趙子皓,江曉東,楊沈斌
(1.江蘇省農(nóng)業(yè)氣象重點實驗室,南京 210044; 2.南京信息工程大學(xué) 氣象災(zāi)害預(yù)報預(yù)警與評估協(xié)同創(chuàng)新中心, 南京 210044; 3.南京信息工程大學(xué) 應(yīng)用氣象學(xué)院,南京 210044)
由于特殊的下墊面性質(zhì),大型水體對局部地區(qū)(簡稱“局地”)水熱循環(huán)及氣候造成一系列影響[1-4]。大型水體對局地溫度產(chǎn)生影響[1,5-7],埃及阿斯旺水壩使庫區(qū)氣溫較大壩建成前降低[8],伊泰普水電站使湖區(qū)在7月份至次年1月份白天溫度降低0~1.5 ℃,其他月份降溫達(dá)到2~3 ℃[6]。小浪底水庫蓄水后,鄰近的孟津縣年平均溫度升溫變慢[5],受洞庭湖影響,洞庭湖區(qū)最高氣溫偏低1~2 ℃,最低氣溫偏高0.5~1.0 ℃[9],鄰近的岳陽站溫度日較差比較遠(yuǎn)處站點小,在7月份偏小1.7 ℃,在12月份偏小5.0 ℃以上[9],羅馬尼亞伊茲伏盧爾·蒙特諾伊水庫庫區(qū)晴天溫度日較差減少2 ℃[10]。大型水體有增雨、增濕作用[1,10],阿斯旺水壩蓄水使庫區(qū)年蒸發(fā)量從60億m3增加到100億m3[8],造成庫區(qū)相對濕度增加[1]。伊茲伏盧爾·蒙特諾伊水庫使庫區(qū)相對濕度較大壩建成前增加20%以上[10]。俄羅斯車爾尼雪夫斯基水庫使庫區(qū)夏季相對濕度較大壩建成前上升33%[10]。大型水體還造成局地風(fēng)速增大[11-12],對局地日照時數(shù)造成影響[5]。可見,大型水體對溫度、降水、相對濕度、日照時數(shù)等氣象條件產(chǎn)生一定影響,主要導(dǎo)致降溫以及降水和相對濕度的增加。
三峽工程是當(dāng)今中國最大也是世界規(guī)模最大的水利水電樞紐工程,三峽蓄水對局地氣候產(chǎn)生了影響。三峽蓄水對局地起到降溫作用[13-15],并造成水面上方夏季降溫1.5 ℃、冬季降溫1 ℃[13],蓄水后庫區(qū)高溫日數(shù)減少[15]。也有研究指出三峽庫區(qū)因為受到氣候變暖的大背景影響,溫度呈升高趨勢[16]。三峽庫區(qū)降水量呈增加趨勢[17-18],蓄水后庫區(qū)降水量的變化在-3.6%~14.8%之間[16]。也有研究表明,雖然三峽庫區(qū)的相對濕度有所增加,例如黃亞[19]利用RegCM4模式模擬得到三峽蓄水后湖區(qū)蒸發(fā)量增加了0.04 mm/d,但因為三峽蓄水后水汽蒸發(fā)離開庫區(qū),庫區(qū)的降水量沒有明顯變化[20]。蓄水后三峽庫區(qū)年平均日照時數(shù)減少5~25 h[21],具體表現(xiàn)為東部的日照時數(shù)增加,西部降低[22]。三峽蓄水后,局地輻射量、水體蒸發(fā)熱量也顯著增加[23]。三峽蓄水對氣象要素的影響距離較近[13,24-25],對降水的影響距離最遠(yuǎn)幾十千米[26-27],蓄水對局地氣象要素的影響一般不超過20 km[13],甚至僅10 km[25]。
三峽蓄水對局地氣象要素產(chǎn)生影響,但目前結(jié)論不一。由于通航、蓄洪等需要,三峽水庫面積在一年中有較大幅度的變化[28]。三峽工程修建時間長,分不同批次蓄水,蓄水時段的選取也將影響分析結(jié)果。鑒于三峽庫區(qū)對局地氣象要素的影響是長期的、變化的,為了研究三峽蓄水在較長時間尺度上的氣候影響,本文在前人研究的基礎(chǔ)上,研究三峽庫區(qū)1951—2016年的氣候變化特征及各要素突變情況,討論三峽蓄水對局地氣象要素的影響及影響范圍和面積,為庫區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和防災(zāi)減災(zāi)提供科學(xué)依據(jù)。
三峽大壩位于湖北省宜昌市三斗坪鎮(zhèn)境內(nèi)。三峽庫區(qū)地處四川盆地與長江中下游平原過渡地區(qū),屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,年降水量1 000~1 800 mm,年平均氣溫17~19 ℃,水體面積達(dá)到1萬km2,水體長度達(dá)到600 km,最寬處超過2 000 m。
本文所使用的氣象數(shù)據(jù)來源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http:∥data.cma.cn/site/index.html),選取三峽庫區(qū)各氣象要素序列連續(xù)性較好且海拔高度不高于800 m的宜昌、秭歸、興山、巴東、奉節(jié)、萬州、豐都、長壽、沙坪壩、江津10個站點1951—2016年逐日日平均溫度、降水量、日照時數(shù)、相對濕度等氣象資料,站點分布見圖1。
圖1 研究區(qū)站點分布Fig.1 Studied sites in the Three Gorges Reservoir area
2.3.1 氣候傾向率法
本文以1997年大壩一期工程截流完成[29]為界限,采用氣候傾向率法計算溫度、降水、相對濕度、日照時數(shù)等氣象要素在1951—2016年、1977—1996年(開始蓄水前20 a)及1997—2016年(開始蓄水后20 a)的變率。蓄水前后氣候傾向率的改變可以去除要素長期變化的大背景影響,結(jié)合要素是否在蓄水期間發(fā)生突變,可以反映出要素受蓄水的影響。
用Xi表示樣本量為n的某一氣象要素序列,所對應(yīng)的時間序列為t,建立Xi與t之間的一元線性回歸為
Xi=a+bti,i=1,2,…,n。
(1)
式中:a為回歸常數(shù);b為回歸系數(shù)。a和b可用最小二乘法進(jìn)行估計,并以b作為氣候要素變化速率。
2.3.2 CVM檢驗
本文以1997年大壩一期工程截留完成為起點,至2003年大壩二期工程蓄水[29]為蓄水時段。采用Cramér-von Mises(CVM)檢驗[30]計算要素發(fā)生突變的年份,并判斷各要素是否在蓄水年間(1997—2003年)發(fā)生突變。首先利用式(1)、式(2)計算樣本的經(jīng)驗分布。
(2)
(3)
(4)
式中Wτ,n是2個經(jīng)驗分布平均距離的平方,實際計算中可表示為
(5)
散度值W越大,說明累積分布的變化越大,檢驗結(jié)果的峰值為要素序列的突變點。
2.3.3 空間插值方法
選用反距離權(quán)重法[31]對數(shù)據(jù)點進(jìn)行空間插值。反距離權(quán)重法將插值點與樣本點的距離作為權(quán)重,距離樣本點越近的插值點權(quán)重越大。計算公式為
(6)
式中:Z(S0)為S0處的預(yù)測值;N為樣本點數(shù);λi為各樣本點的權(quán)重;Z(Si)為Si處的測量值。權(quán)重的計算公式為
(7)
式中:di0為點S0與各已知點Si的距離;p為指數(shù)值。
三峽庫區(qū)1951—2016年平均溫度為17.74 ℃(圖 2(a)),整體呈南高北低的分布,庫區(qū)西部、東部溫度高于中部。庫區(qū)西部的江津年平均溫度最高為18.49 ℃,東部的宜昌年平均溫度最低為16.98 ℃。庫區(qū)1951—2016年整體呈升溫趨勢,平均溫度變率為0.06 ℃/(10 a)(圖 2(b))。除庫區(qū)東部秭歸呈降溫趨勢外,其余地區(qū)均呈升溫趨勢,庫區(qū)中部升溫快于東部、西部。庫區(qū)中部的奉節(jié)升溫最快,溫度變率為0.24 ℃/(10 a),東部的秭歸降溫最快,溫度變率為-0.32 ℃/(10 a)。三峽水庫蓄水前(1977—1996年)與蓄水后(1997—2016年)溫度變率差值(蓄水后溫度變率減蓄水前)分布見圖2(c)。由圖2(c)可見,蓄水后庫區(qū)溫度變率整體增加,平均變率差值為0.35 ℃/(10 a),除庫區(qū)東部的秭歸、宜昌溫度變率降低外,其他大部分地區(qū)溫度變率增加,庫區(qū)中部的奉節(jié)溫度變率增加最多,差值為1.59 ℃/(10 a),東部的宜昌溫度變率減少最多,差值為-0.29 ℃/(10 a)。采用CVM檢驗得出的蓄水期間溫度突變站點分布見圖2(d),庫區(qū)東部的秭歸在1997年發(fā)生突變,中部的奉節(jié)在2002年發(fā)生突變,西部的豐都、長壽、江津都在2000年發(fā)生突變。5個站點的CVM檢驗結(jié)果p值都<0.01,達(dá)到極顯著水平。
圖2 蓄水前后庫區(qū)溫度變化Fig.2 Change of temperature in reservoir area before and after impoundment
為進(jìn)一步研究三峽蓄水在距大壩不同距離尺度上對溫度的影響,選取秭歸(110.68°E, 31.00°N; 高程151.5 m)、宜昌(111.32°E, 30.77°N; 高程116.8 m)、萬州(108.40°E, 30.77°N;高程186.7 m)3個站點進(jìn)行對比分析。3個站點經(jīng)度最大相差3.28°,緯度最大相差0.23°,海拔最大相差69.9 m,地理環(huán)境相似。3個站點溫度數(shù)據(jù)之間的差異可反映蓄水的影響。3個站點蓄水后20 a較蓄水前20 a平均溫度差值(蓄水后平均溫度減蓄水前)見表1。蓄水后,大壩附近的秭歸站溫度下降1.15 ℃,隨著距離增大,溫度變化趨勢變?yōu)樯仙疑郎胤入S距離增加而增大。蓄水后宜昌站溫度升高0.55 ℃,萬州站升溫幅度更大,達(dá)到了0.89 ℃。上述結(jié)果表明蓄水對秭歸站存在降溫作用。
表1 蓄水前后不同站點的溫度均值及差值Table 1 Mean and difference of temperature at stations of different distances to the dam before and after impoundment
三峽庫區(qū)1951—2016年平均降水量為1 092.49 mm/a(圖3(a)),庫區(qū)中部降水量多于西部、東部。庫區(qū)中部的萬州降水最多,年平均降水量為1 183.68 mm/a,庫區(qū)東部的興山降水最少,年平均降水量為981.19 mm/a。庫區(qū)1951—2016年多數(shù)降水量站點呈減少趨勢(圖3(b))。庫區(qū)東部的秭歸、西部的沙坪壩降水量呈增加趨勢,其余地區(qū)均呈減少趨勢。庫區(qū)東部的秭歸降水增加最快,變率為50.71 mm/(10 a),中部的奉節(jié)降水減少最快,變率為-13.23 mm/(10 a)。三峽蓄水前后20 a庫區(qū)降水變率差值分布見圖3(c),由圖3(c)可見,蓄水后庫區(qū)降水變率整體增加,平均變率差值為22.82 mm/(10 a)。降水變率差值沒有明顯分布規(guī)律,在庫區(qū)東部、西部都有高值和低值中心。庫區(qū)東部的巴東降水變率增加最大,差值為91.49 mm/(10 a),庫區(qū)東部的宜昌降水變率減少最大,差值為-50.23 mm/(10 a)。
圖3 蓄水前后庫區(qū)降水變化Fig.3 Change of precipitation in reservoir area before and after impoundment
庫區(qū)蓄水期間降水突變站點分布見圖3(d),僅庫區(qū)東部的秭歸降水在1997年發(fā)生突變,對秭歸降水的CVM檢驗結(jié)果p值<0.01,達(dá)到極顯著水平。
為進(jìn)一步研究蓄水在不同距離尺度上對降水的影響,計算秭歸、宜昌和萬州3個站點蓄水前后20 a平均降水量差值。蓄水后,各站點的降水量差值見表2。庫區(qū)東部的秭歸降水增加245.90 mm。隨著距離增加,降水增加幅度減小,宜昌蓄水后降水僅增加2 mm。隨著距離增加,降水變化趨勢最終變?yōu)闇p少,蓄水后萬州降水減少了83.29 mm。上述結(jié)果表明蓄水對秭歸存在增雨作用。
表2 蓄水前后不同站點降水均值及差值Table 2 Mean and difference of precipitation at stations of different distances to the dam before and after impoundment
三峽庫區(qū)1951—2016年平均相對濕度為76.18%(圖4(a)),相對濕度自西向東遞減。庫區(qū)西部的長壽平均相對濕度最大為80.72%,中部的奉節(jié)平均相對濕度最小為70.20%。三峽庫區(qū)1951—2016年相對濕度整體呈減少趨勢,平均相對濕度變率為-0.10%/(10 a)(圖4(b))。庫區(qū)東部的秭歸、巴東及中部的奉節(jié)相對濕度呈增加趨勢,其余大部分地區(qū)呈下降趨勢,中部相對濕度下降較快。庫區(qū)東部的秭歸相對濕度增加最快,變率為1.06%/(10 a),西部的萬州相對濕度減少最快,變率為-0.81%/(10 a)。三峽蓄水前后20 a相對濕度變率差值分布見圖4(c),由圖4(c)可見,蓄水后庫區(qū)相對濕度變率全部下降,平均變率差值為-3.04%/(10 a)。除庫區(qū)西部的江津下降較少外,相對濕度變率差值整體呈西低東高趨勢。庫區(qū)東部的秭歸相對濕度變率下降最少,差值為-0.57%/(10 a),庫區(qū)西部的長壽相對濕度變率減少最多,差值為-4.75%/(10 a)。蓄水期間相對濕度發(fā)生突變的站點分布見圖4(d),庫區(qū)東部的秭歸相對濕度在1997年突變、興山在2003年突變,西部的豐都在2000年、江津在1999年發(fā)生突變,對各站相對濕度的SVM檢驗結(jié)果p值都<0.01,達(dá)到極顯著水平。
圖4 蓄水前后庫區(qū)相對濕度變化Fig.4 Changes of relative humidity in reservoir area before and after impoundment
為進(jìn)一步研究蓄水在不同距離尺度上對相對濕度的影響程度,計算3個參考站點蓄水前后20 a平均相對濕度差值,結(jié)果見表3。蓄水后,大壩附近的秭歸相對濕度增加5.29%,隨著距離增大,變化趨勢變?yōu)闇p小,且減少程度隨距離增加而增大,蓄水后宜昌相對濕度減少0.53%,萬州相對濕度減少4.54%。上述結(jié)果表明蓄水對秭歸存在增濕作用。
表3 蓄水前后不同站點相對濕度均值及差值Table 3 Mean and difference of relative humidity at stations of different distances to the dam before and after impoundment
三峽庫區(qū)1951—2016年平均日照時數(shù)為1 383.61 h/a(圖5(a)),由東向西遞減。庫區(qū)東部的秭歸日照時數(shù)最大,為1 600.75 h/a,西部的沙坪壩日照時數(shù)最少,為1 092.86 h/a。1951—2016年庫區(qū)日照時數(shù)全部呈減少趨勢,平均日照時數(shù)變率為-43.44 h/(10 a)(圖5(b)),庫區(qū)中部、東部減少較快,西部減少較慢。庫區(qū)西部的豐都日照時數(shù)減少最慢,變率為-13.67 h/(10 a),東部的宜昌減少最快,變率為-89.77 h/(10 a)。蓄水前后20 a日照時數(shù)變率差值分布見圖5(c),由圖5(c)可見,蓄水之后庫區(qū)日照時數(shù)變率整體增加,平均日照時數(shù)變率差值為72.52 h/(10 a)。蓄水后日照時數(shù)變率差值分布無明顯規(guī)律,庫區(qū)東部、中部、西部都有日照時數(shù)增加以及減少的變化中心。庫區(qū)中部的萬州日照時數(shù)變率差值最大,為275.28 h/(10 a),東部的秭歸日照時數(shù)變率差值最小,為-161.00 h/(10 a)。蓄水期間庫區(qū)日照時數(shù)發(fā)生突變的站點分布見圖5(d),日照時數(shù)發(fā)生突變的站點較少,僅秭歸一站在2002年發(fā)生突變。對秭歸的日照時數(shù)CVM檢驗結(jié)果p值<0.01,達(dá)到極顯著水平。
圖5 蓄水前后庫區(qū)日照時數(shù)變化Fig.5 Variation of sunshine hours in reservoir area before and after impoundment
綜合3.1—3.4節(jié),蓄水期間氣象四要素全部發(fā)生突變的僅秭歸一站,其余站點如奉節(jié)、豐都、長壽、江津站僅1~2個要素在蓄水期間發(fā)生突變,各站各要素突變的年份見表4。并且,考慮到大氣中的水分更多受到外循環(huán)(海-陸循環(huán))的影響,受內(nèi)循環(huán)(陸-陸循環(huán))影響較小,外循環(huán)對降水的影響甚至達(dá)到95%,內(nèi)循環(huán)對降水的影響僅5%[13]。故認(rèn)為僅與大壩相連且蓄水后要素變率差值符號(正負(fù))與大壩處相同的地區(qū)受到蓄水的影響,不考慮由于大氣環(huán)流對與大壩不相連地區(qū)造成的輕微影響。本文在各要素蓄水前后變率差值圖上用0等值線界定蓄水對各氣象要素的具體影響范圍。
表4 庫區(qū)各站各要素發(fā)生突變的年份Table 4 Year of sudden change of each element at each station in the reservoir area
蓄水對溫度、降水及日照時數(shù)的影響范圍見圖6。由圖6可知:
圖6 蓄水對氣象要素的影響范圍Fig.6 Scope of influence of water storage on meteorological elements
(1)蓄水對溫度的影響范圍較小,僅影響秭歸附近,影響面積為299.83 km2,影響距離最遠(yuǎn)距大壩12.65 km。
(2)蓄水對庫區(qū)降水影響范圍較小,主要影響大壩下游地區(qū)。影響面積為2 914.88 km2(庫區(qū)內(nèi)),影響距離最遠(yuǎn)109.15 km(庫區(qū)內(nèi))。
(3)蓄水對日照時數(shù)影響范圍較小,主要影響大壩下游地區(qū),僅影響秭歸附近,影響范圍面積為2 045.66 km2(庫區(qū)內(nèi)),影響距離最遠(yuǎn)距大壩41.06 km(庫區(qū)內(nèi))。
綜合3.1—3.5節(jié),蓄水主要對大壩附近秭歸站點的氣象要素造成影響。蓄水對溫度、降水、日照時數(shù)三要素產(chǎn)生影響的范圍并集見圖7(a),影響范圍總面積為4 527.42 km2,影響距離最遠(yuǎn)距大壩109.15 km。蓄水對3種要素都產(chǎn)生影響的地區(qū)(影響范圍交集)見圖7(b),蓄水期間,3個氣象要素全部受到影響的只有秭歸周邊小片地區(qū),面積為75.27 km2,影響距離最遠(yuǎn)距大壩12.09 km。故單獨提取大壩所在的秭歸站各氣象要素進(jìn)行分析。
圖7 蓄水對三要素影響范圍Fig.7 Scope of influence of water storage on three factors
對秭歸站蓄水前后20 a(1977—2016年)的年平均溫度、降水量、相對濕度、日照時數(shù)的CVM檢驗結(jié)果見圖8,檢驗量結(jié)果最大值所在年份代表要素突變年份。秭歸站的溫度、降水量、相對濕度都在1997年發(fā)生突變(p值都<0.01,達(dá)到極顯著水平),日照時數(shù)在2002年發(fā)生突變。4個要素都在1997—2003年蓄水期間發(fā)生突變,說明蓄水對秭歸各氣象要素造成顯著影響。
圖8 1977—2016年秭歸各要素CVM檢驗結(jié)果Fig.8 CVM test results of various factors at Zigui from 1977 to 2016
秭歸站蓄水前后20 a各氣象要素累計距平見圖9。溫度累計距平最大值在1997年,為13.42 ℃,說明秭歸站的溫度在1997年前較多年均值偏高,在1997年之后偏低,證明了三峽蓄水后秭歸溫度降低。降水量累計距平最小值在1997年,為-3 116.5 mm,說明秭歸降水量在1997年前較多年均值偏低,在1997年后偏高,證明了蓄水后秭歸降水增加。相對濕度累計距平最小值在1997年,為-57.38%,說明秭歸相對濕度在1997年之前較多年均值偏低,在1997年之后偏高,證明了蓄水后秭歸相對濕度增加。日照時數(shù)累計距平最大值在2002年,為1 202.06 h,說明秭歸日照時數(shù)在2002年前較多年均值偏高,在2002年后偏低,證明了蓄水后秭歸日照時數(shù)降低。溫度、降水、相對濕度、日照時數(shù)累計距平最值都出現(xiàn)在蓄水期間,且年份與CVM檢驗結(jié)果一致,可以說明蓄水對秭歸各氣象要素造成顯著影響。
圖9 1977—2016年秭歸各要素累計距平曲線Fig.9 Cumulative anomaly curves of various factors at Zigui from 1977 to 2016
蓄水前后20 a秭歸各要素變化趨勢見圖10。蓄水前后溫度都呈下降趨勢,但在蓄水期間迅速下降,形成明顯斷層,蓄水后20 a平均溫度較蓄水前下降1.15 ℃,溫度變率下降0.05 ℃/(10 a)(蓄水前為-0.25 ℃/(10 a),蓄水后為-0.30 ℃/(10 a)。蓄水后秭歸溫度下降,且下降速度加快,證明了蓄水對秭歸的降溫作用。蓄水前后20 a秭歸降水都呈下降趨勢,但降水量在蓄水期間迅速增加,形成明顯斷層。蓄水后20 a秭歸平均降水量較蓄水前增加245.90 mm,降水變率減少了1.25 mm/(10 a)(蓄水前為-28.39 mm/(10 a),蓄水后為-29.64 mm/(10 a)。蓄水前后秭歸相對濕度都呈上升趨勢,但在蓄水期間迅速增加,形成明顯斷層。蓄水后20 a秭歸平均相對濕度較蓄水前增加5.29%,相對濕度變率下降0.57%/(10 a)(蓄水前為1.64%/(10 a),蓄水后為1.07%/(10 a))。蓄水后20 a秭歸平均日照時數(shù)較蓄水前下降33.87 h/a,日照時數(shù)變率下降161.00 h/(10 a)(蓄水前為-26.94 h/(10 a),蓄水后為-187.94 h/(10 a)),蓄水后秭歸日照時數(shù)下降,且下降速度加快,證明了蓄水造成秭歸日照時數(shù)下降。
圖10 蓄水前后20 a秭歸各要素變化趨勢Fig.10 Change trends of various factors at Zigui in 20 years before and after impoundment
(1)三峽蓄水對局地各要素影響范圍較小,這一點與陳鮮艷等[13]、馬占山等[32]的結(jié)論類似。本文研究表明,三峽蓄水對氣象要素影響的范圍在299.83~2 045.66 km2之間變動,僅在75.27 km2范圍內(nèi)對溫度、降水量、相對濕度和日照時數(shù)同時產(chǎn)生影響。三峽蓄水對局地氣象要素影響的范圍較小,這可能與三峽水庫是河道型水庫有關(guān)。三峽水庫處于山區(qū),受到兩岸高山的影響,對氣象要素的影響距離較近。近年來長江流域極端天氣增加。例如2006年四川、重慶發(fā)生嚴(yán)重旱災(zāi),2008年11月長江上游發(fā)生罕見的晚秋汛,2011中國長江中下游地區(qū)遭遇60 a最嚴(yán)重的冬春持續(xù)氣象干旱,2020年武漢、安徽發(fā)生洪水。一些社會觀點將這些自然災(zāi)害與三峽蓄水聯(lián)系起來,本文研究表明,三峽蓄水的影響距離較近,這些極端天氣的出現(xiàn)位置超出了三峽蓄水對氣候的影響距離,因此,不足以說明這些極端天氣的出現(xiàn)與三峽蓄水有關(guān)。
(2)除蓄水對局地溫度影響范圍較小外,蓄水對降水、日照時數(shù)的影響范圍主要是大壩下游(大壩以東)地區(qū)。嚴(yán)少敏等[33]分析了35座大型水庫的局地氣候影響,同樣得出大型水庫蓄水導(dǎo)致局地降水增加,尤其是大壩下游地區(qū)年平均降水量增加的結(jié)論。由此可見利用不同方法研究不同水庫的局地氣候影響結(jié)論具有相似性。
(3)氣象要素的變化還受到人類活動等多方面影響,關(guān)系較為復(fù)雜,難以精確區(qū)分。因此,本文利用CVM檢驗判斷站點各要素是否全部在蓄水期間發(fā)生突變,以此反映蓄水是否對局地氣候產(chǎn)生影響,并對大壩附近地理位置近似的不同距離的站點蓄水前后各要素的變化進(jìn)行對比,以進(jìn)一步驗證結(jié)論,并利用各要素蓄水前后氣候傾向率的差值反映影響的性質(zhì),可以去除氣候變化的大背景影響,最終以三峽蓄水前后氣候傾向率差值0等值線得到蓄水對各要素的影響范圍。但本文所用資料空間分辨率較低,庫區(qū)內(nèi)僅10個站點,大壩周圍站點較少,盡管氣候傾向率差值結(jié)果在ArcGIS軟件中進(jìn)行了空間插值處理,但仍不足以反映蓄水對各要素的影響在空間上的變化趨勢。故本文提出的方法可作為利用觀測資料以及統(tǒng)計分析方法判斷蓄水影響范圍的一種參考,如果能利用與站點觀測資料符合度好的更高空間分辨率的再分析資料,則可以得出更具體、更準(zhǔn)確的影響范圍。
分析表明,三峽蓄水對局地氣候的影響范圍較近,最遠(yuǎn)在75.27 km2內(nèi)對溫度、降水量、相對濕度和日照時數(shù)同時產(chǎn)生影響,四要素都在蓄水期間發(fā)生突變的僅秭歸一站。蓄水主要對秭歸起到降溫和增雨增濕的作用。