張耀宗, 張 勃, 張多勇, 劉艷艷
(1.隴東學(xué)院歷史與地理學(xué)院,甘肅 慶陽(yáng) 745000;2.慶陽(yáng)市荒漠化防治研究中心,甘肅 慶陽(yáng) 745000;3.西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070;4.北方民族大學(xué)鄂爾多斯盆地歷史地理研究中心,寧夏 銀川 750021)
水資源是人類(lèi)生存和發(fā)展的命脈,其狀態(tài)與變化特征對(duì)人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著明顯的制約作用[1]。蒸發(fā)是水循環(huán)的重要過(guò)程,其演變過(guò)程涉及能量平衡與水量平衡[2-4]。因此,進(jìn)行蒸散發(fā)變化研究對(duì)深入了解氣候變化、區(qū)域水平衡與水循環(huán)的影響具有十分重要的意義[5-6]。由于實(shí)際蒸發(fā)難以觀測(cè),但蒸發(fā)皿蒸發(fā)與水面蒸發(fā)之間存在較高的相關(guān)關(guān)系,是氣象站常規(guī)觀測(cè)項(xiàng)目之一,同時(shí)該指標(biāo)觀測(cè)資料累積序列長(zhǎng)、可比性好,因此實(shí)踐時(shí)常作為水文與水資源研究、水利工程設(shè)計(jì)和氣候區(qū)劃的重要?dú)庀笾笜?biāo)[1,7]。
眾多學(xué)者的研究表明20世紀(jì)50年代以來(lái)全球各地的蒸發(fā)皿蒸發(fā)呈減少趨勢(shì),風(fēng)速、太陽(yáng)輻射、氣溫、相對(duì)濕度對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)影響顯著[8-9]。近幾十年我國(guó)大部分地區(qū)年蒸發(fā)皿蒸發(fā)呈減少趨勢(shì)[10-11],左洪超等[12]認(rèn)為1961—2000 年我國(guó)66%的氣象臺(tái)站蒸發(fā)皿蒸發(fā)呈減少趨勢(shì),蒸發(fā)皿蒸發(fā)與相對(duì)濕度的相關(guān)性最大。任國(guó)玉等[13]使用600多個(gè)氣象站數(shù)據(jù)研究認(rèn)為1956—2000 年我國(guó)蒸發(fā)皿蒸發(fā)呈顯著減少趨勢(shì),東部、南部和西北地區(qū)減少更多,日照時(shí)數(shù)、平均風(fēng)速、氣溫日較差對(duì)水面蒸發(fā)影響顯著。祁添垚等[14]發(fā)現(xiàn)我國(guó)南部、東部、中部以及西北部,蒸發(fā)皿蒸發(fā)以顯著減少趨勢(shì)為主;我國(guó)東北部至西南的狹長(zhǎng)帶,蒸發(fā)皿蒸發(fā)呈顯著增加及無(wú)明顯變化趨勢(shì),相對(duì)濕度是影響蒸發(fā)皿蒸發(fā)的關(guān)鍵因子。Zhang等[15]指出黃土高原半干旱地區(qū)蒸發(fā)皿蒸發(fā)呈增加趨勢(shì),與全球其他區(qū)域不同,氣溫升高、低云量減少、相對(duì)濕度降低是蒸發(fā)皿蒸發(fā)增加的主要原因;楊司琪等[16]發(fā)現(xiàn)夏季風(fēng)影響過(guò)渡區(qū)蒸發(fā)皿蒸發(fā)量呈現(xiàn)增加趨勢(shì),夏季風(fēng)區(qū)與非夏季風(fēng)影響過(guò)渡區(qū)呈相反變化趨勢(shì);溫度變化對(duì)夏季風(fēng)影響過(guò)渡區(qū)蒸發(fā)皿蒸發(fā)變率的貢獻(xiàn)最大,低云量的變化對(duì)夏季風(fēng)影響過(guò)渡區(qū)、夏季風(fēng)和非夏季風(fēng)影響區(qū)的貢獻(xiàn)均在20%以上[17]。
黃土高原地區(qū)是我國(guó)重要的生態(tài)治理區(qū),作為黃河流域高質(zhì)量發(fā)展和國(guó)家生態(tài)安全的關(guān)鍵區(qū)域,水資源是制約其植被恢復(fù)的主要因素,水資源變化將直接影響本區(qū)域的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境建設(shè)及社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,蒸發(fā)作為水循環(huán)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),是影響區(qū)域水熱平衡的重要參數(shù),研究蒸發(fā)皿蒸發(fā)變化可為黃土高原地區(qū)的水資源管理、干濕預(yù)警與生態(tài)恢復(fù)建設(shè),提供重要的理論支撐。各氣象站點(diǎn)中蒸發(fā)皿蒸發(fā)數(shù)據(jù)往往缺測(cè)過(guò)多,對(duì)研究的全面性和準(zhǔn)確性有一定影響,本文將全面挖掘與整理1960—2018年該地區(qū)氣象站的蒸發(fā)皿蒸發(fā)量數(shù)據(jù),及其他相關(guān)氣象要素的觀測(cè)資料,劃分出6 個(gè)子區(qū)域,分析蒸發(fā)皿蒸發(fā)變化特征及影響蒸發(fā)皿蒸發(fā)變化的氣象要素。
本研究中黃土高原地區(qū)邊界范圍北抵陰山,南達(dá)秦嶺,東到太行山,西止青海日月山,面積6.4×105km2,如圖1 所示,與中國(guó)科學(xué)院黃土高原地區(qū)考察范圍一致[18]。按照黃土高原地區(qū)的地貌特征和自然地理特征將該區(qū)域劃分為6 個(gè)子區(qū)域進(jìn)行研究,即隴中黃土高原(Ⅰ)、隴東黃土高原(Ⅱ)、關(guān)中平原(Ⅲ)、山西黃土高原(Ⅳ)、河套地區(qū)(Ⅴ)、鄂爾多斯高原(Ⅵ)[19]。
圖1 研究區(qū)氣象站點(diǎn)分布Fig.1 Distribution of meteorological station in Loess Plateau
利用黃土高原地區(qū)氣象站蒸發(fā)皿蒸發(fā)(Epan)分析近59 a 黃土高原地區(qū)Epan變化特征,蒸發(fā)皿口徑為20 cm,并利用平均氣溫(Tmean)、最低氣溫(Tmix)、最高氣溫(Tmax)、降水(Pre)、平均風(fēng)速(u2)、日照時(shí)數(shù)(Sd)、水汽壓(es)、相對(duì)濕度(Rh)等數(shù)據(jù)研究黃土高原地區(qū)蒸發(fā)皿蒸發(fā)變化的主要?dú)庀笠蜃?,氣象?shù)據(jù)來(lái)源于中國(guó)氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享服務(wù)網(wǎng)(http://data.cma.cn/)。蒸發(fā)皿蒸發(fā)數(shù)據(jù)缺測(cè)較多,為保證序列趨勢(shì)的一致性,將時(shí)間序列連續(xù)小于45 a的站點(diǎn)剔除,并通過(guò)元數(shù)據(jù)分析,對(duì)上述資料進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量控制。經(jīng)過(guò)剔除和質(zhì)量控制,基于61個(gè)站點(diǎn)的蒸發(fā)皿蒸發(fā)數(shù)據(jù)及相關(guān)氣象數(shù)據(jù)(圖1),對(duì)該區(qū)域1960—2018 年蒸發(fā)皿蒸發(fā)變化特征及影響因素進(jìn)行研究。
1.3.1 線性變化趨勢(shì)和Mann-Kendall法 本文采用線性趨勢(shì)法與Mann-Kendall非參數(shù)檢驗(yàn)法分析黃土高原地區(qū)Epan的變化趨勢(shì),使用累積距平法和Mann-Kendall 突變檢驗(yàn)法分析Epan的突變點(diǎn)。線性趨勢(shì)法的優(yōu)點(diǎn)在于方法簡(jiǎn)單、物理意義清晰,并可以定量評(píng)估趨勢(shì)值,通過(guò)相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)其顯著程度[20]。Mann-Kendall非參數(shù)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)(M-K檢驗(yàn))是世界氣象組織WMO 推薦的應(yīng)用于環(huán)境數(shù)據(jù)時(shí)間序列趨勢(shì)分析的方法,是檢驗(yàn)時(shí)間序列單調(diào)趨勢(shì)的有效工具[21],該方法還可以檢驗(yàn)時(shí)間序列是否發(fā)生了突變。以上方法在氣候變化的研究中已經(jīng)廣泛使用[22-25],具體算法參照文獻(xiàn)[20-21]。
1.3.2 多元線性回歸分析 在多要素的地理系統(tǒng)中,多個(gè)要素之間存在著相互影響、相互關(guān)聯(lián)的情況。因此,多元地理回歸模型具有更普遍性的意義[21]。影響Epan的因素是多方面的,為更全面掌握影響Epan的氣象因素,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化之后,使用了多元回歸分析方法,研究了影響Epan的主要?dú)庀笠兀褂肍檢驗(yàn)確定各因素對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)的方差貢獻(xiàn),從而確定影響各區(qū)域Epan變化的主導(dǎo)氣象因子[13]。計(jì)算方法如下:
假設(shè)某一變量y受k個(gè)自變量x1,x2,…,xk的影響,其n組的觀測(cè)值為(ya,x1a,x2a,…,xka),其中,a=1,2,…,n。那么,多元線性回歸模型的結(jié)構(gòu)式為:
式中:β0,β1,β2,…,βk為待定系數(shù);εa為誤差項(xiàng)。
如果b0,b1,b2,…,bk分別為β0,β1,β2,…,βk的擬合值,則回歸方程如下:
式中:b0為常數(shù);b1,b2,…,bk為偏回歸系數(shù)。
偏回歸系數(shù)bi(i=1,2,…,k)的含義是,當(dāng)其他自變量xj(j≠i)都固定時(shí),自變量xi每變化一個(gè)單位而使因變量y平均改變的數(shù)值。根據(jù)最小二乘法原理,得到回歸系數(shù)。
多元線性回歸模型建立后,需要進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),線性回歸的檢驗(yàn)采用F檢驗(yàn)完成。
2.1.1 蒸發(fā)皿蒸發(fā)年際變化特征 通過(guò)線性趨勢(shì)法計(jì)算可知,1960—2018 年黃土高原地區(qū)Epan整體呈減少趨勢(shì),氣候傾向率為-6 mm·(10a)-1(圖2),未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。研究區(qū)與全國(guó)[10,26-28]、黃河流域[7]的Epan變化趨勢(shì)基本一致,均呈減少趨勢(shì)。1960—2000年黃土高原地區(qū)Epan呈明顯減少趨勢(shì),氣候傾向率為-59 mm·(10a)-1,通過(guò)了0.05 的顯著性檢驗(yàn),高于同期全國(guó)及其他大部分地區(qū)Epan減少的速率(表1),2000 年以來(lái)Epan呈增加趨勢(shì),氣候傾向率為26 mm·(10a)-1。
表1 全國(guó)各地區(qū)Epan變化趨勢(shì)分析Tab.1 Nationwide summary of Epan trend
圖2 1960—2018年黃土高原地區(qū)蒸發(fā)皿蒸發(fā)線性趨勢(shì)Fig.2 Liner trend of pan evaporation in Loess Plateau from 1960 to 2018
黃土高原地區(qū)Epan春、夏、秋、冬四季的氣候傾向率分別為:-14 mm·(10a)-1、-16 mm·(10a)-1、-9 mm·(10a)-1、16 mm·(10a)-1,未通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。黃土高原地區(qū)春季、夏季蒸發(fā)皿蒸發(fā)減少量較大,對(duì)年蒸發(fā)皿減少蒸發(fā)貢獻(xiàn)大,冬季蒸發(fā)皿蒸發(fā)呈增加趨勢(shì),是2000 年來(lái)蒸發(fā)皿蒸發(fā)速率減少的主要原因。
黃土高原地區(qū)Epan變化在空間上一致性較差,局部和整體變化不同步。在空間上,減少與增加的站點(diǎn)同時(shí)存在(圖3),54%的站點(diǎn)呈減少趨勢(shì),其中54%的站點(diǎn)通過(guò)了0.05 的顯著性水平檢驗(yàn);42%的站點(diǎn)呈增加趨勢(shì),其中58%的站點(diǎn)通過(guò)了0.05 的顯著性水平檢驗(yàn),呈增加趨勢(shì)的站點(diǎn)主要分布在Ⅱ區(qū)和Ⅵ區(qū);4%的站點(diǎn)無(wú)明顯變化趨勢(shì)。研究表明Epan變化在全國(guó)及黃河流域均存在的空間差異性現(xiàn)象[1-2,7],黃土高原地區(qū)同全國(guó)及黃河流域變化特征較為一致,其內(nèi)部變化存在明顯差異。6個(gè)分區(qū)中,Ⅲ區(qū)、Ⅳ區(qū)呈減小趨勢(shì),氣候傾向率分別為-22 mm·(10a)-1、-8 mm·(10a)-1,Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅴ區(qū)、Ⅵ區(qū)呈微弱增加趨勢(shì),氣候傾向率分別為17 mm·(10a)-1、13 mm·(10a)-1、3 mm·(10a)-1、18 mm·(10a)-1,各區(qū)域中,Epan減少的速率大于增加的速率。
圖3 1960—2018年黃土高原地區(qū)蒸發(fā)皿蒸發(fā)空間變化Fig.3 Spatiotemporal variations of pan evaporation in Loess Plateau from 1960 to 2018
2.1.2 蒸發(fā)皿蒸發(fā)突變分析 由黃土高原地區(qū)Epan的M-K 突變檢驗(yàn)分析可知(圖4a),Epan的UF和UB線無(wú)交點(diǎn),表明通過(guò)M-K 檢驗(yàn)黃土高原地區(qū)Epan無(wú)突變點(diǎn)。Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)與黃土高原地區(qū)M-K檢驗(yàn)結(jié)果基本一致;Ⅲ區(qū)突變點(diǎn)為1970 年,Ⅳ區(qū)的突變點(diǎn)在1968年;Ⅴ區(qū)、Ⅵ區(qū)M-K檢驗(yàn)無(wú)突變點(diǎn)。
通過(guò)累積距平曲線可知(圖4b),累積距平曲線存在3 個(gè)階段的變化趨勢(shì),1960—1974 年呈顯著的增加趨勢(shì),1975 年之后呈減少趨勢(shì),1997 年之后呈增加趨勢(shì)。Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅳ區(qū)、Ⅴ區(qū)、Ⅵ區(qū)與黃土高原地區(qū)累積距平曲線變化基本一致。Ⅲ區(qū)Epan累積距平曲線也存在3 個(gè)階段的變化趨勢(shì),1970 年之前呈增加趨勢(shì),1970—1993 年表現(xiàn)為減少趨勢(shì),但在1993年之后出現(xiàn)短暫的增加趨勢(shì),1997年之后又呈減少趨勢(shì)。
圖4 黃土高原地區(qū)蒸發(fā)皿蒸發(fā)M-K檢驗(yàn)和累積距平Fig.4 Mann-Kendall test and cumulative anomaly map of pan evaporation in Loess Plateau
綜上可知,黃土高原地區(qū)Epan有2次轉(zhuǎn)折、3個(gè)階段的變化趨勢(shì),轉(zhuǎn)折年份分別是1974年和1996年,1960—1974 年呈增加趨勢(shì),氣候傾向率為11 mm·(10a)-1,1975—1996 年呈減少趨勢(shì),氣候傾向率為-60 mm·(10a)-1,1997 年之后呈增加趨勢(shì),增速為30 mm·(10a)-1。馬海姣等[29]指出1974 年是黃土高原地區(qū)Epan的主要轉(zhuǎn)折年,楊司琪[26]認(rèn)為1960—2017 年全國(guó)Epan的轉(zhuǎn)折點(diǎn)在1996 年,本文與以上研究結(jié)果具有一致性。因此,黃土高原地區(qū)與全國(guó)Ep-an的轉(zhuǎn)折時(shí)間一致性較好。
應(yīng)用多元回歸分析計(jì)算氣象因子系數(shù),使用F檢驗(yàn)確定各因素對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)的方差貢獻(xiàn),從而確定影響各區(qū)域Epan變化的主導(dǎo)氣象因子[13,19],各區(qū)域影響Epan的主要?dú)庀笠嘏判蛞?jiàn)表2。分析可知,平均風(fēng)速在黃土高原地區(qū)及各區(qū)域?qū)pan影響最顯著,其次是日照時(shí)數(shù)和水汽壓。平均風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)的影響因素為正影響作用,水汽壓為負(fù)影響作用。各分區(qū)中,影響Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ區(qū)的首要?dú)庀笠蛩貫槠骄L(fēng)速,Ⅳ區(qū)的首要影響因素是日照時(shí)數(shù),Ⅴ、Ⅵ區(qū)的首要影響因素是溫度,其他因素在各區(qū)域排序不一致(表2),反映出各區(qū)域地理環(huán)境差異顯著,不同地理單元影響Epan的氣象因素差異較大。楊司琪等[16]指出夏季風(fēng)區(qū)、夏季風(fēng)影響過(guò)渡區(qū)及非夏季風(fēng)區(qū)Epan對(duì)各氣象要素的敏感程度不同。
表2 各區(qū)域影響Epan的主要?dú)庀笠豑ab.2 Main influential factors for Epan in the Loess Plateau
各區(qū)域在不同季節(jié)影響蒸發(fā)皿蒸發(fā)的氣象因子差異明顯。春季,Ⅲ區(qū)、Ⅴ區(qū)最顯著的影響因素為平均最低氣溫、其他各區(qū)域以平均風(fēng)速為主,日照時(shí)數(shù)、平均最高氣溫對(duì)各區(qū)域蒸發(fā)皿蒸發(fā)存在影響;夏季Ⅰ區(qū)、Ⅴ區(qū)的主要影響因子為相對(duì)濕度,Ⅱ區(qū)、Ⅳ區(qū)、Ⅵ區(qū)的主要影響因子為降水,風(fēng)速和降水是Ⅲ區(qū)的主要?dú)庀笠蜃?;秋季各區(qū)域影響Epan的氣象因子以平均風(fēng)速為主,Ⅴ區(qū)的主要?dú)庀笠蜃邮亲畹蜌鉁兀浯问秋L(fēng)速;冬季黃土高原地區(qū)、Ⅱ區(qū)的主要影響因子為平均最低氣溫、日照時(shí)數(shù),Ⅳ、Ⅵ區(qū)平均風(fēng)速是主要的氣象因子,Ⅰ區(qū)無(wú)明顯的影響因子。綜上分析,春季、秋季各區(qū)域以風(fēng)速為主,溫度、相對(duì)濕度在春季有顯著的影響;夏、秋各區(qū)域的主要影響因子為相對(duì)濕度、水汽壓、降水;在冬季溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速對(duì)Epan影響顯著。
由表3 可知,影響黃土高原地區(qū)蒸發(fā)皿蒸發(fā)的主要?dú)庀笠蜃右来螢槠骄L(fēng)速、日照時(shí)數(shù)、水汽壓,1960—2018年黃土高原地區(qū)的平均風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)均呈減小趨勢(shì),氣候傾向率分別為-0.06 m·s-1·(10a)-1,-42 h·(10a)-1;水汽壓呈升高趨勢(shì),氣候傾向率為0.04 hPa·(10a)-1,在3個(gè)主要?dú)庀笠蜃拥木C合作用下,黃土高原地區(qū)Epan整體呈減少趨勢(shì)。如圖5所示,1960—1974 年黃土高原地區(qū)的平均風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)呈增大、增加趨勢(shì),水汽壓呈減小的變化趨勢(shì),致使黃土高原地區(qū)1974 年之前Epan呈增加變化趨勢(shì)。1975—1996年,該區(qū)域的平均風(fēng)速雖呈增大變化趨勢(shì),但日照時(shí)數(shù)呈明顯減少,導(dǎo)致該時(shí)間段黃土高原地區(qū)Epan呈減少變化特征。1997 年之后,該區(qū)域的平均風(fēng)速減小,同時(shí)在日照時(shí)數(shù)顯著減少和水汽壓顯著增大的影響下Epan明顯增加。影響Epan的氣象因子較多,Epan的變化是各種氣象要素綜合作用的結(jié)果[12],可以將其分為動(dòng)力因子、熱力因子及水分因子。其中,風(fēng)速?gòu)?qiáng)弱變化影響蒸發(fā)過(guò)程中的水汽輸送環(huán)節(jié)[12],是影響Epan的主要?jiǎng)恿σ蜃樱?4];日照時(shí)數(shù)變化導(dǎo)致Epan的能量來(lái)源變化,是影響Epan熱力因子的主要代表;水汽壓一定程度上表示了大氣中水汽含量的多少,能夠表征影響Epan的水分因子。
表3 各區(qū)域影響Epan的主要?dú)庀笠刈兓厔?shì)Tab.3 Liner trend of main influential factors for Epan in the Loess Plateau
圖5 黃土高原地區(qū)風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)、水汽壓累積距平Fig.5 Cumulative departure curve of u2,Sd,es in Loess Plateau
黃土高原地區(qū)春、秋季Epan呈減少趨勢(shì),春、秋季的風(fēng)速減小對(duì)Epan減少作用明顯(表3);夏季Epan呈減少趨勢(shì),其首要影響因素為相對(duì)濕度,水汽壓、降水也是影響夏季Epan的主要?dú)庀笠蜃樱梢?jiàn)水分因子是夏季蒸發(fā)皿蒸發(fā)變化的主要因素;冬季蒸發(fā)皿蒸發(fā)呈增加趨勢(shì),其主要影響因素為最低氣溫,呈顯著增加趨勢(shì),因此,熱力因子對(duì)冬季Epan變化的影響顯著。
Epan變化是多個(gè)氣象因子共同作用的結(jié)果,且是各種氣象因子非線性共同作用的復(fù)雜過(guò)程,單一的環(huán)境因子不能解釋Epan的變化[26,36-38]。1960—2018年黃土高原地區(qū)蒸發(fā)皿蒸發(fā)的動(dòng)力因子、熱力因子、水汽因子均發(fā)生了變化,且具有明顯的階段性變化特征,導(dǎo)致蒸發(fā)皿蒸發(fā)出現(xiàn)不同的變化特征。有關(guān)學(xué)者研究指出影響全國(guó)Epan的主要?dú)庀笠蜃踊蛘哧P(guān)鍵氣象因子有風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)、氣溫日較差、相對(duì)濕度[2,13-14,27],Zhang 等[15]、楊司琪等[17]指出低云量對(duì)Epan有重要的影響。由于在不同的研究中使用的氣象因子個(gè)數(shù)有差異,因此,結(jié)論不完全一致,柳春等[7]認(rèn)為黃河流域Epan減少是由風(fēng)速減小所致,本文研究也得出風(fēng)速是影響黃土高原地區(qū)Epan變化的主要?dú)庀笠蜃?,但各區(qū)域存在一定差異性,在不同區(qū)域,不能時(shí)間段,主導(dǎo)Epan的氣象因子不同,四季中風(fēng)速主要在春、秋季對(duì)Epan影響顯著。Yang 等[39]指出中國(guó)地表風(fēng)速2014年以后出現(xiàn)了增強(qiáng)的趨勢(shì),但是區(qū)域差異明顯,本文與之對(duì)應(yīng)的華北西部、華北區(qū)域風(fēng)速依然表現(xiàn)出減小趨勢(shì)(表3),但Epan在2000年后呈增加的趨勢(shì),由此可見(jiàn),Epan的變化還受日照時(shí)數(shù)變化與水汽壓等其他影響因子的控制。對(duì)于黃土高原地區(qū)這一氣候過(guò)渡地帶,其變化機(jī)制復(fù)雜,未來(lái)研究中除綜合考慮本研究所列氣象因子外,還應(yīng)考慮太陽(yáng)輻射、云量、下墊面性質(zhì)等多因素對(duì)蒸發(fā)皿蒸發(fā)的影響。
(1)近59 a 黃土高原地區(qū)Epan變化時(shí)空差異顯著,1960—2018年黃土高原地區(qū)Epan呈減少趨勢(shì),氣候傾向率為-6 mm·(10a)-1,與全國(guó)及黃河流域的Epan變化趨勢(shì)一致,但減幅較大。黃土高原地區(qū)Epan存在1974 和1996 年前后2 個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn);有3 個(gè)明顯的變化階段,1975年之前呈微弱增加趨勢(shì)[11 mm·(10a)-1],1975—1996 年呈減少趨勢(shì)[-60 mm·(10a)-1],1997年之后Epan呈增加趨勢(shì)[30 mm·(10a)-1]。
(2)空間上,1960—2018 年黃土高原地區(qū)54%的站點(diǎn)呈減少趨勢(shì),隴東、隴中黃土高原、河套地區(qū)和鄂爾多斯高原呈微弱增加趨勢(shì),氣候傾向率分別為17 mm·(10a)-1、13 mm·(10a)-1、3 mm·(10a)-1、18 mm·(10a)-1;關(guān)中平原、山西黃土高原呈減少趨勢(shì),氣候傾向率分別為-22 mm·(10a)-1、-8 mm·(10a)-1。
(3)風(fēng)速、日照時(shí)數(shù)、水汽壓是依次影響黃土高原地區(qū)Epan變化的主要?dú)庀笠蜃印?960—2018年黃土高原地區(qū)平均風(fēng)速減小[-0.05 m·s-1·(10a)-1]、日照時(shí)數(shù)減少[-41 h·(10a)-1]、水汽壓升高[0.04 hPa·(10a)-1]是蒸發(fā)皿蒸發(fā)呈減少趨勢(shì)的主要原因;春季、秋季Epan變化動(dòng)力因子起主要作用,夏、冬季變化分別是水分因子、熱力因子起主導(dǎo)作用。