中國西南干旱對氣候變暖的響應特征

姚玉璧，張 強，王勁松，尚軍林，王 鶯，石 界，韓蘭英

1. 中國氣象局蘭州干旱氣象研究所 甘肅省干旱氣候變化與減災重點實驗室 中國氣象局干旱氣候變化與減災重點開放實驗室，甘肅 蘭州730020；2. 甘肅省定西市氣象局，甘肅 定西743000；3. 西北區(qū)域氣候中心，甘肅 蘭州730020

中國西南干旱對氣候變暖的響應特征

姚玉璧1，2，張 強1，王勁松1，尚軍林2，王 鶯1，石 界2，韓蘭英3

1. 中國氣象局蘭州干旱氣象研究所 甘肅省干旱氣候變化與減災重點實驗室 中國氣象局干旱氣候變化與減災重點開放實驗室，甘肅 蘭州730020；2. 甘肅省定西市氣象局，甘肅 定西743000；3. 西北區(qū)域氣候中心，甘肅 蘭州730020

基于相對濕潤度的干旱等級分析方法，應用中國西南1958─2012年氣候資料，研究了中國西南干旱時域變化、空間分布、各季節(jié)的時空演變及其對全球氣候變暖的響應特征，為應對氣候變化提供科學依據。采用ArcGIS系統(tǒng)中反距離權重方法進行空間插值分析繪圖。結果表明：中國西南年干旱發(fā)生區(qū)主要分布于云南高原北部、川西高原和川西南山地，發(fā)生干旱區(qū)域占總面積的30%左右；其中，中旱區(qū)分布于云南高原北部、川西高原部分區(qū)域，占研究區(qū)總面積的11%左右；重旱區(qū)分布于云南高原北部、川西高原局部地區(qū)，占研究區(qū)總面積的5%左右；歷年干旱出現(xiàn)頻率平均31.7%。研究區(qū)干旱以冬、春季干旱為主。歷年逐季冬、春季干旱出現(xiàn)站次平均分別為76.1%和46.2%。1958─2012年云貴高原大部、四川盆地中部相對濕潤度指數負絕對值增大，干旱等級提高，年干旱強度呈增強的趨勢；其中，云貴高原大部分區(qū)域夏、秋和冬季相對濕潤度指數負絕對值呈增大趨勢，干旱顯著增強；川西高原和川西南山地區(qū)冬季干旱呈增強趨勢；四川盆地和川北區(qū)域秋季干旱呈增強趨勢；川東盆地、貴州高原春季干旱也呈增強趨勢。年干旱指數時間序列存在顯著的3～4 a和7～8 a周期振蕩；2009年為干旱強度顯著加強的突變點，在全球氣候變暖的背景下，預計未來數年中國西南干旱仍處在面積擴大、強度增強過程中。

相對濕潤度；干旱；氣候變化；中國西南

2013年9月30日，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第一工作組第五次評估報告(AR5)《Climate Change 2013: The Physical Science Basis》全文公布，報告認為，與第四次評估報告(AR4)相比，大氣圈和冰凍圈變暖的觀測資料更加充分。1880─2012年，全球平均地表溫度升高了0.85（0.65～1.06）℃，1951─2012年全球平均地表溫度的升溫速率（0.12（0.08～0.14）℃/10a）幾乎是1880年以來升溫速率的2倍。過去的3個連續(xù)10年比之前自1850年以來的任何10年均暖（IPCC，2013）。全球氣候系統(tǒng)變暖的事實是毋庸置疑的。在全球變暖的背景下，全球范圍內特大干旱、高溫等極端天氣氣候事件發(fā)生的頻率和強度呈增加趨勢；不斷變化的氣候可導致極端天氣和氣候事件在頻率、強度、空間范圍、持續(xù)時間和發(fā)生時間上的變化，并能夠導致前所未有的極端天氣和氣候事件的發(fā)生（IPCC，2012）。

中國西南地區(qū)是重要的農業(yè)和經濟作物生產區(qū)（朱鐘麟等，2006），西南地區(qū)降水量分布不均，變率大。近年來，干旱頻發(fā)，2005年春季云南異常干旱，2006年夏季川渝特大干旱，2009年秋至2010年春以云、貴為中心的西南5省干旱，特別是2009─2012年的西南干旱事件持續(xù)時間長、影響范圍廣、災害程度重，是該地區(qū)有氣象記錄以來最嚴重的氣象干旱事件，2013年夏季重慶、四川、貴州又出現(xiàn)干旱。頻繁發(fā)生的嚴重干旱災害，給西南區(qū)域農業(yè)生產和社會經濟發(fā)展造成嚴重的損失。研究西南地區(qū)干旱及其變化規(guī)律特征已迫在眉睫。

黃榮輝等（2012）認為西南地區(qū)最近幾年無論夏季和秋季或是冬季和春季降水都處于偏少時期，即處于干旱時期。賀晉云等（2011）利用1960─2009年西南地區(qū)108站氣象資料研究表明，四川盆地西南部、橫斷山區(qū)南端、廣西南部沿海和貴州北部近50年來極端干旱發(fā)生頻率明顯增加。王明田等（2012）認為，西南地區(qū)年尺度干旱頻率呈西部高，東部低的帶狀分布。近10 a年干旱強度增大明顯。我國西南地區(qū)當前正處于一個干旱化過程，但不同地區(qū)干濕變化特征及干旱化的持續(xù)時間和位相卻有差別（馬柱國和任小波，2007）；近46 a來云南年均降水量趨于減少，夏季降水量減少較為明顯；滇西地區(qū)氣溫也為增暖的變化趨勢（段旭等，2000；劉瑜等，2010；陶云等，2009）。此外，國內外學者在分別對非洲干旱（Nicholson，2001）、中亞干旱（Wang等，2010）、中國北方干旱（馬柱國和符淙斌，2001；馬柱國，2005；黃小燕等，2014；王勁松等，2012）、西北干旱（羅哲賢，2005；錢正安等，2001；張強等，2010；張書余，2008）、華北干旱（張慶云等，2003）和黃土高原暖干化（Yao等，2013；盧愛剛，2009；王鶯等，2013；姚玉璧等，2005）等研究中也發(fā)現(xiàn)局地向暖濕變化、大部分區(qū)域向暖干變化的特征。然而，在全球氣候變暖的背景下，中國西南逐年及季節(jié)干旱的趨勢變化特征如何？在季節(jié)尺度上干旱對全球氣候變暖響應特征如何？在許多情況下僅討論年時間尺度顯然太長（王鶯等，2014；姚玉璧等，2014；張強等，2011）。為此，從季節(jié)尺度入手結合年際變化分析中國西南干旱對全球氣候變暖的響應特征、趨勢變化，為相關研究提供參考，為科學防御干旱災害提供依據。

1 研究區(qū)域與方法

1.1 研究區(qū)域

研究區(qū)域包括中國西南的四川省、貴州省、云南省和重慶市（圖1），其地理坐標為東經97.4°E～110.2°E、北緯21.2°N～34.4°N。土地面積115萬km2，耕地面積1900萬hm2，海拔高度在150～5000 m之間。中國西南地形地貌復雜多樣，境內有高原、山地、丘陵、平原、河谷和盆地，包括青藏高原東部、云貴高原和四川盆地等，獨特的地理位置和復雜的地形地貌形成了多種多樣的氣候類型。

研究區(qū)域年降水量在303.7～1924.2 mm之間，1958─2012年降水量線性擬合氣候傾向率在-80.9～25.3 mm/(10a)之間，平均值為-12.6 mm/(10a)，大部分區(qū)域氣候傾向率為負值，即降水量呈下降趨勢。區(qū)域年平均氣溫在-0.9～20.6 ℃之間，1958─2012年平均氣溫線性擬合氣候傾向率在-0.141～0.764 ℃/(10a)之間，平均值為0.172 ℃/(10a)，區(qū)域氣溫氣候傾向率除個別站為負值外，其余均為正值，即氣溫呈顯著的上升趨勢。

1.2 數據資料

研究區(qū)域氣象數據資料選取中國西南地區(qū)3省1市（四川省、貴州省、云南省和重慶市）中區(qū)域空間代表性好、連續(xù)年代長、序列完整的89個國家基本氣象站（圖1）1958─2012年氣象要素觀測資料。

1.3 干旱指數分級

相對濕潤度指數是指某時段降水量與可能蒸散量的差占同時段可能蒸散量的比。該指數是以土壤水分收支平衡為基礎的干旱監(jiān)測指數，反映了某時段降水量與可能蒸散量之間的平衡特征，適用于旬以上尺度的干旱監(jiān)測和評估。本研究中，季尺度（3個月）干旱等級劃分按照國家標準《氣象干旱等級》（GB/T20481-2006）（張強等，2006）指標分級；年尺度（12個月）干旱等級劃分參考文獻（王明田等，2012）指標分級（表1）。

圖1 中國西南區(qū)域氣象觀測站點分布圖Fig. 1 The weather stations distribution of Southwestin China

表1 相對濕潤度干旱等級劃分表Table 1 The classification of drought Based on relative moisture index

相對濕潤度指數（M）的計算公式為：

式中，R為某時段降水量（mm）；PE為某時段的可能蒸散量（mm）。

PE采用FAO推薦的Penman-Monteith模型（Allen等，1998；Walter等，2000），其計算公式如下：

式中，Rn為地表凈輻射(MJ m-2d-1)；Gi為土壤熱通量(MJ m-2d-1)；γ為干濕表常數(kPa℃-1)；Δ為飽和水汽壓曲線斜率(kPa℃-1)；T為平均氣溫(℃)；U2為2 m高度處的平均風速(ms-1)，由10 m高度處的平均風速計算得到；es為飽和水汽壓(kPa)；ea為實際水汽壓(kPa)。

1.4 數據分析方法

線性傾向估計。用xi表示樣本為n的某一氣候變量，用ti表示xi所對應的時間，建立xi與ti的一元線性回歸Xi=a+bti（i=1,2,…，n）。它的含義是用一條合理的直線表示x與t之間的關系。回歸系數b＞0時，說明隨時間t的增加x呈上升趨勢；b＜0時，說明隨時間t的增加x呈下趨勢(魏鳳英，2007)。

小波分析也稱多分辨分析，克服了傅里葉分析在時間域上沒有任何分辨率的缺點，被認為是傅里葉分析方法的突破性進展。它的主要功能是表達時間函數在時間—頻率域中的局部化特征，即時間信號在局部時段的頻率特征。小波基（母波）的種類較多，本文采用有邊界Morlet小波能量譜分析(吳洪寶和吳蕾，2005)。

小波變換系數為：

ξ(t’,a)=a-1/2∫f(t)Ψ*(t/a- t’/a)dt

ξ(t’,a)是小波系數，f(t)是資料序列，Ψ*是Ψ的共軛函數。

1.5 空間分布分析方法

干旱指數以及干旱指數趨勢系數空間分布特征根據氣象站點計算數據，采用反距離權重（IDW, inverse distance weighted interpolation）方法對其進行空間插值。設定Cell size的參數均為0.005，生成空間柵格數據，應用ArcGIS軟件繪圖。

圖2 中國西南干旱指數空間分布（a: 春季； b:冬季；c：年）Fig. 2 Spatial distribution of the droughts index on southwest in China(a: Spring; b: Winter ; c: Annual)

2 結果與分析

2.1 西南干旱區(qū)域分布特征

根據基于相對濕潤度的干旱指數定義，相對濕潤度指數負絕對值愈大，干旱等級愈高，干旱強度愈大；反之亦然。由中國西南春季相對濕潤度指數空間分布圖可知（圖2a），研究區(qū)春季相對濕潤度指數負絕對值呈東北向西南逐漸增大的特征，說明干旱強度從東北向西南逐漸增強。春季干旱區(qū)主要分布于云南高原、川西高原和川西南山地區(qū)域，干旱區(qū)域占所研究區(qū)域總面積的43%左右；其中中旱區(qū)分布于云南高原北部、川西高原南部和川西南山地，占所研究區(qū)域總面積的20%左右；重旱區(qū)分布于云南北部到川西南山地為中心的西北－東南向局部地帶，占所研究區(qū)域總面積的5%左右。歷年逐季春季干旱出現(xiàn)頻率平均為46.2%。

中國西南冬季相對濕潤度指數負絕對值呈東西向逐漸增大的特征（圖2b），說明干旱強度從東向西逐漸增強。除重慶中南部和貴州高原東部外，冬季干旱分布于西南絕大部分地區(qū)，輕旱及其以上干旱區(qū)域達到研究區(qū)域總面積的76%以上；其中，中旱區(qū)分布于云南高原、川西高原、川西南和川北山地，達到研究區(qū)域總面積的55%左右；重旱區(qū)分布于云南高原北部、川西高原南部和川西南山地，達到研究區(qū)域總面積的30%左右；特旱區(qū)分布于川西高原南部和川西南山地為中心的西北－東南向局部地帶，達所研究區(qū)域總面積的5.6%左右；歷年逐季冬季干旱出現(xiàn)頻率平均為76.1%。

中國西南平均夏季、秋季相對濕潤度指數大部分區(qū)域未達到干旱指標（圖略），干旱僅在局部區(qū)域出現(xiàn)；歷年逐季夏季干旱出現(xiàn)頻率平均為2.0%，歷年秋季干旱出現(xiàn)頻率平均為11.7%。其值小于冬、春季干旱出現(xiàn)頻率。

由中國西南年相對濕潤度指數空間分布圖可知（圖2c），干旱區(qū)主要分布于云南高原北部、川西高原和川西南山地，干旱區(qū)域占研究區(qū)總面積的30%左右；其中中旱區(qū)分布于云南高原北部、川西高原部分區(qū)域占總面積的11%左右；重旱區(qū)分布于云南高原北部、川西高原局部地區(qū)占總面積的5%左右。歷年干旱出現(xiàn)頻率平均為31.7%。

由此可見，研究區(qū)域干旱以冬、春季為主，主要干旱區(qū)域分布于云南高原大部、貴州高原東部、川西高原、川西南和川北山地。

2.2 西南干旱趨勢變化特征

2.2.1 春季干旱趨勢變化

1958─2012年研究區(qū)各地春季干旱指數變化曲線線性擬合趨勢系數（圖3a）和傾向率（圖3b）吃得下變化特征可見，西部的川西高原、川西南山地和云南高原區(qū)域干旱指數線性擬合傾向率為正值，表明相對濕潤度指數增加，干旱等級降低，春旱強度呈減弱趨勢，大部分區(qū)域傾向率在0.01～0.03/(10a)之間，個別站在0.031～0.068/(10a)之間。川西高原大部、云南高原西北部趨勢系數r≥0.261，通過P＜0.05信度顯著性檢驗。

東部的川東盆地、貴州高原春旱指數線性擬合傾向率為負值，表明相對濕潤度指數減小，干旱等級升高，春旱強度呈增強趨勢，大部分區(qū)域傾向率在-0.06～-0.01/(10a)之間，但除個別站之外，大部分站未通過顯著性檢驗。

就春季而言，1958─2012年川西高原、川西南山地和云南高原區(qū)域春季表現(xiàn)為變濕的趨勢，春旱強度減弱，且通過顯著性檢驗。而川東盆地、貴州高原春季呈變干的趨勢，春旱強度呈增強趨勢，但未通過顯著性檢驗。

2.2.2 夏季干旱趨勢變化

夏季干旱指數變化趨勢與春季差異較大，其干旱指數變化曲線線性擬合趨勢系數（圖4a）表明，云南高原大部、四川盆地中北部趨勢系數為負值，呈變干的趨勢，夏季干旱強度增強；干旱指數線性擬合傾向率大部分區(qū)域在-0.10～-0.01/(10a)之間，個別站＜-0.10/(10a)（圖4b）；部分站趨勢系數r≤-0.221，通過P＜0.10信度檢驗。

圖3 中國西南春季干旱指數趨勢系數和傾向率空間分布（a：趨勢系數；b：傾向率）Fig. 3 The spatial distribution of spring droughts index trend coefficient and tendency rate on southwest in China from 1958 to 2012 (a: The trend coefficient; b: The tendency rate)

圖4 中國西南夏季干旱指數趨勢系數和傾向率空間分布（a：趨勢系數；b：傾向率）Fig. 4 The spatial distribution of summer droughts index trend coefficient and tendency rate on southwest in China from 1958 to 2012 (a: The trend coefficient; b: The tendency rate)

川西高原、川西南山地、川東盆地和貴州高原相對濕潤度指數增加，夏季干旱強度呈減弱趨勢，大部分區(qū)域傾向率在0.01～0.10/(10a)之間，個別站＞0.10/(10a)；部分站趨勢系數r≥0.261，通過P＜0.05信度顯著性檢驗。

可知，夏季干旱在云南高原大部、四川盆地中北部增強，在其余區(qū)域減弱。

2.2.3 秋季干旱趨勢變化

秋季干旱指數變化趨勢除川西高原部分區(qū)域、云南高原西北部外，云貴高原大部、四川盆地和川北區(qū)域相對濕潤度指數均呈減小趨勢，干旱等級升高，秋季干旱強度均增強。其傾向率在-0.16～-0.10/(10a)之間占10.2%；在-0.099～-0.05/(10a)之間占26.1%；在-0.049～0.0/(10a)之間占38.6%（圖5b）；大部分站趨勢系數r≤-0.2621，通過P＜0.05信度顯著性檢驗（圖5a）。

川西高原部分區(qū)域、云南高原西北部部分區(qū)域相對濕潤度指數增加，秋季干旱強度呈減弱趨勢，其傾向率在0～0.019/(10a)之間占17.0%；在0.02～0.043/(10a)之間占8.0%；除個別站之外，大部分站未通過顯著性檢驗。

可見，秋季干旱指數變化趨勢除川西高原部分區(qū)域、云南高原西北部外，云貴高原大部、四川盆地和川北區(qū)域秋季相對濕潤度指數均呈減小趨勢，干旱等級升高，秋季干旱呈顯著增強特征。

圖5 中國西南秋季干旱指數趨勢系數和傾向率空間分布（a：趨勢系數；b：傾向率）Fig. 5 The spatial distribution of autumn droughts index trend coefficient and tendency rate on southwest in China from 1958 to 2012 (a: The trend coefficient; b: The tendency rate)

2.2.4 冬季干旱趨勢變化

冬季干旱指數變化除四川北部區(qū)域和貴州高原東南部區(qū)域外，云貴高原大部、川西高原和川西南山地區(qū)域相對濕潤度指數均呈減小趨勢，冬季干旱強度增強。其傾向率在-0.05～-0.04/(10a)之間占3.4%；在-0.039～-0.02/(10a)之間占6.9%；在-0.019～-0.0/(10a)之間占50.6%（圖6b）；但除個別站之外，大部分站未通過顯著性檢驗（圖6a）。

四川北部區(qū)域和貴州高原東南部區(qū)域相對濕潤度指數增加，秋季干旱強度呈減弱趨勢，其傾向率在0～0.019/(10a)之間占28.7%；在0.02～0.043/(10a)之間占10.3%；大部分站也未通過顯著性檢驗。

分析可知，冬季干旱在云貴高原大部、川西高原和川西南山地區(qū)域呈增強趨勢；在四川北部區(qū)域和貴州高原東南部區(qū)呈減弱趨勢。

2.2.5 年際干旱趨勢變化

1958─2012年年干旱指數變化曲線線性擬合趨勢系數（圖7a）表明，川西高原、川西南山地、云南高原北部部分區(qū)域和川東盆地部分區(qū)域年干旱指數趨勢系數＞0，相對濕潤度指數增加，年干旱強度呈減弱趨勢，傾向率在在0～0.019/(10a)之間占26.7%；在0.02～0.052/(10a)之間占15.1%（圖7b）；但除個別站之外，大部分站未通過顯著性檢驗。

云貴高原大部、四川盆地中部趨勢系數＜0，相對濕潤度指數減小，干旱強度增加，呈變干的趨勢；干旱指數線性擬合傾向率在-0.072～-0.04/(10a)之間占9.3%；-0.039～-0.02/(10a)之間占15.1%；-0.019～0.0/(10a)之間占33.7%；大部分趨勢系數r≥0.261，通過P＜0.05信度顯著性檢驗。

可見，云貴高原大部、四川盆地中部呈變干的趨勢，年干旱強度增強；其余區(qū)域年干旱強度減弱。

圖6 中國西南冬季干旱指數趨勢系數和傾向率空間分布（a：趨勢系數；b：傾向率）Fig. 6 The spatial distribution of winter droughts index trend coefficient and tendency rate on southwest in China from 1958 to 2012 (a: The trend coefficient; b: The tendency rate)

圖7 中國西南年干旱指數趨勢系數和傾向率空間分布（a：趨勢系數；b：傾向率）Fig. 7 The spatial distribution of annual droughts index trend coefficient and tendency rate on southwest in China from 1958 to 2012 (a: The trend coefficient; b: The tendency rate)

2.3 周期振蕩特征

為了進一步識別干旱時域變化的周期特征，對干旱指數時間序列進行小波分析。小波分析不僅能反映信號在時頻域上的總體特征還能提供局部化的信息，同時具有對突變點的診斷能力。因而能有效地從信號中提取信息，通過伸縮和平移等運算功能對函數或信號進行多尺度細化分析。

利用設定界限Morlet小波能量譜方法，分析近55 a干旱指數時域振蕩變化特征。根據設定界限小波能量譜等值線圖可見，1958─2012年春季干旱指數時間序列存在顯著的的7～8 a周期振蕩(圖8a)，該周期在20世紀80年振蕩最強；近55 a春季干旱指數出現(xiàn)了5個干濕交替：20世紀60年代為春季干旱強度較大的偏干期；70年代到80年代前期為干旱強度較弱的偏濕期；90年代初為偏干期；90年代后期到2008年偏濕；2009年之后又進入偏干階段。

夏季干旱指數時間序列亦存在顯著的15～16 a周期振蕩(圖8b)，該周期在20世紀80年代和90年代的時段內振蕩最強。近55 a夏季干旱指數出現(xiàn)了6個干濕交替階段：20世紀60年代為夏季干旱強度較弱的偏濕期；70年代干旱強度明顯增加，為偏干期；80年代為偏濕期；90年代初期偏干；90年代后期到2008年偏濕；也于2009年之后又進入明顯偏干階段。

圖8 中國西南干旱小波能量譜等值線（a: 春季； b: 夏季； c: 秋季；d：冬季；e：年）Fig. 8 Isoline chart of Morlet wavelet energy spectrum for the droughts index on southwest in China (a: Spring; b: Summer;c: Autumn; d: Winter ; e: Annual)

秋季干旱指數時間序列存在6～7 a周期振蕩(圖8c)，該周期也在20世紀90年代后期振蕩最強；秋季干旱指數段出現(xiàn)了5個干濕交替：20世紀50年代末60年代初為秋季干旱強度較大的偏干期；60年代中期偏濕期；60年代后期到70年代初偏干期；80年代到90年代前期總體干旱強度較弱，為偏濕期；1998年后秋季干旱強度增強，進入持續(xù)偏干階段。

冬季干旱指數時間序列存在顯著的5～6 a周期振蕩(圖8d)，該周期在1968─1975年的時段內振蕩最強；冬季干旱指數還存在顯著的10～11 a周期振蕩，該周期也在20世紀80年代到90年代振蕩最強。冬季干旱指數出現(xiàn)了6個干濕交替：20世紀50年代末60年代初干旱強度較弱，為偏濕期；60年代中期為秋季干旱強度較大的偏干期；60年代后期到70年代初為偏濕期；70年代中后期到80年代初為偏干期；80年代中后期到2008年為偏濕期；2009年以后又進入偏干期。

年干旱指數時間序列存在顯著的3～4 a周期振蕩(圖8e)，該周期在1965─1975年的時段內振蕩最強。年干旱指數還存在顯著的7～8 a周期振蕩，該周期也在20世紀70年代中后期到80年代振蕩最強；年干旱指數也出現(xiàn)了6個干濕交替：20世紀50年代末60年代初干旱強度較弱，為偏濕期；60年代后期到70年代初為干旱強度較大的偏干期；70年代中后期到80年代初為偏濕期；90年代初為偏干期；90年代中后期到21世紀初為偏濕期；2009年以后又進入偏干期。

3 結論

（1）中國西南年干旱區(qū)主要分布于云南高原北部、川西高原和川西南山地，干旱區(qū)域占總面積的30%左右；其中中旱區(qū)分布于云南高原北部、川西高原部分區(qū)域占總面積的11%左右；重旱區(qū)分布于云南高原北部、川西高原局部地區(qū)占總面積的5%左右。歷年年干旱出現(xiàn)頻率平均為31.7%。研究區(qū)域干旱以冬、春季干旱為主，其中，春季干旱區(qū)主要分布于云南高原、川西高原和川西南山地區(qū)域，干旱區(qū)域占所研究區(qū)域總面積的43%左右；歷年逐季春季干旱出現(xiàn)頻率平均為46.2%。冬季干旱分布與西南大部分地區(qū)，干旱區(qū)域達到研究區(qū)域總面積的76%以上；歷年逐季冬季干旱出現(xiàn)頻率平均為76.1%。

（2）1958─2012年云貴高原大部、四川盆地中部相對濕潤度指數負絕對值增大，干旱等級提高，年干旱強度增強，呈變干的趨勢；其余區(qū)域年干旱強度減弱。其中，春季干旱在川西高原、川西南山地和云南高原區(qū)域表現(xiàn)為相對濕潤度指數負絕對值減小，呈變濕的趨勢，春旱強度呈減弱；而川東盆地、貴州高原春季呈變干的趨勢，春旱強度呈增強趨勢。夏季干旱在云南高原大部、四川盆地中北部增強，在其余地區(qū)減弱。秋季干旱指數變化趨勢除川西高原部分區(qū)域、云南高原西北部外，云貴高原大部、四川盆地和川北區(qū)域秋季相對濕潤度指數負絕對值增大趨勢，秋季干旱呈顯著增強特征。冬季干旱在云貴高原大部、川西高原和川西南山地區(qū)域相對濕潤度指數負絕對值增大，干旱強度呈增強趨勢；在四川北部區(qū)域和貴州高原東南部區(qū)干旱呈減弱趨勢。

（3）年干旱指數時間序列存在顯著的3～4 a和7～8 a周期振蕩，其周期分別在1965─1975年和20世紀70年代中后期到80年代的時段內振蕩最強。年干旱指數出現(xiàn)了6個干濕交替，2009年以后相對濕潤度指數負絕對值增大，干旱強度呈增強趨勢，進入偏干期。就季節(jié)干旱而言，秋季干旱與1998年后強度增強，進入持續(xù)偏干階段。其余各季節(jié)干旱也于2009年年以后干旱強度呈增強趨勢。

（4）1958─2012年西南大部分區(qū)域相對濕潤度指數負絕對值呈增大趨勢，干旱等級提高，年干旱強度增強，呈變干的趨勢，其變化趨勢特征與氣候變暖趨勢相一致。另外，也存在干濕交替的變化，其機理有待進一步研究。

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The response of drought to climate warming in southwest in China

YAO Yubi1,2, ZHANG Qiang1, WANG Jingsong1, SHANG Junlin2, WANG Ying1, SHI Jie2, HAN Lanying3
1. China Meteorological Administration Key Laboratory of Arid Climate Change and Reducing Disaster, Gansu Province Key Laboratory of Arid Climate Change and Reducing Disaster, Lanzhou Institute of Arid Meteorology, China Meteorological Administration, Lanzhou 730020, China; 2. Meteorological Bureau of Dingxi City, Dingxi 743000, China; 3.Northwest Regional Climate Center, Lanzhou 730020, China

Temporal variation, spatial distribution and sub-regional evolution characteristic of drought on southwestern China and their response characteristic to global climate warming were studied, used drought index analytical method which was based on relative moisture index, according to meteorological data between 1958 and 2012. It provide the scientific basis for coping climate change. Inverse distance weighting (IDW) method of ArcGIS system was used for analytical drawing of spatial data interpolation. The results showed that, annual drought of southwest China mainly distributed in northern Yunnan plateau, western Sichuan plateau and mountainous region of southwestern Sichuan. Drought region covered around 30% of the total region; among which, moderate drought region located in partly of the northern of Yunnan plateau and the western Sichuan plateau, covered around 11% of the total studied region; severe drought region located in northern Yunnan plateau and local area of western Sichuan plateau, covered around 5%; the drought share of 31.7% over the years on the station average. The main drought are winter and spring drought in the studying region, in which the average emergence of winter drought reached76.1% and spring drought reached 46.2% respectially. From 1958 to 2012, the negative absolute value of the relative moisture index increase in middle of Sichuan basin and mostly of Yunnan-Guizhou plateau, indicating the increase of drought level as well as drought intensity. Among which, the Negative absolute value of relative moisture had an increase tendency in most regions of the Yunnan-Guizhou plateau in Summer, autumn and winter, drought significantly enhanced; drought also increase in western Sichuan plateau and mountainous area of southwestern Sichuan in winter; Sichuan basin and north of Sichuan had an increase tendency of drought in autumn; the eastern part of Sichuan basin and Guizhou plateau also had an increase tendency in spring. The time series of index of annual drought has an obvious periodical oscillation of 3～4 a and 7～8 a; 2009 is a mutation year of drought obviously strengthened. It is expected that the drought area will still expanding and the drought intensity will enhancing in the next few years in southwest China under the background global climate warming.

relative moisture index; drought; climate change; southwest in China

P467

A

1674-5906（2014）09-1409-09

姚玉璧，張強，王勁松，尚軍林，王鶯，石界，韓蘭英. 中國西南干旱對氣候變暖的響應特征[J]. 生態(tài)環(huán)境學報, 2014, 23(9): 1409-1417.

YAO Yubi , ZHANG Qiang, WANG Jingsong, SHANG Junlin, WANG Ying, SHI Jie, HAN Lanying. The Response of Drought to Climate Warming in Southwest in China[J]. Ecology and Environmental Sciences, 2014, 23(9): 1409-1417.

國家重點基礎研究發(fā)展計劃（973計劃）項目（2013CB430200；2013CB430206）；公益性行業(yè)（氣象）科研專項（GYHY201106029；GYHY201006023）；國家自然科學基金(41175081；41275118)

姚玉璧（1962年生），男，研究員級高級工程師，主要從事氣候變化對農業(yè)、生態(tài)的影響研究。E-mail: yaoyubi@163.com

2014-06-27