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疏勒河流域潛在蒸散發(fā)時(shí)空演變及驅(qū)動(dòng)因素量化分析

2022-08-25 08:46:54馬亞麗牛最榮孫棟元程錦娜白祖暉
水土保持研究 2022年5期
關(guān)鍵詞:疏勒河氣象要素通徑

馬亞麗, 牛最榮, 張 芮, 孫棟元, 程錦娜, 白祖暉

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 水利水電工程學(xué)院, 蘭州730070; 2.甘肅省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司, 蘭州730030)

20世紀(jì)以來,隨著全球氣候呈現(xiàn)持續(xù)性顯著變暖趨勢,水循環(huán)已經(jīng)或正在發(fā)生著變化[1-2]。蒸散發(fā)過程是水循環(huán)過程的一個(gè)重要環(huán)節(jié),參與地表水量平衡和轉(zhuǎn)化過程,同時(shí)影響能量平衡過程,是反映和影響氣候系統(tǒng)變化的重要參量,因此,關(guān)于蒸散發(fā)的研究,一直都是國內(nèi)外多學(xué)科的研究熱點(diǎn)[3]。潛在蒸散發(fā)(ET0)表征參考作物在供水不受限時(shí)的蒸散能力,是作物需水量預(yù)測及實(shí)際蒸散量計(jì)算的關(guān)鍵參數(shù)[4],影響地表水熱及干濕狀況、生態(tài)系統(tǒng)用水過程和水資源利用效率[5]。ET0聯(lián)系著土壤、生物、大氣等地表三大圈層,其變化勢必會(huì)受到由三大圈層所構(gòu)成的組合系統(tǒng)中多種因素的影響,ET0與氣象因素間、各氣象因素間均存在較為復(fù)雜的交互作用關(guān)系[6],探討ET0時(shí)空演變規(guī)律和驅(qū)動(dòng)力分析,對探明全球氣候變暖背景下水文過程對氣候變化的響應(yīng)機(jī)制具有重要意義[7]。

近年來關(guān)于ET0時(shí)空分布特征及歸因分析做了大量研究,黃會(huì)平等[8]基于主成分分析方法探討中國ET0分布特征及其影響因子,發(fā)現(xiàn)影響ET0變化的第一主成分是熱力學(xué)因素。殷長琛等[9]利用云模型描述甘肅省ET0時(shí)空分布的均勻性和穩(wěn)定性,認(rèn)為甘肅省ET0空間分布較為離散、不穩(wěn)定。李霞等[10]在科爾沁濕草甸利用通徑分析及指標(biāo)敏感性分析對ET0的影響因子進(jìn)行辨識,發(fā)現(xiàn)主要因子為飽和水汽壓差和最低氣溫。鄭健等[11]對影響甘肅省1980—2015年ET0時(shí)空變化的各氣象因素進(jìn)行偏相關(guān)分析,表明平均風(fēng)速和日照時(shí)數(shù)是影響ET0變化的最大因素。綜上可以看出,已有分析ET0的變化成因的相關(guān)研究多采用單一方法[8-11],多種分析方法均適用,但是由于ET0受眾多因素綜合作用以及與氣象因素間復(fù)雜交互作用關(guān)系,考慮將多種定量與定性分析方法有機(jī)結(jié)合,揭示ET0與氣象因素間的內(nèi)在相關(guān)關(guān)系,確定主導(dǎo)因子,定量化研究ET0變化對主導(dǎo)因子敏感程度及貢獻(xiàn)大小。本研究將聚類分析[12]、灰色關(guān)聯(lián)度分析[13]、通徑分析[14]、敏感系數(shù)法[15]、貢獻(xiàn)分析等[16]多種定性、定量方法探索性結(jié)合,定性分析與定量分析結(jié)合運(yùn)用,揭示疏勒河流域ET0變化與各氣象因素間的相關(guān)關(guān)系,確定主導(dǎo)因素及其敏感程度、貢獻(xiàn)大小,對影響ET0變化的驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行量化分析,為河西干旱內(nèi)陸河地區(qū)ET0的研究提供新的方法、理論,促進(jìn)缺水地區(qū)水資源合理、高效利用。

1 研究區(qū)概況

疏勒河發(fā)源甘肅河西走廊祁連山脈,屬于河西地區(qū)三大內(nèi)陸河之一,流域位于甘肅省河西走廊西端,包括玉門市、敦煌市、瓜州縣和肅北蒙古族自治縣,流域總面積約11.39萬m2,東經(jīng)92°11′—98°30′,北緯38°00′—42°48′,南部為阿爾金山及祁連山脈,是流域的水源涵養(yǎng)區(qū)和產(chǎn)流區(qū),中部平原地區(qū),地勢相對平緩,是水資源的主要消耗區(qū),北部為馬鬃山地區(qū),南北地勢較高[17-18]。流域地處河西地區(qū),深居大陸內(nèi)部,屬于大陸性干旱荒漠氣候,流域中下游綠洲、荒漠景觀并存,降水稀少,蒸發(fā)強(qiáng)烈,水資源稀缺,自然條件惡劣,但流域地理位置特殊,屬于“兩屏三帶”中的北方防沙帶,是重要的生態(tài)屏障,而人類活動(dòng)和氣候變化影響,更加劇水資源短缺的狀況,引發(fā)一系列生態(tài)環(huán)境問題,已經(jīng)成為限制當(dāng)?shù)厣鐣?huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善的關(guān)鍵因素[19]。疏勒河流域及周邊10個(gè)氣象站點(diǎn)空間分布見圖1。

圖1 疏勒河流域氣象站點(diǎn)空間分布

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源與處理

氣象數(shù)據(jù)為疏勒河流域及周邊10個(gè)氣象站點(diǎn)1984—2019年的氣象觀測資料(包括氣溫、相對濕度、降水、風(fēng)速、日照等),來源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http:∥data.cma.cn)。采用1998年世界糧農(nóng)組織(FAO)修正后的P-M公式計(jì)算潛在蒸散發(fā),具體公式計(jì)算見參考文獻(xiàn)[4,20]。按春季、夏季、秋季、冬季分別為3—5月、6—8月、9—11月、12-次年2月劃分季節(jié)。利用ArcGIS軟件進(jìn)行克里金空間插值和反距離權(quán)重空間插值分析。

2.2 研究方法

2.2.1 灰色關(guān)聯(lián)度 根據(jù)灰色系統(tǒng)理論[13],氣象要素指標(biāo)構(gòu)成一個(gè)灰色系統(tǒng), ET0作為參考數(shù)列x0(k),9個(gè)氣象要素作為比較數(shù)列xi(k)。關(guān)聯(lián)系數(shù)(ζ)和加權(quán)關(guān)聯(lián)度(r)計(jì)算方法如公式(1)和(2) 所示。

(1)

(2)

2.2.2 通徑分析 數(shù)量遺傳學(xué)家Sweall Wright于1921年最早提出的通徑分析(Path analysis),該方法用于分析因變量與多個(gè)自變量之間的較為復(fù)雜的線性關(guān)系,確定因變量受自變量直接與間接作用大小,為統(tǒng)計(jì)決策提供可靠依據(jù)的一種多元統(tǒng)計(jì)技術(shù)[21]。自變量xi到因變量y的通徑系數(shù)由兩個(gè)部分組成,一部分為直接通徑系數(shù)Piy,用自變量xi的標(biāo)準(zhǔn)差與因變量y的標(biāo)準(zhǔn)差之比表示,是自變量對因變量的直接效應(yīng);另一部分為ΣrijPjy,是自變量通過其他自變量對因變量的間接效應(yīng),具體計(jì)算表達(dá)式[14]如公式(3)和(4) 所示:

(3)

r1y=P1y+r12P2y+…+r1iPiy

r2y=P2y+r21P1y+…+r2iPiy

? ? ? ? ?

riy=Piy+ri1P1y+…+riyPiy

(4)

式中:Piy為直接通徑系數(shù);bi為線性回歸系數(shù);σxi為xi的標(biāo)準(zhǔn)差;σy為y的標(biāo)準(zhǔn)差;riy為xi與y的簡單相關(guān)系數(shù);rijPjy為間接通徑系數(shù)。

2.2.3 敏感系數(shù) 采用基于P-M模型的敏感系數(shù)法衡量氣候要素(如氣溫、相對濕度、風(fēng)速等)變化對蒸散發(fā)影響程度,該方法在ET0研究中具有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)[22]。蒸散發(fā)氣候敏感系數(shù)計(jì)算方法如公式(5)[15]所示,即蒸散發(fā)變化率與氣候因子變化率之比,由敏感性曲線切線的斜率表征[23]。

(5)

式中:Sx為ET0對氣象因子x的敏感系數(shù),無量綱。敏感系數(shù)絕對值越大,表示ET0對氣候變量的變化越敏感,氣候變量對ET0的影響越大。即如果氣象變量變化10%,引發(fā)ET0變化1%,則敏感系數(shù)為0.1。

定量分析氣象因子對ET0變化的貢獻(xiàn)程度,采用尹云鶴等[16]提出的利用敏感系數(shù)和多年相對變化率乘積計(jì)算,基于該方法計(jì)算的貢獻(xiàn)率為正值,表明引起ET0增加為正貢獻(xiàn),反之為負(fù)貢獻(xiàn),具體公式見式(6):

(6)

3 結(jié)果與分析

3.1 ET0時(shí)空變化特征

3.1.1 ET0年際變化 疏勒河流域1984—2019年ET0年際變化特征見圖2A所示,年均ET0時(shí)間序列M-K統(tǒng)計(jì)量Z為3.45,達(dá)到0.05顯著性水平,線性傾向變化率2.92 mm/a,整體呈現(xiàn)顯著的上升趨勢,2017年ET0為1 266.58 mm是時(shí)間序列的極大值,1993年1 038.89 mm是極小值,ET0圍繞多年平均水平1 128.03 mm呈波動(dòng)上升變化。疏勒河流域地處河西走廊最西端,屬于典型大陸干旱氣候,年降雨量小,蒸發(fā)強(qiáng)烈,是甘肅省干旱程度最嚴(yán)重的地區(qū)之一,全流域ET0均在1 000 mm以上?;诜淳嚯x權(quán)重法插值得到M-K檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Z空間分布見圖2B所示。信度90%,95%的置信區(qū)間臨界值分別為1.28,1.96,|Z|大于該臨界值表示達(dá)到了0.1,0.05顯著性水平。流域各站點(diǎn)M-K統(tǒng)計(jì)值計(jì)算結(jié)果顯示,除青海大柴旦站Z值0.36,未達(dá)到0.1顯著性水平,疏勒河其他區(qū)域|Z|值均大于1.28,通過了信度90%的顯著性檢驗(yàn),由于Z值存在正負(fù)值,正負(fù)高值之間插值產(chǎn)生中間值區(qū)域,流域ET0年際變化基本都達(dá)到0.1顯著水平,變化趨勢顯著的站點(diǎn)占比90%。

3.1.2 ET0年值空間分布 利用疏勒河流域內(nèi)及周邊10個(gè)站點(diǎn)多年ET0數(shù)據(jù),基于克里金空間插值法進(jìn)行空間插值,得到 ET0空間分布見圖3A,由于所處區(qū)域地理環(huán)境差異,多年平均ET0由東南向西北呈現(xiàn)增加的趨勢,波動(dòng)在764.07~1 452.57 mm。ET0低值區(qū)位于青海省天峻縣,最小值介于764.07~923.37 mm,中值區(qū)位于肅北縣南部、瓜州縣南部、敦煌市以東、玉門市,ET0處于923.37~1 169.07 mm,流域高值區(qū)位于肅北縣北部、瓜州縣北部、敦煌市西部、阿克塞縣西部,ET0在1 169.07~1 452.57 mm變化。區(qū)域地理環(huán)境差異導(dǎo)致ET0空間分布差異,流域從南到北橫跨了南部祁連山、中部走廊平原、北部馬鬃山,氣候類型依次為高寒半干旱濕潤區(qū)、溫涼干旱區(qū)、溫暖干旱區(qū),不同的氣候類型及地形條件,使降水量、溫度、蒸發(fā)量等都存在地理差異。ET0線性變化率空間分布結(jié)果見圖3B所示,線性變化率空間分布與ET0檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)量Z空間分布大體一致,高值區(qū)位于敦煌東部、瓜州中部、肅北縣北部一帶,線性變化率為2.51~4.51 mm/a,由高值區(qū)向四周過渡延伸到低值區(qū),低值區(qū)位于玉門市等地,線性變化率為-2.29 mm/a,高值區(qū)呈顯著上升趨勢(Z>1.96),低值區(qū)呈顯著下降趨勢(Z<-1.96),流域其他區(qū)域變化不明顯,不同區(qū)域ET0變化率存在差異。

圖2 疏勒河流域ET0年際變化趨勢及統(tǒng)計(jì)量空間分布

圖3 疏勒河流域ET0年值和線性變化率空間分布

3.1.3 ET0季節(jié)空間分布 1984—2019年疏勒河流域ET0季節(jié)變化特征見圖4,流域春季、夏季、秋季、冬季ET0均值為346.55 mm,489.15 mm,214.56 mm,77.77 mm,夏季ET0最大,其次春季、秋季,冬季最小,且夏季與冬季之比是6.29倍,春季與秋季之比是1.62倍,年內(nèi)分布不均勻,四季分別占比30.72%,43.36%,19.02%,6.89%。四季空間分布整體上基本一致,ET0由東南向西北逐漸遞增,與ET0年值空間分布一致,低值區(qū)分布在青海省天峻縣、肅北東南部一帶,春、夏、秋、冬四季變化區(qū)間分別為235.80~310.45 mm,327.63~440.68,154.04~194.68 mm,67.44~74.42 mm,高值區(qū)位于流域西北部肅北縣、瓜州、敦煌以北,春、夏、秋、冬四季變化區(qū)間分別為361.96~425.41 mm,527.74~657.68,226.91~272.69 mm,79.51~82.91 mm,北部馬鬃山地區(qū)、敦煌、瓜州為流域下游荒漠地帶,降水大部分集中在南部祁連山區(qū),西北部降水少,蒸發(fā)強(qiáng)烈,且與庫姆塔格沙漠連接。

3.2 ET0與氣象因素相關(guān)關(guān)系分析

解釋疏勒河流域ET0時(shí)空變化差異的原因,從揭示ET0與各氣象因素的相關(guān)關(guān)系入手,對影響ET0時(shí)空變化的驅(qū)動(dòng)因子進(jìn)行定量化分析。

3.2.1 氣象因素聚類分析與灰色關(guān)聯(lián)度分析 本研究中以皮爾遜相關(guān)性作為度量標(biāo)準(zhǔn),采用組間聯(lián)接法的聚類方法,對與ET0變化相關(guān)的9個(gè)氣象要素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析,將9個(gè)氣象要素性質(zhì)相近的劃分為一類,確定各氣象要素間的相關(guān)聯(lián)系,得到聚類樹狀圖(見圖5A)。依據(jù)各氣象要素綜合相似性,將氣象要素劃分5類,其分類如下:平均氣溫x5,日最高氣溫x6,日最低氣溫x7,實(shí)際水汽壓x9歸為Ⅰ型,體現(xiàn)影響ET0變化的溫度作用;平均相對濕度x2,最小相對濕度x3歸為Ⅱ型,體現(xiàn)影響ET0變化的相對濕度作用;降水量x1,日照時(shí)數(shù)x4,平均風(fēng)速x8分別歸為Ⅲ型、Ⅳ型、Ⅴ型。為了進(jìn)一步闡釋9個(gè)氣象要素與ET0關(guān)聯(lián)程度,揭示聚類分析Ⅰ型、Ⅱ型分組中重復(fù)相關(guān)的氣象要素對ET0變化的緊密程度,ET0和氣象要素時(shí)間序列分別作參考數(shù)列和比較數(shù)列,計(jì)算9個(gè)氣象要素加權(quán)關(guān)聯(lián)度,依據(jù)關(guān)聯(lián)度大小進(jìn)行關(guān)聯(lián)度排序,關(guān)聯(lián)度值越大,排序越靠前,表明該氣象要素與ET0聯(lián)系越緊密[13]。關(guān)聯(lián)度由大到小排序?yàn)閡,RH,P,T,ea,n,Tmax,RHmin,Tmin,u關(guān)聯(lián)度值最大0.907,Tmin關(guān)聯(lián)度值最小0.870,具體見圖5B、表1所示。

圖4 疏勒河流域各季節(jié)ET0空間分布

聚類分析Ⅰ型和Ⅱ型分組中具有重復(fù)交互作用因素,結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果,Ⅰ型分組中Tmax,Tmin,ea灰色關(guān)聯(lián)度排序依次7,9,5,Ⅱ型分組中RHmin灰色關(guān)聯(lián)度排序8,Tmax,Tmin,ea較同組中T排序靠后,RHmin較同組中RH排序靠后,與ET0的關(guān)聯(lián)程度相對較弱,因此,剔除重復(fù)相關(guān)因素、簡化問題的同時(shí),聚焦與ET0變化聯(lián)系緊密的因素,從9個(gè)氣象要素中篩選出T,RH,P,n,u共5個(gè)氣象要素作為關(guān)鍵因素進(jìn)行后續(xù)的通徑分析,該5項(xiàng)氣象要素體現(xiàn)出影響ET0變化的濕度、熱力、動(dòng)力等多種因子作用,且分屬于性質(zhì)存在差異的5個(gè)類型,與ET0聯(lián)系又相對緊密。

圖5 疏勒河流域氣象要素聚類分析及灰色關(guān)聯(lián)度排序

表1 氣象因子聚類分析及灰色關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果

3.2.2 氣象因素對ET0通徑分析 基于選取T,RH,n,P,u共5個(gè)關(guān)鍵因素進(jìn)行通徑分析,確定各氣象因素對ET0變化的直接和間接作用大小,通徑分析結(jié)果見表2。通徑系數(shù)大小排序依次為T>u>n>RH>P,通徑系數(shù)值越大表明對ET0直接作用越大,T數(shù)值最大,是直接影響ET0變化的主要因素,P數(shù)值最小,作用最小。通徑系數(shù)為正值,代表氣象要素與ET0同向變化,否則為反向變化,其中RH數(shù)值為負(fù),起反向作用,即RH減少導(dǎo)致ET0增加,T,u,n與ET0同向變化,起到正向作用。間接作用由間接通徑系數(shù)體現(xiàn),其大小排序依次為RH>n>u>T>P,影響ET0變化的間接作用最大的因素是RH,間接作用最小的因素是P。

綜合影響由簡單相關(guān)系數(shù)體現(xiàn),大小排序依次為T>n>RH>u>P,其中T,n,u,P增加正向促進(jìn)對ET0增加,RH增加反向抑制ET0增加,T是影響ET0增加的主要驅(qū)動(dòng)因素,其次是n,RH,u,P影響最小,可見T,n,u的升高與RH的降低共同促進(jìn)ET0呈現(xiàn)增加趨勢。通徑分析結(jié)果顯示P對ET0變化作用最小,僅為0.092,可以進(jìn)一步剔除P指標(biāo),以T,n,RH,u作為4個(gè)主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行敏感性及貢獻(xiàn)特征分析。

表2 氣象因子對ET0的通徑分析

3.3 ET0敏感性分析

10個(gè)氣象站點(diǎn)的敏感系數(shù)基于反距離權(quán)重法進(jìn)行空間插值,得到ET0對平均溫度、相對濕度、日照時(shí)數(shù)、平均風(fēng)速的敏感系數(shù)S-T,S-RH,S-n,S-u的空間分布圖(圖6)。S-T敏感性系數(shù)流域平均0.34,即溫度升高10%,ET0增大3.4%,S-T由流域邊緣向中心逐漸遞增,高值區(qū)位于瓜州縣,低值區(qū)位于阿克塞縣、青海天峻縣、肅北縣,敏感系數(shù)變化區(qū)間-0.08~0.83,且流域大部分區(qū)域介于0.38~0.83,即T升高10%,ET0增加3.8%~8.3%。S-RH敏感性系數(shù)流域均值-0.87,即相對濕度減少10%,ET0增加8.7%,S-RH與S-T敏感系數(shù)空間分布大體一致,呈現(xiàn)流域中部地區(qū)大于流域周邊地區(qū),高值區(qū)位于敦煌、瓜州一帶,S-RH為-1.05~-1.30,中值區(qū)位于玉門市、肅北縣,流域范圍敏感系數(shù)介于-0.62~-1.30變化,即RH減少10%,ET0增加6.2%~13.0%,可見,ET0對相對濕度變化較敏感,且敏感系數(shù)數(shù)值為負(fù),RH對ET0變化起反向作用。S-n敏感程度整體呈現(xiàn)由東向西逐漸增加,低值區(qū)位于玉門市、肅北縣、瓜州、青海天峻縣,逐漸遞增過渡到敦煌、阿克塞縣高值區(qū),敏感系數(shù)-0.44~0.12,即n增加10%,ET0增加-4.4%~1.2%。S-u敏感性整體呈現(xiàn)由東南向西北逐漸增加,高值區(qū)位于瓜州、敦煌北部,流域范圍敏感系數(shù)介于0.20~0.48,即u增加10%,ET0增加2.0%~4.8%。綜上看,4項(xiàng)主導(dǎo)因子敏感性程度空間分布差異,敏感程度由大到小依次為RH,T,u,n,可見ET0對RH變化最敏感,其次為T,u,對n變化敏感程度最低,流域ET0呈現(xiàn)年際增加趨勢,是溫度升高、日照時(shí)數(shù)增加、風(fēng)速增大、相對濕度減少共同作用的結(jié)果。

3.4 ET0貢獻(xiàn)的特征分析

采用尹云鶴等[16]提出的氣象因子對ET0變化的貢獻(xiàn)率計(jì)算方法,即貢獻(xiàn)率等于敏感系數(shù)和多年相對變化率乘積,計(jì)算結(jié)果見表3。溫度對ET0起正向作用,多年相對變化率24.69%,T升高促使ET0正向增加,正貢獻(xiàn)率最大為7.96%,說明溫度升高是造成流域ET0增加的主要原因;風(fēng)速多年相對變化率為9.32%,因u與ET0同向變化,u增大促使ET0增加,正貢獻(xiàn)率為3.14%;平均相對濕度多年相對變化率-2.63%,因RH與ET0反向變化,最終RH減少促使ET0增加,正貢獻(xiàn)率2.29%;日照時(shí)數(shù)多年相對變化率1.54%,n對ET0增加起到正向促進(jìn)作用,n多年呈增加趨勢導(dǎo)致ET0增加,正貢獻(xiàn)率0.29%。綜上可知,ET0變化對各氣象要素的敏感性排序與氣象要素貢獻(xiàn)率大小排序并不一致,主要由于貢獻(xiàn)率計(jì)算不僅考慮敏感性系數(shù)大小,同時(shí)考慮多年相對變化率的影響。4項(xiàng)主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因素的貢獻(xiàn)大小排序依次為T,u,RH,n,貢獻(xiàn)率分別為7.96%,3.14%,2.29%,0.29%。疏勒河流域RH減少、T升高、n增加、u增大共同促使ET0呈現(xiàn)增大趨勢,是多種因素綜合作用結(jié)果,4種主導(dǎo)驅(qū)動(dòng)因素對ET0增加的總貢獻(xiàn)為13.69%。

圖6 疏勒河流域ET0敏感系數(shù)的空間分布

表3 氣象因子對ET0的貢獻(xiàn)率

4 討論與結(jié)論

疏勒河流域1984—2019年ET0整體呈現(xiàn)顯著上升趨勢,與康燕霞等[24]甘肅省1951—2013年ET0以2.11 mm/10 a的傾向率呈現(xiàn)出增長趨勢,鄭健等[11]甘肅省1980—2015年ET0整體呈上升趨勢的研究結(jié)論一致,線性傾向變化率2.92 mm/a,除青海大柴旦站未達(dá)到顯著性水平,疏勒河其他區(qū)域均通過了信度90%的顯著性檢驗(yàn)。ET0空間上呈東南向西北呈現(xiàn)遞增的趨勢,與康燕霞等[24]空間分布總體上呈現(xiàn)西北地區(qū)大于東南地區(qū),鄭健等[11]甘肅省各分區(qū)ET0差異較大,從東南部向西北部增加的結(jié)論一致,高值區(qū)位于肅北縣北部、瓜州縣北部、敦煌市西部、阿克塞縣西部,低值區(qū)位于青海省天峻縣。ET0夏季最大,其次春季、秋季,冬季最小,ET0四季空間分布與年值空間分布一致。ET0時(shí)空變化特征是由地理環(huán)境差異性分布導(dǎo)致的,溫度、日照時(shí)數(shù)、風(fēng)速起正向促進(jìn)作用,相對濕度起反向抑制作用,相對濕度多年呈現(xiàn)減少趨勢,同時(shí)溫度、日照時(shí)數(shù)、風(fēng)速呈增加趨勢,氣象因素的共同作用促使ET0呈現(xiàn)顯著上升趨勢。這也與鄭健等[11]甘肅省的ET0與日平均風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)、日平均氣溫均為極顯著正相關(guān),與平均相對濕度為極顯著負(fù)相關(guān)。張彩霞等[25]河西地區(qū)ET0與平均風(fēng)速、日照時(shí)間正相關(guān),與相對濕度負(fù)相關(guān)的相關(guān)結(jié)論一致。ET0呈現(xiàn)增大趨勢,基于敏感系數(shù)法計(jì)算相對濕度、溫度、日照時(shí)數(shù)、風(fēng)速貢獻(xiàn)率,大小分別為2.29%,7.96%,0.29%,3.14%,4種氣象要素總貢獻(xiàn)值13.69%,且溫度升高是造成ET0增加的主要原因,該方法同時(shí)反映ET0變化對各氣象要素的敏感性程度和各氣象要素多年相對變化率的影響。與張彩霞等[25]河西地區(qū)ET0的主要影響因子為平均溫度、平均風(fēng)速結(jié)論一致。鄭健等[11]認(rèn)為對甘肅省ET0變化影響最大的因素是平均風(fēng)速和日照時(shí)數(shù),是基于偏相關(guān)系數(shù)大小確定的,由于相關(guān)系數(shù)只反映氣候因素與ET0緊密程度,不能反映氣候變量多年變化幅度大小對于ET0增加的影響。

研究中將多種定性與定量分析方法探索性結(jié)合,定性、定量分析相融合,發(fā)揮循序漸進(jìn),優(yōu)勢互補(bǔ)的作用。基于聚類分析、灰色關(guān)聯(lián)度分析,從9個(gè)氣象要素中篩選出T,RH,P,n,u共5個(gè)氣象因素,聚焦關(guān)鍵影響因素,簡化問題。針對這5個(gè)氣象要素進(jìn)行通徑分析,結(jié)果顯示T是影響ET0變化最主要因素,P對ET0變化作用最小,可以忽略,進(jìn)一步剔除P指標(biāo)。選取剩余4個(gè)氣象要素,進(jìn)一步分析其對ET0變化的敏感性及貢獻(xiàn)特征。疏勒河流域ET0時(shí)空演變規(guī)律以及驅(qū)動(dòng)因子定量化分析結(jié)果,在與前人研究成果相互驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,證實(shí)多種定性與定量分析方法結(jié)合運(yùn)用是研究ET0時(shí)空變化機(jī)理的重要手段。

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