12899.基于統(tǒng)計降尺度的渭河流域干旱預(yù)測和評估

1、中文摘要I論文題目：基于統(tǒng)計降尺度的渭河流域干旱預(yù)測和評估論文題目：基于統(tǒng)計降尺度的渭河流域干旱預(yù)測和評估學科學科名稱名稱：水文學及水資源：水文學及水資源研究生：生：涂歡涂歡簽名：名：指導(dǎo)教師：黃指導(dǎo)教師：黃強教授教授簽名：名：劉登峰劉登峰講師講師簽名：名：摘要隨著生活、農(nóng)業(yè)和工業(yè)需水量的增大以及全球氣候的變化，干旱已經(jīng)成為阻礙我國農(nóng)業(yè)發(fā)展最嚴重的自然災(zāi)害。在此大背景下，國內(nèi)外學者已經(jīng)研究了不少關(guān)于干旱指標的選擇及歷史干旱的評估，但較少

2、研究未來氣候變化下渭河流域的干旱情況。本文在評估渭河歷史干旱的情況下，基于統(tǒng)計降尺度的方法，對渭河流域未來的干旱進行了預(yù)測。采用Mannkendall法、小波分析法、RS法，分析了渭河流域降水時空變化趨勢、周期及持續(xù)性。研究結(jié)果顯示：過去50多年，全區(qū)年降水表現(xiàn)為不顯著遞減，且這種趨勢還將持續(xù)。渭河流域各個季節(jié)降水量呈現(xiàn)減少的趨勢，且都存在中心尺度為28年的主周期，春季此周期性表現(xiàn)最為明顯，其次是夏季；春夏秋均存在17年的第二主周期，冬

3、季則存在12年的第二主周期。不論初始狀態(tài)如何，轉(zhuǎn)移到枯水年的概率明顯大于轉(zhuǎn)移到豐水年的概率。采用標準化降水指數(shù)(SPI)作為研究干旱的指標，根據(jù)渭河流域1960~2010年的月降水資料，計算不同的時間尺度上SPI的值，分析渭河流域氣象干旱特征并經(jīng)行評估，總體上年均SPI呈下降趨勢，氣象干旱程度加劇。從SPI12值可看出1995年秋季末渭河流域絕大部分地區(qū)都呈干旱狀態(tài)，干旱程度總體上由東南部向西北部遞減。此次干旱表現(xiàn)出很強的季節(jié)性和多年特

4、征，即隨著時間尺度的增大，各地的干旱程度急劇升級，重度干旱影響的范圍也迅速擴大，渭河流域隨著年代的越近，Zs的變化幅度愈大，且相鄰年代間的趨勢延續(xù)性不明顯西北部干旱較為嚴重，干旱烈度大，持續(xù)時間長，尤以洛川最為驗證嚴重，干旱烈度和干旱歷時均很大。南部的干旱程度較輕，歷時較短。利用19602010年NCEP再分析資料與渭河流域21個氣象臺站的歷史降水觀測資料，分析和比較了主成分結(jié)合的徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、主成分分析結(jié)合多元線性回歸算法兩種統(tǒng)

5、計降尺度方法對降水模擬的結(jié)果。結(jié)果表明：兩種統(tǒng)計降尺度法能夠明顯改善全球氣候模式的降水輸出結(jié)果，徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對降水模擬較好，選擇適合的大氣環(huán)流因子十分重要。將主成分分析和徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合的統(tǒng)計降尺度模型應(yīng)用于兩種全球氣候模式CNRMCM5、CanESM2分別在RCP4.5、RCP8.5排放情景下的20個大氣環(huán)流因子，預(yù)測未來90年(20112100年)的降水情況，結(jié)果表明：與基準期（19602010年）相比未來90年降水將有所

6、增加。20112040年，渭河流域干旱頻發(fā)，是個干旱多發(fā)時期，而且部分區(qū)英文摘要IIITitle:PredictionevaluationofdroughtbasedonstatisticaldownscalinginWeiRiverBasinMaj:HydrologyWaterResourcesCidate:TUHuanSignature:Supervis:Prof.HUANGQiangSignature:Asst.Prof.LIUD

7、engfengSignature:AbstractWiththeincreaseoflifeagriculturalindustrialwaterdemspecificallyGlobalclimatechangehugethetrendofaridificationinthefurtherisdevelopinginthefutureacrossthewld.Inrecentyearsscholarshavestudiedalotof

8、indicatsevaluationmethodsofdroughtwhileastheintensificationofthegreenhouseeffectpredictionassessmentinaridsemiaridregionsalsoattractedtheattentionofexpertsscholars.Therefethestudiedsinfecastingassessmentofdroughthasimpta

9、nttheeticalpracticalvalue.Themainresearchresultsobtainedareollows:MannkendallwaveletanalysisRSmethodwereusedtoanalysethespatialtempalchangescyclesustainabilityinprecipitationtrendsintheWeiRiverBasin.Theresultsshowthat:In

10、thepast50yearstheregionsannualprecipitationshowednosignificantdecrementtheapparentmutationdidnothappen.StardizedPrecipitationIndex(SPI)asaresearchdroughtindicatsaccdingtotheWeiheRiverfrom1960toMay2010precipitationdatacal

11、culatethevalueofthedifferenttimescalesSPIanalyzetheWeiheRivertoacterizemeteologicaldroughtsafteranassessmenttheoverallaverageannualSPIdownwardtrendincreasingthedegreeofmeteologicaldrought.AscanbeseenfromtheSPI12valueendo

12、ftheWeiheRiverinautumn1995mostregionsweretestedaridstatearidityoveralldecreasingfromsoutheasttonthwest.Theexhibitstrongseasonaldroughtsyearsoffeaturesthatasthetimescaleincreasestheextentofthedroughtoverthesharpescalation

13、inthescopeoftheimpactofseveredroughthaveexpedrapidlyinrecentyearsasmetheWeiheRiverZsofthelargerthemagnitudeofthechangethetrendsobviouscontinuitybetweenadjacentnthwesternmeseveredroughtsdroughtintensitylongdurationespecia

14、llyinthemostverifiedLUOCHUANseriousdroughtintensitydurationofdroughtaregreat.Aridsouthernlesserextentshtduration.NCEPreanalysisdata(19602010a)histicalobservationsdataofprecipitationof21meteologicalstationswereusedtoanaly