基于遥感数据的河谷地区气候水文变化特征及区域差异——以宝鸡地区为例

摘要

[目的]探究不同分区气候水文多要素变化特征，为该地水资源管理及可持续开发利用提供区域性的科学依据。[方法]基于1950—2021年的卫星遥感数据，选取宝鸡地区9个县区的气温、地表温度、降水量、蒸发量、低层云量、总云量、紫外强度、相对湿度、径流、地表径流和地下径流11种要素，采用自适应噪声经验模态分解法（CEEMDAN）和重标极差R/S分析方法，分析了近70年该区域多气象水文要素时空特征及区域差异，探讨了不同分区气候水文要素变化的延续性及未来趋势。[结果]（1）区域仅年气温和地温呈上升趋势，其余要素的年均趋势均呈下降趋势，各要素趋势率分别为0.27℃/10 a, 0.25℃/10 a,-40.97 mm/10 a,-0.59 mm/10 a,-1.14%/10 a,-0.17%/10 a,-4 060.4 J/（m²·10 a）,-0.99%/10 a,-3.6 mm/10 a,-1.61 mm/10 a和-1.94 mm/10 a。季节变化上，冬季气温和地温上升趋势最大，夏季降水减少幅度最大，紫外强度仅在春季表现为上升趋势，春季相对湿度减小最大，低层云量春季减小最大，径流和地表径流夏季的下降趋势最大，地下径流秋季的下降趋势最大。千陇丘陵区各要素的变率都较大；（2）空间上，年气温、地温、蒸发量和紫外强度的高值多分布于千陇丘陵区和渭河川塬区，年降水量、低层云量、总云量、相对湿度、径流、地表径流和地下径流的高值区多分布在秦岭关山区。除凤县和眉县的蒸发量外，其他要素在各县区的升降趋势均与其在整个地区的趋势一致；（3）各气象水文要素具有2～3 a, 4～5 a, 7～9 a, 11～13 a, 19～35 a为主的年代际振荡周期；（4）未来宝鸡地区各气象水文要素均延续历史的上升或下降趋势，但延续时长不同，其中千陇丘陵区、渭河川塬区和秦岭关山区均存在最长延续时长10 a和最短延续时长4 a。[结论]宝鸡地区气候整体朝暖干化方向发展，各分区气候水文变化具有明显差异，且均存在明显振荡周期和正持续特征。

关键词

气象水文要素 / 时空变化 / 自适应噪声分解法 / 重标极差分析法 / 遥感数据