3月8日,記者從西安交通大學獲悉:西安交通大學和南京信息工程大學聯合科研團隊,詳細闡述了半個多世紀以來西江流域降水模式的變化特征及干濕演化機制,首次揭示了西江流域降水模式變化及水文的時空響應特征,為大江大河干旱洪澇的有效防治提供了科學依據。該成果論文在線發表于《自然通訊》上。論文第一作者是西安交通大學教授吳一平,通訊作者是南京信息工程大學教授周國逸。

全球氣候變化深刻影響了水文過程。尤其是在降水增強的背景下,大河流域旱澇災害的時空演化機制及旱澇之間的關聯機制,一直是未解之謎。

西江是珠江水系中最長的河流。西江流域涉及云南、貴州、湖南、廣西、廣東5個省(自治區),流域面積約35萬平方公里。“盡管干旱與洪澇都和降水的異常變化有關,但是在西江流域,降水變化趨勢一致的情況下,為什么會出現‘干旱常出現在流域上游而洪澇出現在流域下游’這一相反的旱澇變化趨勢?只有搞清楚降水變化與旱澇災害之間的演化機制,我們才能為其極端水災害的高效防控提供可靠的數據支撐和理論基礎。”說起研究的初衷,吳一平表示。

為了搞清楚這一問題,該聯合科研團隊多年深入探索,應用長期觀測資料和改進的水文過程模型,揭示了西江流域降水模式變化及水文的時空響應特征。“我們發現,在年降水量無明顯變化的情況下,降雨強度、無雨天數及最大連續干天顯著增加,而小雨量、小雨天數及最大連續濕天顯著減少。”吳一平介紹,“降水模式的變化導致上游地區產水量顯著減少,水資源短缺日益加劇,而下游地區產水量和地表快速徑流量增加,洪水風險更加嚴峻。”

在此基礎上,科研人員通過一系列模擬試驗深入解析了降水模式變化下坡面、子流域等不同尺度的水文響應機制。“上下游地區的兩個典型小流域的水文響應存在共性,即高坡度地區變得更加干燥,而低坡度地區則變得更加濕潤。”吳一平介紹,由于西江流域上下游地形差異顯著,上游高地較多,總體較為陡峭,而下游低地較多,總體較為平緩。這導致了上游地區以變干效應為主,下游地區以變濕效應為主。“因此,降水增強和地形差異共同造成了西江流域上下游地區兩種截然相反的水文效應。”他說。

中國工程院院士王浩、香港大學教授陳驥、中山大學教授陳曉宏一致認為,這一研究不僅豐富了人們對大河流域上下游干旱和洪澇的科學認知,還可以直接為西江流域極端水災害的高效防控提供可靠的數據支撐和理論基礎,也為人類對大江大河干旱洪澇的有效防治提供了科學依據。

責任編輯:黃蕊