中国农业气象 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (8): 1192-1205.doi: 10.3969/j.issn.1000-6362.2025.08.011
顾杨旸,赵文吉,吴舒祺
GU Yang-yang, ZHAO Wen-ji, WU Shu-qi
摘要:
黄河流域作为中国北方生态屏障区,干旱事件频发且时空分异显著,但其大尺度演变规律及大气−海洋驱动机制尚未明确,制约了区域水资源优化配置与干旱风险管理。本研究基于1980−2020年黄河流域及周边340个气象站逐月降水量与气温数据,采用Thornthwaite模型计算标准化降水蒸散指数(SPEI),结合线性趋势估计、Mann−Kendall趋势/突变检验、连续小波变换与小波相干分析,揭示黄河流域干旱的时空演变及其与北极涛动(AO)、太平洋年代际振荡(PDO)、厄尔尼诺−南方涛动(ENSO)、东亚夏季风(EASM)的多尺度耦合机制,以期为区域流域干旱预警及适应性调控提供科学依据。结果表明:1980−2020年黄河流域春季SPEI−3以0.021·a−1的速率极显著下降(P<0.01),春季30%的时间出现轻度及以上干旱。1997年秋季SPEI-3突变检测识别出显著跃升点,之后5a内干旱发生频率提升了20%。夏、冬季黄河流域干旱无显著持续趋势,表现为短期随机波动。1980−2020年黄河流域年尺度SPEI−12整体呈0.005·a−1微弱下降趋势(P=0.06),1997−2002年黄河流域轻、中度干旱共发生8次,占该期年均干旱事件总数的65%,1986年突变为持续干旱。空间上,1980−2020年黄河流域干旱高频区由东北中下游向西南迁移,形成覆盖35.23%中下游的“东北频发−西南减弱”辐射带。北极涛动(AO)通过3~60个月共振使黄河流域干旱滞后2~4个月;太平洋年代际振荡(PDO)双模态作用使干旱提前或滞后3~8个月;ENSO多周期交替使干旱滞后3~9个月或提前12~18个月;东亚夏季风(EASM)短周期负相位与中长周期正相位耦合使干旱滞后1~15个月。综上所述,多尺度天气气候事件的周期性波动通过AO抑制土壤湿度、PDO削弱水汽输送、EASM驱动变化的跨尺度协同作用,是1980−2020年黄河流域气象干旱演变的关键驱动机制。