Page 117 - 水利学报2021年第52卷第4期

3.3 综合干旱特征联合分布变化 图 7 展示了珠江流域既往和未来情景的干旱特征指标之间的相关

性。干旱特征指标之间呈现为正相关性。除了干旱历时与峰值相依程度略微小一些，干旱特征指标之
间的相关系数基本上均大于 0.5（P < 0.05），相关性程度较高。既往和未来情景的干旱特征严重性和历
时相关系数差别都较小。总体上来看，严重性与历时、严重性与峰值的相关性要明显高于历时与峰值。
为构建干旱特征联合分布，故确认严重性、历时和峰值最优拟合模型。严重性和历时的最优拟
合模型均为 GEV 模型，峰值的最优模型为 WBL 模型。此外，为模拟干旱特征的两变量联合分布，基
于 Archimedean Copulas 家族的 Gumbel、Clayton、AMH 和 Frank Copula 函数选取最优拟合模型。干旱
特征两变量联合分布最优模型均为 Frank Copula。干旱特征边缘分布和联合分布最优模型选取方法采
用 2.2 节所述方法，详细结果此处不再一一赘述。图 8 展示了未来情景下干旱特征两变量超阈联合重
现期 100 年的同频设计值较既往时段的变化百分比。虽然严重性与历时、历时与峰值和严重性与峰值
的相依性特征有所区别，各自的联合分布模型与参数也存在差异，但相同联合重现期所对应的单变
量设计值空间分布变化基本一致。RCP2.6 情景下，珠江流域下游地区超阈联合重现期 100 年的同频
设计严重性和历时值均变小，减少 20%～60%；中游地区一百年同频设计严重性和历时值均变大，整
个流域分别平均减少 13.5%和 6.5%；珠江流域北部一百年同频设计峰值均变小，减少 20%～40%。
RCP4.5 情景下，珠江流域上下游两端地区同频设计严重性和历时值减少 40%～60%，而中游地区同
频设计严重性和历时值均变大，局部区域甚至增加 80%以上；中上游地区一百年同频设计峰值均变
小，减少 20%～40%。RCP8.5 情景下，珠江流域大部分地区一百年同频设计严重性和历时值均变
大，整个流域分别平均增加 20.5%和 22.1%。

0.9
0.8
相关系数 0.7

0.6
0.5

严重性-历时 历时-峰值 严重性-峰值
注：图中散点表示箱线图异常值
图 7 所有格网既往和未来干旱特点相互关系

4 讨论

在 RCP8.5 情景下，珠江流域综合干旱严重性、历时、峰值等均呈明显增加现象，特别中上游地
［1］
区。影响干旱变化的气象因素一般有降水、气温、蒸散发等因素 。降水变化异常一直认为是珠江流
域干旱变化的主要因素，特别是中上游地区 ［26-27］ 。然而，气候变化背景下，气温显著增加可能导致蒸
散发明显增加，而主导干旱变化 ［40］ 。在高二氧化碳排放情景下（即 RCP8.5 情景），珠江流域未来降水
未呈明显增加或减少趋势，而由于气温变化导致，蒸散发呈明显增加趋势，是珠江流域未来干旱严
重性增加的主要因素 ［29］ 。中上游地区喀斯特地貌的广泛分布也可能加剧干旱。广泛分布的喀斯特地
貌改变了地表水文循环过程，特别是降雨径流过程。喀斯特地貌中，植被稀疏且地表覆盖土壤较
薄，增加了地表水了下渗，减少地表对降水的蓄留能力。在气候异常情况下（如降水不足伴随极端高
温），容易导致频繁的干旱 ［41］ 。此外，珠江流域干旱的变化也与大气环流变化有密切关系。就既往时
段而言，过去 40 年，中国西南向东北有一条干旱趋势带 ［41］ ，而流域西北部显著变干地区正好与这条

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