Page 148 - 《高原气象》2026年第2期

高 原 气 象 45 卷
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（1） 公式计算法。E 对各气象因子的敏感性用 2. 3. 3 评估方法
敏感系数来表征（黄悦和李思恩， 2021； 施能等， 使用偏差 Bias、 均方根误差 RMSE 和相关系数
1995）， 在研究中广泛应用， 敏感系数的计算公式 r评估模拟结果：
如下： n
Bias = ∑ ( x i - y i ) （9）
·
= ∂E a V （2） i = 1
S V i
∂V i a E 1 n
RMSE = ∑ ( y i - y ˉ ) 2 （10）
式中： a 是气象因子多年的年均值； a 是模拟蒸发 n i = 1 i
E
V
表示 E 对驱动因素 V 的敏感系 )
的多年年均值； S V i i Cov( M，O
r( M，O) = （11）
数， 无量纲； 敏感系数的正或负表示 E 变化与气象 Var( )Var( )
M
O
因子变化的一致或相反； 敏感系数绝对值的大小表
式中： x 和 y 分别为评估组和对照组按时间排序的
示气象因子对 E 影响的程度， 绝对值越大， 影响越 i i
第i个数据。
大， 反之越小。
进一步通过敏感系数计算各气象因子对 E变化 2. 3. 4 M-K突变检验法
本文采用 Mann-Kendall 突变检验分析 1980 -
的贡献率：
2018年红碱淖蒸发是否存在突变年， 将 1980 -2018
（3）
Con v i = S V i ·RC V i
年的年总蒸发设为样本总量 n=39的序列 x（l=1， 2，
39*Trend n
= ·100% （4） …， n）， S 表示第 f 个样本 x f > x g (1 ≤ g ≤ f ) 的累计
k
RC V i
| a V |
数， 将统计量S 定义为：
n k
∑ ( x i - x ˉ) (i - t ˉ ) k （12）
Trend = i = 1 · σ x （5） S k = ∑ r f
n n σ t f = 1
∑ ( x i - x ˉ) ∑ (i - t ˉ ) 2 { 1， x f > x g
2
i = 1 i = 1 r f = ( g = 1， 2， …， f； k = 1，2， …， n)
0， x f < x g
为
（13）
式中： Con v i 为气象因子对 E 变化的贡献率； RC V i
气象因子的多年相对变化， 基于逐年变化率 Trend
S 的均值为：
计算得到。σ 为变量的均方差， σ 为时间序列即 1， k k( k - 1 )
t
x
2， …， 39年的均方差。 E S k = 4 （14）
蒸发实际变化率计算公式如下： S 的方差为：
k
)(
= 39*Trend E ·100% （6） = h(h - 1 2h + 5 ) (1 ≤ k ≤ n) （15）
R C E
| a E | Var S k 72
为蒸发的实际变化率； Trend E 为蒸发的变 将S 标准化可得：
式中： R C E k
化趋势。 Uf k = (S k - E S k ) （16）
各气象因子的贡献值、 蒸发的趋势变化值计算 Var S k
如下： 连接所有 Uf 值可得到一条曲线， 将数据反序
k
K Vi = Con Vi ·| a E | （7） 列按上述方法计算得到的 Uf 值连接得到另一曲
b
·| a E | （8） 线。选定显著性水平为 0. 05， 则检验中的上线和下
K E = R C E
式中： K Vi 为气象因子的贡献值（单位： mm）； K E 为 线为±1. 96， 绘制这四条线在一幅图上： 临界值范
蒸发的趋势变化值（单位： mm）。 围内 Uf 和 Uf 的交点表示样本发生突变的时间； 临
k
b
（2） 气候态扰动分析法。利用增量变化因子对 界值范围内， Uf 和 Uf 的正（负）表示样本序列呈上
k
b
主要的大气变量进行一系列敏感性试验， 扰动驱动 升（下降）趋势； Uf 超过临界值范围表示上升趋势，
k
因 素 。 给 定 一 个 大 气 变 量 V， 增 加 一 系 列 扰 动 Uf 超过临界值范围表示下降趋势。
b
i
λ σ ， 并保持其他变量不变， 其中 σ 取 V 的标准差， 3 结果与分析
n m
i
m
λ 以 0. 2 为增量从−3. 0 等距变化至 3. 0， 一共 31 个
n
样本试验（n=1， 2， …， 31）， 敏感性结果取每一个 3. 1 不同方法的蒸发对比
敏感性试验的均值， 由此得到一组气象数据和敏感 利用神木气象站 20 cm 小型蒸发皿折算后得到
性试验数据， 通过公式（3）计算得到敏感系数， 再 的 1978 -2013 年年总蒸发平均值为 1122. 25 mm
根据公式（4）、 （5）和（6）计算各气象因子的贡献率。 （图 2）， 最大值为 1358. 23 mm（2006 年）， 最小值为