黄土高原表层土壤湿度与降水关系的分析

来源：高原气象杂志2024年第3期北京时间：

作者：廖慧仁,黄倩,王梦圆,王瑞,张君霞,张永鹏,郭坤

单位：1. 兰州大学大气科学学院半干旱气候变化教育部重点实验室，甘肃 兰州 730000 ;2. 兰州中心气象台，甘肃 兰州 730020

摘要：使用黄土高原气象台站的土壤湿度和降水观测资料以及GLDAS和CMFD再分析资料， 分析黄土高原地区土壤湿度与降水量的时空分布及变化特征， 通过回归分析、 格兰杰因果检验和奇异值分解（Singular value decomposition， SVD）， 研究土壤湿度与降水之间的关系， 分析初始土壤湿度影响随后降水的时间尺度与空间范围。结果显示： 黄土高原的土壤湿度与随后1~2个月降水回归分析的解释方差相对较高， 较大值在夏秋季节（7 -10月）， 黄土高原不同区域（I区、 II区和III区）的土壤湿度与随后21天降水相关的时间较全区域的多， 时间较集中， 说明黄土高原土壤湿度分布不均匀， 不同区域差别较大， 较大的滞后降水时间尺度适用于较大空间范围的分析。格兰杰因果检验表明黄土高原全区域秋季（10月、 11月）的初始土壤湿度对随后1个月或2个月的降水有显著影响， 在III区8月土壤湿度对10月的降水也有显著影响， 这与回归分析的结果一致。再分析资料的SVD分解的结果显示， 1979 -2014年7月黄土高原中部、 北部和东部土壤较湿润时， 8月西部和北部边缘的降水偏多； 9月东部的土壤偏湿润， 则10月黄土高原西部以及南北部的一些地区降水偏多。土壤湿度与降水的显著相关区域重叠部分较少， 说明黄土高原土壤湿度对降水的影响存在一定程度的时空不对称性。

关键词：黄土高原,土壤湿度,降水,相关分析,奇异值分解（SVD）

基金资助：国家自然科学基金项目(42175088),甘肃省自然科学基金青年科技基金计划项目(22JR5RA514),干旱气象科学研究基金项目(IAM202206)