1951年至2003年中国干旱状况的演变外文翻译资料

 2022-11-29 15:52:08

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毕业论文外文文献译文

文献资料题目 Variations in droughts over China: 1951–2003

毕业论文外文文献翻译

1951年至2003年中国干旱状况的演变

Xukai Zou,1,2 Panmao Zhai,1,2 和 Qiang Zhang1,2

2004年10月27日收到；2004年12月23日修订；2005年1月24日接受；2005年2月19日发布。

引言：帕尔默干旱指数（PDSI）是通过1951年至2003年期间中国每月的平均温度和降水量来计算的。数据表明，全国范围内干旱地区所占百分比没有明显上升或下降的趋势。然而华北地区干旱范围确有显著的增大。自20世纪90年代末以来，中国北部大部分地区（西北西部除外）经历了长时间的重干旱期。在我们所研究的这段时间内，一些地区以前从未出现过这样极端干旱的情况。由于这些相对干旱的地区近几十年来频繁出现干旱情况，干旱给环境造成的压力越来越大。

  1. 介绍

气象干旱的定义是在一定区域中一段周期内长期的相对湿度不足的情况（Heddinghaus and Sabol，1991）。众所周知，干旱是影响社会的最具破坏性的气候危害之一（Woodhouse and Overpeck，1998）。IPCC（Dai et al等，2001）的报告回顾了全球变暖背景下干旱地区和潮湿地区变化的研究结果。依据Palmer干旱指数（PDSI），重干旱地区（PDSIlt;-3.0）和潮湿地区（PDSIgt; 3.0）统计数据表明，从1900年到1995年世界干旱发展的趋势相对较小。过去的二三十年间，在许多ENSO影响较大的地区，严重干旱地区的干旱综合水平有所上升（Dai et al等，1998)。Dai et al（2004）认为，自20世纪70年代后期以来，由于干旱地区降水量减少和气温升高，全球重干旱地区（PDSIlt;-3.0）显着增加。中国也在20世纪经历了气候变暖（Wang and Gong，2000），其地表平均温度与全球地表温度有相似的增长趋势。在没有足够的沉淀量的同时，由于蒸发量增加，气候变暖会导致更严重持久的干旱（Gregory et al等，1997）。整个中国在过去的半个世纪中，年降水量没有明显的增长，但是已经检测到了雨天数量变多的趋势和连续降雨持续时间增长的趋势（Zhai et al等，1999a, 1999b）。此外，中国各地降水的空间分布也不均衡（Zhai and Zhang，2005）。在本次研究中，我们尝试回答以下的问题：自1951年以来，中国的干旱是否变得更加持久和严重呢？

发生在1997年、1999年至2002年间的重干旱在中国北方的许多地区造成了巨大的经济损失和社会损失（Zhang，2003）。2000年受到干旱影响的农业面积预计超过4000万公顷。由于干旱，水资源短缺、荒漠化和沙尘暴伴随着干旱气候频繁发生在农村和城市地区。例如，在1972-1997年期间，黄河经历了长达20年的枯竭期。自20世纪90年代初以来，黄河流域每年发生干旱的时间愈发提早。枯水期变得越来越长，并且出现得越加频繁。1997年北方的重干旱导致黄河在226天的时间没有水流，这是有史以来最长的枯水期。此外，虽然从20世纪50年代中期到90年代中期，中国发生过的沙尘暴数目呈下降趋势。但是在1997年到2002年中国北部频发沙尘暴（Zou and Zhai，2004）。

这些具有破坏性的干旱事件一直是中国政府和广大公众关注的焦点。许多研究人员考察了近几十年来中国干旱环境的变化。Wang和Zhai（2003）使用China-Z指数计算得出了过去50年中国北方主要农业区干旱区域的扩张趋势。利用表面湿度指数，Ma和Fu（2003）得出了1951-1998年华北地区的干旱趋势和中国西北部分地区的潮湿趋势。本次研究的主要目的是根据PDSI，分析在过去53年内中国不同地区的干旱变化。

2数据和方法

自1995年以来，China-Z指数一直是中国国家气候中心用作实时监测干旱和洪水的工具。通过应用和研究知道，China-Z指数是定义、检测和监测中国干旱和洪涝的一个非常好的工具（Wu et a等，2001；Wang and Zhai，2003）。但是，China-Z指数仅仅来自于降水数据，并且是根据降水累积进行分类。本次研究考虑到PDSI在世界范围内的广泛应用以及反映土壤水分亏缺或盈余时的良好效果，将PDSI用于评估中国的干旱变化。PDSI是地表水分和流量的有效代表（Dai等，1998，2004），也是使用最广泛的研究和监测世界气象干旱的指标之一（Karl，1983；Karl and Koscielny，1982；Karl, 1986；Heddinghaus and Sabol，1991；Dai et al等，1998；Nkemdirim and Weber，1999；Dai et al等，2004）。PDSI的值通常在-6至 6的范围内，其中负值表示干燥，正值表示潮湿。范围在-0.5至 0.5的值视为接近正常值。

本次研究通过中国大陆地区的606个台站在1951 - 2003年的月平均温度和降水量，计算了中国大陆地区的PDSI（图1）。其中数据少于40年的站点资料已被排除，校准周期为1961-2000年。我们使用Guo制作的土壤可利用水资源分布图（2001）来分析可用水容量（AWC）。

图1.中国东北、华北、东北西北和西北西部的606个台站和其他地区分别以NE，N，ENW和WNW标记，中国北方、 西南、华东和华南分别以SW，E和S标记，这三个地区都是华南地区。 青藏高原以西藏为标志。

中国幅员辽阔，各地气候差异很大。中国西部和北部的广大地区是干旱气候区，而东部主要是半湿润的地区。华东地区位于东亚季风区，利于冬季风和夏季风发展，该地区全年的气候事件由东亚季风造成。半干旱或半湿润气候在中国东部的北部地区占主导地位，年降水量从200毫米到800毫米不等。中国东部的南部地区气候相对潮湿，年降水量在800至2000毫米之间。本文中讨论的各个区域如图1所示。针对全国不同地区，干旱区年均时间序列（PDSIlt;-1.0）是根据台站值的面积加权平均值计算得出的（Zhai and Pan，2003）。需要说明的是，PDSIlt;-1.0的条件在许多情况下或许不能代表干旱（例如在中国北方土壤冻结的冬季月份）。此外，由于西藏西部没有数据，该地干旱地区的时间序列仅代表其东部地区的变化。

为了得到干旱的线性趋势，本次使用了Kendalls tau检验，并且在趋势估计之前去除了时间序列中的自相关（Kendall and Gibbons，1981）。趋势的显着性评估为5％。

图2. 1951-2003年全国中国干旱年度百分比面积的时间序列。 一个PDSI lt;-1.0的干燥区域。平滑曲线使用11点二项式滤波器生成。其中PDSI lt;-1.0，-2.0和-3.0分别视为中国干旱地区百分比异常的区域（相对于1971-2000年的平均值）。

  1. 结果

3.1干旱强度与范围的变化

图2a显示了1951 - 2003年每年中国干旱面积所占的百分比（PDSIlt;-1.0）。干旱地区面积相对较大的情况发生在20世纪60年代、70年代末和80年代初以及过去的4-5年。中国53年来干旱地区数量的增长趋势很小（0.50％/ 10yr，表1）。 图2b比较了PDSIlt;-1.0，-2.0和-3.0的不同干旱程度的地区。可以看出，重干旱发生在20世纪60年代和70年代后期，干旱区域相对较大。虽然重干旱程度的长期发展趋势（PDSIlt;-3.0）（表1）不明显。但自20世纪90年代后期以来，重干旱地区有所增加（图2b）。除了在1998年中国的中部和东北地区遭受严重洪涝灾害以外，1997-2003年期间重干旱地区的比例持续超过7％。

1951-2003年间，中国不同地区干旱（PDSIlt;-1.0）的发展都有所不同（图3和表1）。华北地区干旱区范围呈上升趋势（PDSIlt;-1.0）（4.49％/10yr）。在过去的二十年中，华北地区的干旱地区面积相对较大，该地区在1997年、1999年至2002年期间经常出现大范围干旱（图3）。尽管华北的干旱地区在1997年至2002年之前的53年间不是占比最大的，但该区域发生连续重干旱的情况是前所未有的。虽然统计结果不明显，但东北地区（5.41％/10yr）和西北地区东部（ENW，2.24％/10yr）的干旱地区也扩展了。1985年至2003年期间，东北地区的干旱扩散趋势十分明显，每十年增长率为31.8％。2001年和2002年，东北地区遭受了严重的干旱，当时干旱地区占比近70％。

表1. 中国在1951年-2003年不同地区的干旱地区发展趋势（％/10yr）

（见图1）

图3. 1951年至2003年间中国不同地区干旱面积年度百分比（条）的时间序列（PDSIlt;-1.0）。平滑曲线使用11点二项式滤波器生成。 西藏地区由于早年台站太少，其干旱地区的计算始于1954年。

华东、华南、西南、西藏和西北西部地区（WNW）的干旱范围没有明显的增大趋势（表1和图3）。但是在许多地区，干旱面积或许存在着几年甚至十年的大变化。例如，在华东地区，20世纪60年代和70年代后期出现了更大范围的干旱，但1980年以后干旱对环境造成的压力相对减小了。中国西北的西部地区干旱范围自20世纪80年代后期以来有所减小（图3）。

尽管中国北方PDSIlt;-2.0（表1）的范围有增长趋势，但重干旱地区面积的发展趋势（PDSIlt;-3.0）在个别地区甚至整个国家的统计结果上来看并不显著。

3.2干旱持续时间和频率的变化

除了干旱范围外，干旱的持续时间和频率也是有意义的。通过统计最长的干旱持续时间（PDSIlt;-1.0的连续月份）得知1951-2003年期间中国北方与南部（图表未显示）相比干旱持续时间较长。在过去的二十年中，华北、东北、西北东部和西南中部的大部分地区干旱持续的时间很长（图4）。

图4. 1951 - 2003年数十年期间的干旱持续最长时间（PDSI连续几个月lt;-1.0）。

为揭示干旱频率的变化，图5提供了1951-1976年和1977-2003年不同时期年平均干旱月（PDSIlt;-1.0）的差异。范围主要在在华北、东北东部和南部以及西北东部。由于近二十年来气候变得越发干燥，干旱更频繁地袭击了这些地区。在中国南部的大部分地区，这两个时间段的干旱月份差异很小。甚至在西北西部的一些台站（WNW），已经发现了干旱月份减少的情况。这一结果与过去50年来西北地区气候变得更加潮湿的观念一致（Wang et al，2002）。不仅如此，在华东和西南地区的西部也可以发现干旱频率在减少。

图5.两个时期的年平均干旱月数（PDSIlt;-1.0）之间的差异：1977年-2003年减去1951年-1976年。

4 结论

在1951-2003年期间，中国干旱范围（PDSIlt;-1.0）没有明显扩大的趋势。 但是中国部分地区也发现了一些重大变化，华北的干旱地区越来越多。

自从上世纪90年代后期以来，东北、华北和东北西部地区干旱面积（PDSIlt;-1.0）在大面积地连续增加，这在过去半个世纪内是史无前例的。1997年到2003年，中国北方部分地区的干旱状况持续了4-5年。近二十年来，华北、东北和东北西部地区经历了较多的干旱事件，表明这些地区的气候正变得愈发干旱。可以指出的是，这些干旱发展趋势较明显的地区降水也比较少。逐渐严重的干旱状况显然会对这些地区的生态系统和农业生产构成持续的威胁。本文的结论与Dai et al（1998,2004）等人的观点一致。从20世纪70年代后期以来，随着全球变暖的趋势，干旱程度增强导致这些原本降水少的地区温度也有所升高。

参考文献

Dai, A. G, K. E. Trenberth, and T. R. Karl (1998), Global variations in droughts and wet spells: 1900 – 1995, Geophys. Res. Lett., 25(17), 3367 – 3370.

Dai, A. G, K. E. Trenberth, and T. R. Karl (2001), Global variations in droughts and wet spells: 1900 – 1995, in Clim

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