研究进展
我实验室创新团队揭示ENSO与全球流域尺度降水和洪水关系
来源:南方海洋实验室
2020.11.26
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洪水是最常见的自然灾害之一,它分布广泛且破坏力强。厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)是气候年际变化的重要驱动力,其对水资源和洪水灾害的影响越来越受到科学家的关注。提高对洪水形成机制、空间分布,以及时空变异和变化的认识是水文气象学和水文气候学研究和应用面临的重要任务。但由于水文观测站点资料的缺乏,导致全球洪水时空分布的详细研究仍存在不足。水文模型是用于模拟、监测和预测洪水的有效工具,基于水文模型的全球洪水预报系统可以为洪水灾害应急和风险管理预报提供高效准确的信息。

我实验室海洋-陆地-大气相互作用与全球效应创新团队采用高时空分辨率TMPA数据驱动自主研发的DRIVE水文模型,完成了TRMM卫星时代(1998-2013)全球洪水(频率、持续时间、强度)的气候定量评估,并分析了洪水与降水的联系;同时利用Niño 3.4指数来表征ENSO事件,揭示了ENSO对洪水的影响以及洪水指数与Niño 3.4指数在流域尺度上的关系。研究结果表明,气候和季节性洪水通常与区域降水高值区对应,但洪水频率和洪水持续时间均与降水频率关联更为紧密,而与降水强度关系相对偏弱。研究明确识别了洪水频率和强度峰值月在全球流域的分布和异同,并进一步揭示ENSO通过调节降水的不同特征影响洪水的发生和特征(Fig.1)。结果显示,洪水指数与Niño 3.4存在显著的同时相关关系和延迟相关关系,研究定量描述了ENSO对全球流域降水/洪水存在的滞后影响(遥相关)和滞后时间(Fig.2),增进了对ENSO影响洪水相关物理机制的理解。本研究为提高流域尺度月-季节洪水预报能力、更好地预测洪水风险夯实了基础。

Fig.1 季节平均洪水/降水各特征指数与Niño 3.4的关系

Fig.2 洪水指数峰值月 Niño 3.4 与洪水指数滞后相关性最大的滞后时间空间分布

这一研究成果已发表在美国气象学会旗下期刊Journal of Climate及美国地球物理学会旗下期刊Geophysical Research Letters上,创新团队核心成员吴欢教授为文章的通讯作者,中山大学博士生颜妍为文章的第一作者。

本研究得到国家重点研发计划(批准号2017YFA0604300)、国家自然科学基金(41861144014, 41775106, U1811464)、 广东省气候变化与自然灾害重点实验室(2020B1212060025)和南方海洋实验室创新团队建设科研经费等支持。

相关论文链接:

Yan, Y., Wu, H., Gu, G., et al. (2020). Climatology and Interannual Variability of Floods During the TRMM Era (1998-2013). Journal of Climate. doi: 10.1175/jcli-d-19-0415.1.

Yan, Y., Wu, H., Gu, G., et al. (2020). Exploring the ENSO Impact on Basin‐Scale Floods Using Hydrological Simulations and TRMM Precipitation. Geophysical Research Letters. doi: 10.1029/2020GL089476.

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