变化环境下流域气象水文要素的相关性演化

为了探究流域气象水文要素间相关性结构及其演化，采用交叉小波分析、去趋势波动分析（ＤＦＡ）、去趋势互相关分析（ＤＣＣＡ）和去趋势偏互相关分析（ＤＰＸＡ）对渭河流域１９６０－２０１５年的气象水文数据（年降水量、年蒸发皿蒸发量、年径流深等）进行了时频域相关性分析和长程相关性分析，探讨气象水文要素间的相关性结构变化和长程相关性特征。交叉小波分析表明，研究期内蒸发、降水、径流任意两因子间相关性在不同时频域存在差异，相关结构上存在１～２和８ａ的相似主导周期，宏观上降水－径流间多尺度相关结构发生退化，共振周期减少。长程相关分析表明，径流、蒸发和降水序列的Ｈｕｒｓｔ指数均大于０.５，表现出良好的长持续性特征，当前降水（径流、蒸发）会对未来某一时刻的降水（径流、蒸发）产生影响；ＤＣＣＡ结果表明，降水－径流间表现出长程相关性，而降水－蒸发和径流－蒸发呈长程反相关性，呈现出不同的长程互相关结构；ＤＰＸＡ结果表明，扣除第三因子影响后，降水－蒸发和径流－蒸发长程相关性发生突变，从而降水－径流、降水－蒸发和径流－蒸发两两间均呈长程互相关性，暗示降水、径流和蒸发三者间长程相关性的互馈特征，相比于ＤＣＣＡ结果，ＤＰＸＡ的结果显然更具有说服力。透过滑窗分析可发现降水－径流、降水－蒸发之间的长程互相关性在时域上没有发生突变，未来降水量的可能增加将引起径流量增大，并间接引起渭河流域受水量制约的蒸发量增大；径流－蒸发间长程互相关性于１９６２年由长程反相关突变为长程相关，随后长程相关性持续增强，标志着渭河流域未来蒸发的变化可能会引发更大的径流波动。