Ｃ，最低气温发生在１９８４年，为１０．３０°Ｃ。分析气逡逑温拟合曲线可以发现，近５６年间，陕西省自２０世纪８０年代气温开始抬升，２０００逡逑年之后略有下降，但是自２０１４年起，气温又有回升趋势。逡逑从陕西省三个气候区来看，多年平均气温陕北高原邋＜邋关中平原＜秦巴山地，呈逡逑现明显的南北气候递减规律。三个气候区年均温也呈现显著上升趋势（Ｐ＜０．０１），逡逑X椢滤俾史直鹞
本文编号：2828721
【学位单位】：陕西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P426.616
【部分图文】：
测站的数据集相比，资料更加完整（包含自１９５１年１月１日以来的气象记录），逡逑可用台站最多（达到了邋８２４个），数据质量更佳（经过严格的质量控制）。本文从逡逑该数据集中提取了陕西省及其周边资料完整的８９个气象站点数据（图２－１），其逡逑中陕西省三个子分区中，每个区域内站点数目为９个，区域外的气象站点数据只逡逑用来空间插值，而不用做时间序列计算。逡逑１０逡逑
３．１气温时空变化特征逡逑３．１．１年均温变化特征逡逑陕西省年平均气温在Ｉ９６０年至２０１５年呈现显著的波动上升趋势（图３－１），逡逑升温速率为０．０２０°Ｃ／ａ（Ｐ＜０．０１）。陕西的年均温为１１．３２°Ｃ，近５６年历史最高年逡逑均温发生在２０１３年，达到１２．６５°Ｃ，最低气温发生在１９８４年，为１０．３０°Ｃ。分析气逡逑温拟合曲线可以发现，近５６年间，陕西省自２０世纪８０年代气温开始抬升，２０００逡逑年之后略有下降，但是自２０１４年起，气温又有回升趋势。逡逑从陕西省三个气候区来看，多年平均气温陕北高原邋＜邋关中平原＜秦巴山地，呈逡逑现明显的南北气候递减规律。三个气候区年均温也呈现显著上升趋势（Ｐ＜０．０１），逡逑X椢滤俾史直鹞
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