黄河源区地下水干旱的时空演变及多类型干旱传播响应

《Scientific Reports》：Spatiotemporal evolution of groundwater drought and multi-type drought propagation responses in the Yellow River source region

　　

摘要

现有研究通常采用相关分析或固定滞后方法来识别干旱的传播时间，这难以揭示不同干旱类型之间的方向性预测关系，也难以评估滞后响应窗口的稳定性与不确定性。为弥补上述不足，本研究以黄河源区为研究对象，基于地下水干旱的时空演变特征，运用方向性预测检验和基于Bootstrap的滞后窗口识别方法，分析了标准化降水指数（SPI）、标准化径流指数（SRI）和干旱严重度指数（DSI）之间的传播方向和响应时间，并以Pearson滞后相关分析作为补充验证。研究结果表明：（1）估算的地下水储量异常（GWSA）与实地地下水观测数据吻合良好，2003—2022年黄河源区地下水干旱呈现出明显的阶段性变化和空间差异，由接近无干旱状态转变为干旱频发且严重程度加剧；（2）不同干旱类型之间存在显著的方向性预测关系和明显的滞后响应特征，历史地下水干旱信息可显著改善地表水干旱的预测；（3）气象干旱与地表水干旱表现为相对同步的滞后响应，而地表水干旱与地下水干旱在研究期内则表现出明显的异步变化特征。