基于SPEI指數(shù)的近58 a甘肅省干旱特征分析

周俊菊 馮煒 向鵑 黃美華

(西北師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院, 蘭州 730030)

引 言

甘肅省地處我國西北地區(qū)，氣候差異較大,降水分布極不均勻,氣象災(zāi)害頻發(fā),以干旱最為頻繁,部分地區(qū)降水不多但蒸發(fā)量極高[1],生態(tài)系統(tǒng)較為脆弱,因此很有必要研究甘肅省近年干旱情況。

干旱是因大氣環(huán)流異常引起的一些時(shí)段或年份降水不足而引發(fā)的水量供需失衡的現(xiàn)象[2-3],其發(fā)生頻率高、波及范圍廣,持續(xù)時(shí)間長等特點(diǎn)使其成為影響人類生產(chǎn)生活的最主要的氣象災(zāi)害之一[4]。干旱不僅對區(qū)域發(fā)展尤其是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大損失,還導(dǎo)致水資源短缺、沙漠化加劇、沙塵天氣頻發(fā)等一系列生態(tài)環(huán)境問題。IPCC第4、5次評估報(bào)告[5]指出,近百年來,全球地表溫度上升約0.56～0.92 ℃,全球氣候變暖會(huì)增加極端氣象災(zāi)害的發(fā)生頻率和強(qiáng)度,對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生較大沖擊。干旱可分為水文干旱、氣象干旱和農(nóng)業(yè)干旱等,其中氣象干旱是引起其他各類干旱發(fā)生的主要原因。只有將氣象干旱的機(jī)理研究清楚,才能進(jìn)一步探究其他類型的干旱發(fā)生規(guī)律及成因機(jī)制[6]。

由于干旱的成因復(fù)雜,影響因素較多,許多干旱指標(biāo)根據(jù)研究具體需求而建立,常用的有Palmer干旱指數(shù)(PDSI)[7]、Z指數(shù)、CI指數(shù)(綜合氣象干旱指數(shù))[8]、標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(Standardized Precipitation Index, SPI)、標(biāo)準(zhǔn)化降水蒸散量指數(shù)(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI)等。根據(jù)創(chuàng)建途徑的不同,可大致將其分為兩類[9]:一類以PDSI為代表,基于水量平衡,結(jié)合了降水量、濕度、蒸發(fā)量、水文等氣象因子,使極端干旱的測量成為可能,但也有一定的局限性：參數(shù)要求較高,部分參數(shù)只能由經(jīng)驗(yàn)判斷,計(jì)算相對繁雜,加之主要適用于干旱半干旱地區(qū),且計(jì)算結(jié)果具有一定的滯后性,因此大大降低了的適用性。另一類是以氣象學(xué)方法反映干旱強(qiáng)度與干旱持續(xù)時(shí)間,計(jì)算相對簡單,適用性強(qiáng),例如SPI指數(shù)與SPEI指數(shù)。SPI指數(shù)是由Gocic，et al[10]提出的,能夠較好地反映出干旱的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間,但SPI指數(shù)只考慮了降水量,未考慮氣溫、日照、蒸散發(fā)量等因素[11]。基于此,Vicente-Serrano, et al[12]提出了SPEI指數(shù),既保留了PDSI的優(yōu)點(diǎn),又吸納了SPI指數(shù)多尺度的適用性特點(diǎn),一經(jīng)提出便得到了廣泛認(rèn)可,已被用于各種干旱研究。秦鵬程等[13]應(yīng)用SPEI指數(shù)對1960—2009年我國東北地區(qū)玉米生長季干旱風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空變化特征進(jìn)行分析,其計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況相吻合;萬紅蓮等[14]將SPEI指數(shù)與土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)相結(jié)合,從植被NDVI與干旱發(fā)生強(qiáng)度、頻率相關(guān)性的角度,探討了寶雞市近40 a干旱時(shí)空變化格局及對植被覆蓋的響應(yīng);王飛等[15]基于SPEI指數(shù),從年尺度、季尺度、干旱發(fā)生強(qiáng)度與干旱頻率等方面對黃河流域的干旱時(shí)空格局進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)近55 a來黃河流域尤其是蘭州地區(qū)至河口鎮(zhèn)地區(qū)干旱化程度逐年增加。羅登澤等[16]基于SPEI指數(shù),結(jié)合Mann-Kendall檢驗(yàn)、云模型及經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)等方法,分析了若爾蓋濕地1960—2016年干旱時(shí)空演變特征。王東等[17]基于SPEI指數(shù),從干旱的年季、季節(jié)變化、干旱強(qiáng)度及干旱頻率等方面分析了西南地區(qū)近50 a的干旱時(shí)空變化特征。

1 研究區(qū)概述

甘肅省為黃土高原、青藏高原、內(nèi)蒙古高原三大高原和西北干旱區(qū)、青藏高寒區(qū)、東部季風(fēng)區(qū)三大自然區(qū)域的交匯處,地形狹長，地貌復(fù)雜,地勢自西南向東北傾斜。氣候類型多樣,大部分地區(qū)氣候干燥,從南向北包括了亞熱帶季風(fēng)氣候、溫帶季風(fēng)氣候、溫帶大陸性氣候和高山高原氣候等四大氣候類型,位于中國地勢二級階梯上[18]。

2 數(shù)據(jù)與方法

2.1 數(shù)據(jù)來源

數(shù)據(jù)全部來源于中國氣象數(shù)據(jù)網(wǎng)(http:∥data.cma.cn/user/toLogin.html)。選擇1960年1月—2018年12月甘肅省19個(gè)地面氣象觀測站(站點(diǎn)如圖1所示)逐月的平均降水量、平均相對濕度、風(fēng)速、最高氣溫與最低氣溫、平均氣溫等要素。以覆蓋甘肅全省以及數(shù)據(jù)量的完整性為選擇氣象站點(diǎn)的依據(jù)。其中,河西走廊地區(qū)(嘉峪關(guān)市、酒泉市、張掖市、金昌市、武威市)有7個(gè)站點(diǎn)、隴東地區(qū)(慶陽市、平?jīng)鍪?有3個(gè)站點(diǎn)、隴南地區(qū)(天水市、隴南市、甘南州)有1個(gè)站點(diǎn)、隴中地區(qū)(蘭州市、白銀市、定西市、臨夏市)有8個(gè)站點(diǎn)。本文以月份、季節(jié)和年為時(shí)間尺度,以3—5月為春季、6—8月為夏季、9—11月為秋季,12—次年2月為冬季。

圖1 研究區(qū)及氣象站點(diǎn)分布Fig.1 Distribution of the study area and meteorological stations

2.2 研究方法

2.2.1 SPEI指數(shù)

SPEI指數(shù)是在SPI指數(shù)基礎(chǔ)上衍化出來的以水分虧缺量代替單純的降水量作為輸入條件, 以log-logistic概率分布函數(shù)代替伽馬分布函數(shù)進(jìn)行擬合, 綜合考慮了降水量和氣溫兩個(gè)驅(qū)動(dòng)區(qū)域氣候演變的主要?dú)夂蛞蜃? 通過區(qū)域內(nèi)水分虧缺變化反映降水和氣溫對旱澇演變的影響, 可以反映不同取樣頻率下的干旱過程。計(jì)算過程如下[19-20]:

(1)計(jì)算參考作物蒸發(fā)蒸散量(ET0),采用Penman-Monteith模型進(jìn)行計(jì)算。其公式如下:

(1)

其中:ET0為參考作物蒸發(fā)蒸散量(mm·d-1);Δ為飽和水氣壓曲線斜率(kPa/℃);γ為濕度計(jì)常數(shù)(kPa/℃);Rn為太陽凈輻射(MJ·m2·d-1);G為土壤熱通量(MJ·m-2·d-1);T為計(jì)算時(shí)段內(nèi)的平均氣溫(℃);U2是高出地面2 m處的平均風(fēng)速;es為飽和水氣壓(kPa);ea為實(shí)際水氣壓(kPa)。

(2)計(jì)算逐月降水量與蒸散量的差值:

Di=P-ET0,

(2)

其中:Di為降水量與蒸散量的差值;P為月降水量;ET0為月實(shí)際蒸散發(fā)量。

(3)對Di數(shù)據(jù)序列正態(tài)化。采用log-logistic概率分布F(x)對Di進(jìn)行擬合,計(jì)算每個(gè)Di數(shù)值對應(yīng)的SPEI值。

計(jì)算時(shí),當(dāng)累積概率P≤0.5時(shí),采用公式(4)計(jì)算SPEI：

(3)

(4)

其中:d1=1.432 788;d2=0.189 269;d3=0.001 308;c0=2.515 517;c1=0.802 853;c2=0.010 328。

(4)對Γ分布概率進(jìn)行正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化處理,即將公式(3)、(4)求得的概率值代入標(biāo)準(zhǔn)化正態(tài)分布函數(shù),即:

當(dāng)P≥0.5時(shí),采用公式(5)計(jì)算SPEI:

(5)

本文主要分析1、3、12個(gè)月尺度的SPEI值來反應(yīng)研究區(qū)的干旱情況。

2.2.2 干旱發(fā)生頻率

由公式(6)計(jì)算干旱發(fā)生頻率[21]:

(6)

其中:N為研究對象的總年數(shù)；n為發(fā)生干旱的年數(shù)。

2.2.3 干旱發(fā)生強(qiáng)度與干旱等級

當(dāng)月尺度的SPEI值連續(xù)3個(gè)月為輕度干旱及以上時(shí),則確定為一次連續(xù)干旱過程。干旱過程內(nèi)各月SPEI值的均值為此次干旱過程的SPEI值,各個(gè)站點(diǎn)干旱過程的累積概率概率均值為干旱過程的強(qiáng)度。表1為SPEI指數(shù)干旱等級劃分標(biāo)準(zhǔn)[4、5、22]。

表1 SPEI干旱等級指數(shù)劃分標(biāo)準(zhǔn)Table 1 SPEI drought index classification criteria

2.2.4 小波分析

小波分析可以清晰地揭示隱藏在時(shí)間序列中的變化周期,反映出系統(tǒng)在不同時(shí)間尺度的變化趨勢,是一種強(qiáng)力的周期計(jì)算工具。公式如下[23]:

(7)

其中:ωγ(a,b)為小波系數(shù)；n為樣本量；a為頻率參數(shù)；Δt為取樣間隔；b為時(shí)間參數(shù)；φ(t)為母小波。

小波方差var(a)的計(jì)算公式如下:

var(a)=∑[ωγ(a,b)]2。

(8)

3 結(jié)果分析

3.1 干旱的時(shí)間演變規(guī)律

不同時(shí)間尺度下SPEI對于降水量、氣溫等氣象因素變化的敏感性有著較大的差異。如圖2所示,月、季、年3個(gè)時(shí)間尺度下,SPEI值的波動(dòng)周期和規(guī)律有很大的不同,通過對比不同時(shí)間尺度SPEI值得出,時(shí)間尺度越小,SPEI值波動(dòng)幅度越大,波動(dòng)周期越短。不同尺度的SPEI值可以反映出研究區(qū)不同時(shí)間尺度的水熱組合狀況,月尺度的SPEI值由于受到月平均降水量與月平均氣溫的影響,因而能較好地反映出土壤含水量的情況,對于農(nóng)業(yè)灌溉期的確定有較好的指導(dǎo)意義;季節(jié)尺度和年尺度的SPEI值受到各季節(jié)、年降水量與氣溫的影響,通常與河流水位、地下水水位及水庫水位高度相關(guān)。

圖2 1960—2018年不同時(shí)間尺度SPEI值：(a)月尺度;(b)季尺度;(c)年尺度Fig.2 SPEI values at different time scales from 1960 to 2018: (a) monthly; (b) quarterly; (c) annual

圖2很好地反映出了1960—2018年各時(shí)間尺度SPEI值的變動(dòng)情況?？芍?甘肅省1960—2018年不同時(shí)間尺度上,SPEI值所能反映的干旱等級不同,月尺度與季節(jié)尺度上的SPEI值可以反映正常、輕度、中度、嚴(yán)重、極端5個(gè)等級。而年尺度上的SPEI值只能反映出輕度干旱與中度干旱兩個(gè)等級。1960—2018年間,SPEI值低于-0.5的月份有165個(gè)，低于-1的有55個(gè)，低于-1.5的有14個(gè)，低于-2的有2個(gè),即，在這58 a中,發(fā)生輕度干旱的月份有110個(gè)，中度干旱的有41個(gè)，嚴(yán)重干旱的有12個(gè)，極端干旱2個(gè)。季節(jié)尺度上,58 a中共有35個(gè)季節(jié)為輕度干旱、15個(gè)季節(jié)為中度干旱、4個(gè)季節(jié)為嚴(yán)重干旱、1個(gè)季節(jié)為極端干旱。年尺度上,58 a中共有14 a為輕度干旱,3 a為中度干旱。

圖3 1960—2018年甘肅省月、季尺度干旱次數(shù)：(a)月尺度;(b)季尺度Fig.3 Monthly and quarterly drought frequency in Gansu Province from 1960 to 2018: (a) monthly scale; (b) quarterly scale

如圖3a所示,月尺度上的干旱發(fā)生次數(shù)差異較大,3月為發(fā)生干旱最多的月份,1960—2018年共計(jì)18次,其次為6月;月尺度上發(fā)生干旱次數(shù)最少的月份為2月,近58 a共計(jì)9次。季節(jié)尺度上,秋季為發(fā)生干旱最多的季節(jié),1960—2018年共計(jì)發(fā)生干旱16次,其次為春季14次,夏季13次,冬季12次。4個(gè)季節(jié)SPEI指數(shù)的傾向率分別為春-0.017 1、夏-0.013、秋-0.014、冬-0.004 2,表明近58 a來,冬季干旱化趨勢最慢,其次為夏季與秋季,春季干旱化趨勢最快。

為了能進(jìn)一步分析近58 a甘肅省年尺度SPEI的變化趨勢,本文對年尺度SPEI值進(jìn)行Mann-Kendall檢驗(yàn),計(jì)算結(jié)果顯示,年尺度的SPEI值具有顯著的下降趨勢(P<0.05),干旱趨勢逐漸增加。由UF-UB曲線可得,在α=0.05的置信水平下,1994年為突變點(diǎn),在1960—1994年間,年尺度SPEI指數(shù)呈緩慢下降趨勢,1994年以后,年尺度SPEI指數(shù)呈快速下降趨勢,干旱化程度加劇。

為進(jìn)一步分析近58 a甘肅省年尺度SPEI指數(shù)的變化趨勢,采用M-K檢驗(yàn)對SPEI指數(shù)的突變年份進(jìn)行判斷,經(jīng)過滑動(dòng)t檢驗(yàn)證實(shí)突變可信。計(jì)算結(jié)果顯示(圖4),1960—2018年,甘肅省SPEI指數(shù)總體呈下降趨勢,其傾向率為-0.167/(10 a)。1996年為SPEI指數(shù)的突變點(diǎn),1960—1996年,甘肅省SPEI指數(shù)大多大于平均值且大于0,但其傾向率為-0.003 5/a,有緩慢的下降趨勢,說明濕潤化程度逐年減弱;1996—2018年,甘肅省SPEI指數(shù)大多小于平均值且小于0,但其傾向率為0.018 9/a,說明干旱化程度逐年減弱。這與楊建平等[24]、任培貴等[25]、王鵬濤[26]對甘肅省年尺度旱災(zāi)趨勢研究在時(shí)間上較吻合。

圖4 1960—2018年年尺度SPEI指數(shù)M-K檢驗(yàn)Fig.4 M-K test of SPEI on yearly scale during 1960-2018

對1960—2018年甘肅省年尺度SPEI指數(shù)進(jìn)行小波分析可知, SPEI指數(shù)小波系數(shù)實(shí)部等值線(圖5a)如下,年尺度SPEI指數(shù)存在8 a、12 a、26 a的周期,其中8 a和26 a周期均通過了α=0.05 的顯著性水平檢驗(yàn),12 a周期并未通過α=0.05 的顯著性水平檢驗(yàn)。

3.2 干旱的空間分布特征

3.2.1 不同時(shí)間尺度的干旱頻率分布特征

在年尺度上,甘肅省干旱發(fā)生頻率分布極不均衡,地區(qū)差異較大(圖6a)。位于甘肅東部的慶陽市以及位于甘肅省北部的酒泉市干旱發(fā)生頻率最高,均在40%左右。位于甘肅省中部的金昌市、武威市以及甘南州干旱發(fā)生頻率最低,均在20%以下。

月尺度上的干旱發(fā)生頻率的極差遠(yuǎn)低于年尺度(圖6b)。干旱發(fā)生頻率最高的地區(qū)位于甘肅省中部的白銀市與定西市,其值均在35%左右。相對于年尺度而言,除甘南州外,干旱發(fā)生頻率最低的地區(qū)向西北方向的張掖地區(qū)移動(dòng)。

季尺度上的干旱發(fā)生頻率差異較大。春季(圖6c),甘肅省中部的武威市、蘭州市、臨夏市以及東部的平?jīng)鍪懈珊蛋l(fā)生頻率最高,慶陽地區(qū)干旱發(fā)生頻率最低,高低值相差為10.32。夏季(圖6d)干旱發(fā)生頻率高值區(qū)較為集中,主要分布在白銀市與武威市北部,在40%左右,干旱發(fā)生頻率的低值區(qū)位于張掖市中部、白銀市北部以及臨夏市、慶陽市、平?jīng)鍪械鹊貐^(qū),其高低值相差為10.33。秋季(圖6e)干旱發(fā)生頻率的高值區(qū)在蘭州市的東南部、定西市東北部以及嘉峪關(guān)地區(qū),低值區(qū)在酒泉北部、張掖北部、武威北部及平?jīng)鍪兄胁?。冬?圖6)干旱發(fā)生頻率在空間分布上的差異較大,高低值相差達(dá)到了36.15,干旱發(fā)生頻率的高值區(qū)為平?jīng)鍪?其值達(dá)39.66%,低值區(qū)為武威市與甘南州,其值在3.4%左右。

圖5 1960—2018年年尺度SPEI指數(shù)小波分析：(a)小波系數(shù)實(shí)部等值線，(b)小波系數(shù)方差Fig.5 Annual scale SPEI exponential wavelet analysis during 1960 to 2018:(a) real part contour of wavelet coefficients; (b) variance diagram of wavelet coefficients

圖6 甘肅省歷年、歷年各季、各月尺度干旱發(fā)生頻率分布：(a)年尺度；(b)月尺度；(c)春季；(d)夏季；(e)秋季；(f)冬季Fig.6 Frequency distribution map of drought occurrence in Gansu Province over the years, seasons and months：(a)yearly scale; (b)monthly scale; (c)spring; (d)summer; (e)autumn; (f)winter

圖7 甘肅省甘肅發(fā)生強(qiáng)度Fig.7 Scatter diagram of occurrence intensity in Gansu Province

3.2.2 干旱發(fā)生強(qiáng)度空間分布特征

甘肅省干旱發(fā)生強(qiáng)度計(jì)算結(jié)果如圖7所示。甘肅省干旱發(fā)生強(qiáng)度分布與干旱發(fā)生頻率分布無明顯聯(lián)系(圖6、7)，呈現(xiàn)中部地區(qū)高,西北與東部地區(qū)次之,西南地區(qū)最低的特點(diǎn)。全省干旱發(fā)生強(qiáng)度最高的區(qū)域在河西走廊地區(qū)的張掖市境內(nèi)。次一級區(qū)域?yàn)榫迫?、慶陽、白銀等地區(qū)。干旱發(fā)生強(qiáng)度最低的區(qū)域位于甘肅省西南部地區(qū)。

3.2.3 近58 a各站點(diǎn)SPEI指數(shù)傾向率變化

傾向率可以反映SPEI指數(shù)的變化情況,即反映研究區(qū)不同站點(diǎn)干旱/濕潤的變化情況。傾向率為正,即其濕潤程度逐年增加,傾向率為負(fù),表明其干旱化程度逐年加劇,傾向率的大小代表了干旱/濕潤化速率的快慢,傾向率越大,即其干旱化速率越慢,濕潤化速率越快。計(jì)算1960—2018年甘肅省19個(gè)氣象站點(diǎn)SPEI指數(shù)的傾向率,均通過了α=0.05 的顯著性檢驗(yàn)。由圖8可知,19個(gè)氣象站點(diǎn)中,僅有合作市與烏鞘嶺兩個(gè)站點(diǎn)SPEI指數(shù)的傾向率為正,其余站點(diǎn)傾向率均為負(fù)值。19個(gè)氣象站點(diǎn)SPEI指數(shù)的傾向率由小到大排序?yàn)?馬鬃山<張掖<酒泉<靖遠(yuǎn)<高臺<臨洮<西峰<岷縣<華家?guī)X<環(huán)縣<民勤<榆中<崆峒<景泰<臨夏<武威<永昌<烏鞘嶺<合作。SPEI指數(shù)傾向率變化情況可將甘肅省分為三部分,甘肅省西北部的酒泉市、嘉峪關(guān)市等地區(qū)SPEI指數(shù)傾向率為負(fù)值且數(shù)值最低,該地區(qū)干旱化速率較快且干旱程度逐年加劇;甘肅省中西部地區(qū)SPEI指數(shù)的傾向率絕對值較小,且甘南州的北部地區(qū)與武威市的西南部地區(qū)其傾向率為正值,表明甘肅省中西部地區(qū)干旱化速率較慢,且甘南州北部與武威市西南部地區(qū)逐漸向濕潤化過度;甘肅省東南部地區(qū)SPEI指數(shù)的傾向率為負(fù)值,但其值相對于西北部地區(qū)較高,表明該地區(qū)干旱化速率較西北部地區(qū)低。

圖8 1960—2018年甘肅省各站點(diǎn)SPEI指數(shù)傾向率Fig.8 SPEI index trend rate of all stations in Gansu Province from 1960 to 2018

4 結(jié)論

通過對1960年至2018年甘肅省19個(gè)氣象站點(diǎn)SPEI值的計(jì)算,揭示了近58 a來甘肅省干旱演變趨勢、干旱發(fā)生頻率及干旱發(fā)生強(qiáng)度的變化規(guī)律。主要結(jié)論如下:

(1)近58 a來甘肅省月尺度上發(fā)生干旱頻率最高的為3月,其次為6月,2月干旱頻率最低;季節(jié)尺度上秋季干旱最為嚴(yán)重,其次為春季。冬季干旱化趨勢最慢,春季最快。

(2)近58 a來甘肅省SPEI指數(shù)總體呈下降趨勢。1996年為SPEI指數(shù)的突變點(diǎn)。1996年后,甘肅省干旱頻率突變增加,干旱甘肅省干旱化程度逐漸加重。甘肅省年尺度SPEI指數(shù)存在8 a、12 a、26 a的周期。

(3)甘肅省干旱發(fā)生頻率在年尺度和月尺度上的分布較為一致,河西走廊東段與甘南州地區(qū)干旱發(fā)生頻率較低,酒泉北部地區(qū)與甘肅省東部、中部地區(qū)干旱發(fā)生頻率較高。季尺度上,春季蘭州市與武威市南部地區(qū)干旱發(fā)生頻率較高,慶陽地區(qū)頻率最低;夏季為白銀市與武威市北部地區(qū)干旱發(fā)生頻率最高,張掖市中部地區(qū)、白銀市北部地區(qū)以及臨夏、慶陽、平?jīng)龅貐^(qū)最低;秋季干旱頻率最高的地區(qū)為蘭州市東部、定西市東北部以及嘉峪關(guān)地區(qū),最低的地區(qū)在酒泉市北部、張掖市北部、武威市北部及平?jīng)鍪兄胁康貐^(qū);冬季高值區(qū)在平?jīng)鍪?低值區(qū)在武威市與甘南市。

(4)干旱發(fā)生強(qiáng)度最高的地區(qū)為張掖市,其次為酒泉、慶陽及白銀等地區(qū),干旱發(fā)生強(qiáng)度最低的區(qū)域位于甘肅省西南部地區(qū)。

(5)酒泉市、嘉峪關(guān)市等地區(qū)干旱化程度逐年加劇;甘肅省東南部地區(qū)干旱速率較西北部地區(qū)慢;甘肅省中西部地區(qū)干旱化速率最慢,且甘南州北部與武威市西南部地區(qū)有濕潤化趨勢。

近58 a甘肅省干旱特征具有明顯的季節(jié)性和區(qū)域性,干旱頻率的發(fā)生主要集中在夏季,區(qū)域上集中在河西地區(qū)西部與隴中、隴東地區(qū)。竇睿音等[27]分析了近半個(gè)世紀(jì)甘肅省氣溫的時(shí)空變化特征,指出甘肅省隴東地區(qū)與河西地區(qū)均表現(xiàn)出暖化趨勢,主要是受自然因素與人為因素共同作用的結(jié)果。馬玉霞等[28]通過分析甘肅省氣溫變化情況發(fā)現(xiàn),甘肅省氣溫一直在波動(dòng)中呈上升趨勢,夏季升溫慢,冬季升溫快[28]。裴彬等[29]研究了甘肅省氣候變化與干濕變化趨勢,發(fā)現(xiàn)甘肅省近30 a來氣溫整體呈上升趨勢,降水呈減少趨勢。上述研究結(jié)果表明,近58 a來甘肅省氣溫上升,降水減少是造成甘肅省干旱情況不斷加劇的主要原因。