变化环境下流域气象水文要素的相关性演化

• 作者: 韦晓伟 张洪波 辛琛 杨建涛 李慈
• 来源期刊: 南水北调与水利科技
• 学科: 地球科学
• 关键词: 气象水文 相关性演化 变化环境 交叉小波 渭河流域
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 水文水资源
• 页码范围: 17-26
• 页数: 10页
• 分类号: TV214|P333
• 语种: 中文
• DOI: 10.13476/j.cnki.nsbdqk.2020.0112

摘要

为了探究流域气象水文要素间相关性结构及其演化,采用交叉小波分析、去趋势波动分析(DFA)、去趋势互相关分析(DCCA)和去趋势偏互相关分析(DPXA)对渭河流域1960-2015年的气象水文数据(年降水量、年蒸发皿蒸发量、年径流深等)进行了时频域相关性分析和长程相关性分析,探讨气象水文要素间的相关性结构变化和长程相关性特征.交叉小波分析表明,研究期内蒸发、降水、径流任意两因子间相关性在不同时频域存在差异,相关结构上存在1?2和8a的相似主导周期,宏观上降水-径流间多尺度相关结构发生退化,共振周期减少.长程相关分析表明,径流、蒸发和降水序列的Hurst指数均大于0.5,表现出良好的长持续性特征,当前降水(径流、蒸发)会对未来某一时刻的降水(径流、蒸发)产生影响;DCCA结果表明,降水-径流间表现出长程相关性,而降水-蒸发和径流-蒸发呈长程反相关性,呈现出不同的长程互相关结构;DPXA结果表明,扣除第三因子影响后,降水-蒸发和径流-蒸发长程相关性发生突变,从而降水-径流、降水-蒸发和径流-蒸发两两间均呈长程互相关性,暗示降水、径流和蒸发三者间长程相关性的互馈特征,相比于DCCA结果,DPXA的结果显然更具有说服力.透过滑窗分析可发现降水-径流、降水-蒸发之间的长程互相关性在时域上没有发生突变,未来降水量的可能增加将引起径流量增大,并间接引起渭河流域受水量制约的蒸发量增大;径流-蒸发间长程互相关性于1962年由长程反相关突变为长程相关,随后长程相关性持续增强,标志着渭河流域未来蒸发的变化可能会引发更大的径流波动.