Page 176 - 《高原气象》2023年第1期

高 原 气 象 42 卷
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Early Warning Signals of Dry-Wet Transition in China in Recent 60 Years

WU Hao 1， 2， 3 ， WANG Jinsong ， HOU Wei ， LI Yiping ， WANG Ying 2
4
2
2
（1. Hunan Climate Center， Changsha 410118， Hunan， China；
2. Institude of Arid Meteorology， China Meteorological Administration， Lanzhou 730020， Gansu， China；
3. Hunan Key Laboratory of Meteorological Disaster Prevention and Reduction， Changsha 410118， Hunan， China；
4. National Climate Center， Beijing 100081， China）

Abstract： In recent years， the dry-wet transition has become more and more frequent. The dry-wet transition is
related to the formation of regional flood， drought and other disaster events. It is a hot scientific issue in the cur‐
rent nonlinear dynamics research that how to effectively identify the dry-wet transition process and search for its
early warning signals. But at present， the identification of such transition process and its early-warning signal are
still lack of effective and in-depth research. Fortunately， the critical slowing theory shows great potential in the
study of early-warning signals of complex nonlinear dynamical systems. In view of this， based on the theory of
critical slowing down and the K drought index data of representative stations in 13 drought regions in China， the
early warning signals of dry-wet transition are investigated. Firstly， the time of dry-wet transition of the K
drought index series is determined by moving t-test. Then， the early warning signals of dry-wet transition are
studied by the variance and auto-correlation coefficient which represent the critical slowing-down phenomenon.
The results show that the K drought index series of representative stations in different drought regions have differ‐
ent degrees of dry-wet transition. The critical slowing-down phenomena with the increase of variance and auto-
correlation coefficient occur in each representative station within 10 years before the dry-wet transition， indicat‐
ing that the critical slowing-down phenomenon may be an early warning signal before the dry-wet transition. This
study proves the reliability of critical slowing-down theory as an early warning signal of mutation， and can pro‐
vide a theoretical and experimental basis for the wide application of this theory.
Key words： K drought index； critical slowing down； dry-wet transition； early warning signals