气候变暖对流域水循环产生了深远的影响,水文极端流量呈现出显著的协同变化特征,但其背后的驱动机制尚不明确。近期,evo真人视讯水旱灾害研究中心王宁团队,顺利获得分析1980–2014年间全球9531个水文站洪水与干旱流量的变化,发现两者存在显著区域相似特征(图1),表现为同一区域的洪水和干旱流量同时增长(洪水加重,干旱缓解,约占28.14%)或者减少(干旱加重,洪水缓解,约占33.36%)。这种协同增长趋势主要集中在北美洲中部、非洲南部、亚洲东部和澳大利亚北部,协同减少趋势主要集中在北美洲西南部、欧洲中部、巴西东北部、智利、印度和澳大利亚南部。

图1 全球洪(a)旱(b)流量演变的空间格局
根据IPCC气候分区,该团队选取代表性气候因子(a, P-Etmax、b, P-Etmin、c, P-Etmean、d, spring temperature)和人类活动因子(e, water withdrawal、f, vegetation cover),结合面板回归分析方法,探讨了不同因子对洪旱流量协同变化的贡献度。研究发现,全球有9个区域呈现显著湿润化趋势,12个区域呈现显著干旱化趋势。东亚地区的湿润趋势与取用水量减少密切相关(贡献度超80%),亚马逊地区对植被覆盖敏感(贡献度约23%),而北美、澳洲等地对大气水平衡变化高度敏感(贡献度最高达49%),北欧和北亚则主要受春季温度影响的冰雪相变调控(图2)。

图 2 IPCC气候分区下洪旱流量变化的贡献度
进一步综合贡献度分析和驱动因子实际变化结果,研究人员给出了1980–2014年间全球各区域洪旱流量协同变化的主要原因(图3)。同一区域内干旱与洪水的变化几乎总是由相同因子(要么是气候,要么是人类活动)主导。阿拉斯加、中美洲、亚马逊及欧洲受人类活动(如水资源提取和植被变化)主导,南半球则主要受气候因素(如水汽平衡和季节变化)影响。人类活动主导区,北欧主要受取水量增加影响,而亚马逊地区则主要受植被覆盖减少驱动。气候因子主导区(如北美西部、加拿大格陵兰岛、澳大利亚南部),干旱趋势主要归因于P-Etmean的减少;在南亚,春季温度下降是导致洪旱流量减少的主因,与冰雪融水减少有关。

图 3 洪旱流量协同变化的主控因子结果
相关研究成果近期发表于国际知名期刊《The Innovation》 (if = 25.7),该研究得到国家杰出青年科学基金项目和国家重点研发计划项目的资助。
论文信息:Wang, N., Sun, F., Liu, W., Yang, S., et al. Climate drives observational changes in hydrological extremes across most global regions. The Innovation, 2025, 101171. http://doi.org/10.1016/j.xinn.2025.101171