极端干旱频率在华北地区的变化

何东坡 孟庆怡 杨春艳 吴静 胡倩

摘 要：本文利用1961—2010年华北地区国家基准站的逐日降水资料，采用一元线性方程回归、Mann-Kendall趋势检验法及突变检验法、EOF正交函数分解、小波变换、MF-DFA分形理论等分析方法，研究极端干旱频率在华北地区的变化，可得到如下结论：（1）从华北地区上空的极端干旱年际变化特征上可以看到，发现年平均降水量呈现逐年递减的趋势，极端干旱发生的频率呈逐年增加的趋势，平均而言10年增加0.011次;（2）从极端干旱发生频率距平值分析得出，在90年代极端干旱发生频率距平值处在均值范围以下，在00年代中后期至20年代前期极端干旱发生频率距处在均值范围以上，可称为极端干旱期，总体而言，其年代际变化差异性较大;（3）极端干旱发生频率存在3类尺度的周期变化规律、分别为2～6年的小尺度、6～11年的中等尺度以及6～18年的大尺度演变周期，且2005年为华北地区极端干旱发生频率一个突变年;（4）运用MF-DFA法预测华北地区极端气候事件的发展方向和程度，结果表明指数会持续上升，即在接下来的十年内华北地区出现极端干旱气候事件的可能性仍在增加。

关键词：极端干旱;一元线性回归;分形;小波变换

Spatial and temporal distribution of extreme drought in North China Area

He Dongpo1 Meng Qingyi2 Yang Chunyan2 Wu Jing2 Hu Qian2

1.Guizhou Meteorological Observatory GuizhouGuiyang 550002;

2.Southwest Guizhou Meteorological Station GuizhouXingyi 562400

Abstract：In this paper，we use the North China 1961—2010 daily precipitation data，using linear regression，MK nonparametric test，wavelet transform analysis of fractal theory，EOF orthogonal function decomposition is studied temporal and spatial distribution of extreme drought in North China，studies show：（1）characteristics of the interannual variability in extreme drought analysis，we found the average annual precipitation in North China showed a decreasing trend in the frequency of extreme drought increased year by year trend in volatility，increasing 0.011 times every 10 years;（2）By frequency anomalies and decadal analysis of extreme drought，discovered during the 1981-1993 extreme drought frequency lower than the average level in the period 1994 to 2010 the overall frequency of extreme drought than the mean level，in extreme drought，extreme drought frequency anomaly decadal variations larger differences;（3）the frequency of occurrence of extreme drought Analysis mutation，found in 2005 in North China a mutation frequency of extreme drought years，and extreme 2～6 years of drought frequency presence of small-scale，medium-scale of 6～11 years and 6～18 years of large-scale evolution cycle;（4）The frequency of extreme drought in North China fractal theory，from 2011 to 2021，the frequency of extreme drought in North China is still increasing.

Keywords：extreme drought;linear regression;fractal;wavelet transform

在全球增暖的環境背景下，导致极端气候事件发生的频次和强度增大，对我国人民的生产、生活造成很大的影响，由此引起了广泛的关注。赵林等[1]研究表明在3个月的尺度上发生极端干旱的频率最高，而整个研究区域总体干旱发生的频率没有显著的变化。王春林等[2]次用了标准化前后降水指数以及相对润湿指数数据，对华南地区干旱时间时空分布特征进行分析研究。石彦军等[3]利用新疆地区逐日降水资料，采用标准化降水指数，对新疆地区极端干旱的气候变化特征进行研究。孙丽等[4]利用降水气象资料，采用距平指数，研究了武陵山地区干旱事件的季节性变化特征。KASEI等[5]利用逐日降水资料，采用SPI指数方法，对西非沃尔特河流域的干旱强度、干旱出现的面积以及干旱出现的频次等方面进行了分析。WAPLE等[6]利用东南亚气象资料，对极端干旱事件进行了研究。得出2003年为东南亚最为严重干旱年，且年平均降水量呈逐年递减的趋势。