1960-2015年青海三江源地区降水时空特征

doi:10.11821/dlxb201909008

Abstract

Abstract:

The Three Rivers' Headstream Region in Qinghai Province is the area with the most fragile ecosystem in China, its annual changes of the precipitation in the growing season are the key to the security of the water resources and the sustainable development of the ecosystem in the local area and the lower Lantsang River, Yellow River and Yangtze River. This paper studied the spatial-temporal characteristics of the precipitation in the Three Rivers' Headwater Region during the last 56 years by using the linear regression, Mann-Kendall test, heuristic segmentation algorithm, R/S, and EEMD et al. The results show that there is an obvious difference in the spatial-temporal characteristics of the precipitation with the variation of area and reason. The results are as follows: The precipitation series of study area showed a weak trend of getting-humid, and it increased significantly since the 21st century, the climate tendency rates of precipitation in the three sub-headwaters region are not the same; The annual and seasonal precipitation decreased from southeast to northwest, the summer precipitation of the Lantsang River Headwater Region and the autumn precipitation of the Yellow River Headwater Region decreased weakly, the areas where precipitation reduced weakly spotted in spacial distribution, the order of seasonal precipitation climate tendency rates of the Lantsang River and the Yellow River Headwater Region are spring, winter, autumn and summer precipitation, while the Yangtze River Headwater Region are spring, summer, winter and autumn precipitation(which are all positive); The decadal variation and the climate tendency rates of precipitation are more obvious; The multiple correlation coefficient between the climatic tendency rates of precipitation in spring, summer and longitude, latitude, altitude are significantly higher than that in winter; There was a wet turning signal in the middle and late 1990s, but the catastrophe point of the precipitation time series occurred around 2002; Inter-annual and low-value Inter-decadal prominent period are the main factors which caused the precipitation variation; With the exception of summer precipitation in the Lantsang River Headwater Region, the other seasonal and the annual precipitation changes showed a trend of different getting-humid; By comparison, the precipitation change in the Yangtze River Headwater Region is more representative than the other two regions in climate change of the Tibetan Plateau. Therefore, it is necessary to continue the research with more characterizing methods to further improve the detection accuracy of the variation process of the characteristics of climate series.

Key words: Precipitation series, statistical characteristics, EEMD, spatial and temporal evolution, the Three Rivers' Headstream Region

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Figures/Tables 15

Fig. 1

Fig. 2

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Fig. 4

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Synthetic diagnosis results about catastrophe point of precipitation series in Three Rivers' Headstream Region during 1960-2015

检验方法	年际突变点			四季突变点
检验方法	澜沧江源区	黄河源区	长江源区	澜沧江源区	黄河源区	长江源区
累计距平分析	1965、1979 1993、1997	1968、1980 1989、2002	1979、1989 2003	春：1989; 夏：1966、1980、1998; 秋：1971、1991、2008; 冬：1971、1986、1996;	春：1984、1998、2008; 夏：1978、1989、2002; 秋：1983、2001; 冬：1986、1997;	春：1975、1996; 夏：1967、1978、2002; 秋：1970、1989、2007; 冬：1986;
M-K法	-	-	-	春：1989^;夏：-; 秋：-;冬：1969^;	春：1985^、1992^;夏：-; 秋：-;冬：1982^**;	春：1997^;夏：-; 秋：-;冬：1974^;
滑动t检验法	25a、20a、 15a、10a、 5a子序列： -;	25a、20a、 15a子序列：-;10a子序列：2002^*;5a子序列：2004^;	25a、20a、 15a、5a子序列：-;10a子序列：1973^、 2004^;	春：25a子序列：1988^*;20a子序列：1988^;15a子序列：1988^、1993^、1998^*;10a子序列：1988^;5a子序列：1970^、1978^; 夏：25a、20a、15a、10a、5a子序列：-; 秋：25a、20a、15a、10a子序列：-; 5a子序列：1970^、1989^; 冬：25a子序列：1985^;20a子序列：1981^、1984^;15a子序列：-;10a子序列：1970^*、1985^、1995^;5a子序列：1969^、1985^**;	春：25a、20a、10a、5a子序列：-; 15a子序列：1984^; 夏：25a、20a、15a：-; 10a子序列：2002^;5a子序列：2004^; 秋：25a、20a、15a、10a、5a子序列：-; 冬：25a、20a、15a子序列：1986^; 10a子序列：1986^、1996^; 5a子序列：1986^、1997^;	春：25a子序列：-;20a子序列：1980^; 15a子序列：-;10a子序列：1972^; 5a子序列：1996^、2008^; 夏：25a、20a、15a、5a子序列：-10a子序列：2003^; 秋：25a、20a、15a、10a、5a子序列：-; 冬：25a子序列：1986^;20a子序列：1981^*;15a子序列：1986^;10a子序列：1973^、1986^、1996^;5a子序列：1973^、1986^、1997^*;
Lepage法	25a、20a、 15a、10a、 5a子序列：-;	25a、20a、 15a子序列：-; 10a子序列：2002^; 5a子序列： 1998^;	25a、20a 15a、5a子序列：-; 10a子序列：1990^、 2004^*;	春：25a子序列：1988^;20a子序列：1988^;15a子序列：1998^;10a子序列：1988^、2002^;5a子序列：1970^; 夏：25a、20a、15a、10a、5a子序列：-; 秋：25a、20a、15a、10a、5a子序列：-; 冬：25a、20a、15a、5a子序列：1985^; 10a子序列：1985^;	春：25a、20a、15a、10a子序列：-; 5a子序列：1991^、1995^; 夏：25a、20a、15a、5a子序列：-; 10a子序列：2002^** 秋：25a、20a、5a子序列：-;15a子序列：1989^;10a子序列：1994^、2004^; 冬：25a、20a、15a子序列：1986^;10a子序列：1996^、1986^*;5a子序列：1970^、1986^*;	春：25a、20a、5a子序列：-;15a子序列：1975^;10a子序列：1972^; 夏：25a、20a子序列：-;15a子序列：1997^;10a子序列：1997^、2002^;5a子序列：1965^; 秋：25a、20a、15、10a子序列：-;5a子序列：1968^-1969^ 冬：25a、15a子序列：1986^;20a子序列：1981^;10a子序列：1973^、1986^、1996^;5a子序列：1973^、1995^、1997^;
BG分割算法	-	-	2008^*	春：1989^;夏：-; 秋：-;冬：1970^;	春：-;夏：-; 秋：-;冬：1986^**;	春：1972^、2007^;夏：-; 秋：-;冬：1986^;
改进的有序聚类分析	-	-	-	春：1988^、1998^;夏：-; 秋：-;冬：1970^;	春：1980^*;夏：-; 秋：-;冬：1986^*;	春：1972^**;夏：2014^; 秋：-;冬：-;

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References 36

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		多年平均值	20世纪60年代	20世纪70年代	20世纪80年代	20世纪90年代	21世纪初10年	2010-2015年
降水量平均值	澜沧江源区黄河源区长江源区	537.40 500.43 445.71	514.95 516.82 430.41	517.34 508.89 429.25	553.71 530.25 462.60	523.55 490.69 419.48	561.02 515.71 454.08	551.33 522.01 488.65
降水量最高值	澜沧江源区黄河源区长江源区	672.30 643.70 562.80	613.50 667.63 479.51	672.30 603.98 474.40	656.15 635.07 562.80	626.45 546.85 472.40	666.40 613.90 560.22	638.40 582.17 557.57
降水量最低值	澜沧江源区黄河源区长江源区	394.10 395.22 352.37	421.70 414.58 374.97	424.05 427.35 395.03	424.90 462.18 352.37	394.10 440.40 361.93	431.30 409.78 392.93	456.40 458.80 376.12
降水量极差	澜沧江源区黄河源区长江源区	278.20 248.48 210.43	191.80 253.06 104.54	248.25 176.63 79.37	231.25 172.88 210.43	232.35 106.45 110.47	235.10 204.12 167.28	182.00 123.37 181.45

区域	研究时段	增湿幅度(mm/10a)	区域	研究时段	增湿幅度(mm/10a)
三江源全区	1960-2015年	20.048	青海湖南部地区^[34]	1961-2013年	4.42
澜沧江源区	1960-2015年	7.524	青藏高原^[35]	1961-2010年	9.329
黄河源区	1960-2015年	4.403	西北地区^[36]	1961-2014年	4.87
长江源区	1960-2015年	8.031	西南地区	1960-2016年	-7.61

	周期(a)			相关系数			方差贡献率(%)
	澜沧江	黄河	长江	澜沧江	黄河	长江	澜沧江	黄河	长江
IMF1	2.88	2.84	2.44	0.83^***	0.79^***	0.75^***	72.59	59.60	57.34
IMF2	5.03	8.60	4.19	0.41^***	0.47^***	0.49^***	16.21	20.19	18.58
IMF3	13.56	14.29	7.69	0.23^**	0.25^**	0.30^***	6.65	9.65	5.71
IMF4	27.59	33.33	32.00	0.22^**	0.32^***	0.45^***	3.70	5.53	13.98
IMF5	32.00	66.67	100	0.20^*	-0.04	0.32^***	0.08	2.25	0.18
RES	/	/	/	0.17^*	0.14	0.33^***	0.78	2.77	4.21

区域	降水量序列
区域	年均降水量	春季降水量	夏季降水量	秋季降水量	冬季降水量
澜沧江源区	0.552	0.822	0.493	0.546	0.729
黄河源区	0.606	0.579	0.596	0.633	0.863
长江源区	0.652	0.696	0.677	0.51	0.787

Spatial-temporal characteristics of precipitation from 1960 to 2015 in the Three Rivers' Headstream Region, Qinghai, China

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