3月8日,记者从西安交通大学获悉:西安交通大学和南京信息工程大学联合科研团队,详细阐述了半个多世纪以来西江流域降水模式的变化特征及干湿演化机制,首次揭示了西江流域降水模式变化及水文的时空响应特征,为大江大河干旱洪涝的有效防治提供了科学依据。该成果论文在线发表于《自然通讯》上。论文第一作者是西安交通大学教授吴一平,通讯作者是南京信息工程大学教授周国逸。

全球气候变化深刻影响了水文过程。尤其是在降水增强的背景下,大河流域旱涝灾害的时空演化机制及旱涝之间的关联机制,一直是未解之谜。

西江是珠江水系中最长的河流。西江流域涉及云南、贵州、湖南、广西、广东5个省(自治区),流域面积约35万平方公里。“尽管干旱与洪涝都和降水的异常变化有关,但是在西江流域,降水变化趋势一致的情况下,为什么会出现‘干旱常出现在流域上游而洪涝出现在流域下游’这一相反的旱涝变化趋势?只有搞清楚降水变化与旱涝灾害之间的演化机制,我们才能为其极端水灾害的高效防控提供可靠的数据支撑和理论基础。”说起研究的初衷,吴一平表示。

为了搞清楚这一问题,该联合科研团队多年深入探索,应用长期观测资料和改进的水文过程模型,揭示了西江流域降水模式变化及水文的时空响应特征。“我们发现,在年降水量无明显变化的情况下,降雨强度、无雨天数及最大连续干天显著增加,而小雨量、小雨天数及最大连续湿天显著减少。”吴一平介绍,“降水模式的变化导致上游地区产水量显著减少,水资源短缺日益加剧,而下游地区产水量和地表快速径流量增加,洪水风险更加严峻。”

在此基础上,科研人员通过一系列模拟试验深入解析了降水模式变化下坡面、子流域等不同尺度的水文响应机制。“上下游地区的两个典型小流域的水文响应存在共性,即高坡度地区变得更加干燥,而低坡度地区则变得更加湿润。”吴一平介绍,由于西江流域上下游地形差异显著,上游高地较多,总体较为陡峭,而下游低地较多,总体较为平缓。这导致了上游地区以变干效应为主,下游地区以变湿效应为主。“因此,降水增强和地形差异共同造成了西江流域上下游地区两种截然相反的水文效应。”他说。

中国工程院院士王浩、香港大学教授陈骥、中山大学教授陈晓宏一致认为,这一研究不仅丰富了人们对大河流域上下游干旱和洪涝的科学认知,还可以直接为西江流域极端水灾害的高效防控提供可靠的数据支撑和理论基础,也为人类对大江大河干旱洪涝的有效防治提供了科学依据。

责任编辑:黄蕊