娘子關(guān)泉泉水流量與大氣環(huán)流相關(guān)性研究.pdf

1、為了揭示大氣環(huán)流對(duì)中國(guó)北方巖溶地下水系統(tǒng)的影響，本文以海洋大氣遙相關(guān)模式(厄爾尼諾南方濤動(dòng)(ENSO)和太平洋十年濤動(dòng)(PDO))、季風(fēng)指數(shù)(印度夏季風(fēng)指數(shù)(ISM)和西北太平洋季風(fēng)指數(shù)(WNPM))和氣象要素（溫度、氣壓和降水）作為大氣環(huán)流指標(biāo)，以山西省娘子關(guān)泉泉水流量作為中國(guó)北方巖溶地下水的代表，利用斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)系數(shù)和譜分析（多窗譜方法，小波功率譜和小波相干譜）方法對(duì)大氣環(huán)流指標(biāo)和泉水流量及其兩者之間的相關(guān)性進(jìn)行了分析。

2、　　斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)系數(shù)的結(jié)果顯示:泉水流量與降水和氣壓之間的顯著性正相關(guān)系數(shù)表明降水是娘子關(guān)泉域泉水流量的補(bǔ)給來(lái)源，同時(shí)，當(dāng)?shù)氐臍鈮簩?duì)泉水流量也有促進(jìn)作用;泉水流量與溫度呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，表明在氣溫較高的月份中，升高的溫度增大了地表蒸散發(fā)量，減少了補(bǔ)給地下水的水分，因此泉水流量會(huì)減少;印度夏季風(fēng)指數(shù)(ISM)和西北太平洋季風(fēng)指數(shù)(WNPM)以及太平洋十年濤動(dòng)(PDO)均與泉水流量呈現(xiàn)顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，說(shuō)明季風(fēng)和海洋大氣遙相關(guān)模式P

3、DO對(duì)娘子關(guān)泉域的泉水流量均有影響;此外，WNPM和PDO與泉水流量的最小負(fù)相關(guān)系數(shù)所對(duì)應(yīng)的滯后月數(shù)小于降水與泉水流量的最大正相關(guān)系數(shù)所對(duì)應(yīng)的滯后月數(shù)，表明WNPM和PDO可能通過(guò)泉水流量的其他補(bǔ)給方式更早得影響泉水流量。
　　小波功率譜的結(jié)果顯示季風(fēng)指數(shù)(ISM和WNPM)和氣象要素（溫度，氣壓和降水）具有顯著的1年周期，并且在時(shí)間域上呈現(xiàn)出全局性特征，而泉水流量?jī)H在局部的時(shí)間域具有顯著的1年周期。這表明降水這一包含季風(fēng)和氣象要

4、素信息的載體在下滲過(guò)程及變?yōu)榈叵滤蟮膫鞑ミ^(guò)程中，可能由于巖溶含水層的調(diào)節(jié)，其1年的周期信號(hào)衰減，因此，泉水僅在局部時(shí)間具有1年的顯著周期。
　　多窗譜方法和小波功率譜均檢測(cè)到泉水流量具有1年，3.4年和＞20年的周期。關(guān)于泉水流量顯著周期信號(hào)的重構(gòu)序列和海洋大氣遙相關(guān)模式(ENSO和PDO)及季風(fēng)指數(shù)(ISM和WNPM)的斯皮爾曼等級(jí)相關(guān)系數(shù)和小波相干譜結(jié)果表明1年周期的泉水流量信號(hào)主要受季風(fēng)影響;3.4年周期的泉水流量信號(hào)主要