NDWI指数在衡邵盆地干旱监测中的适用性研究

利用归一化植被水分指数（NDWI）对衡邵盆地进了干旱监测分析。结果分析表明,NDWI能很好地反映干旱发生发展的过程;NDWI监测的干旱发生的时段和区域与降水量严重偏少的时段和区域有很好的吻合性。其次,NDWI监测的干旱发生区域主要集中在衡邵的中间盆地农业耕作区,能间接的反映农业干旱发生情况。     

归一化差异水分指数在衡邵盆地干旱监测中的适用性研究

利用归一化差异水分指数（NDWI）对衡邵盆地进了干旱监测分析。结果表明,NDWI能很好地反映干旱发生发展的过程,NDWI监测的干旱发生时段和区域与降水量严重偏少的时段和区域有很好的吻合性。此外,NDWI监测的干旱发生区域主要集中在衡邵盆地中部的农业耕作区,能间接地反映农业干旱发生情况。     

山东省遥感干旱指数的适用性及干旱对冬小麦产量的影响

针对遥感干旱指数对干旱监测的精度和适用性问题,以山东省为研究区,基于MODIS和TRMM卫星遥感数据,选取2002年典型干旱年,计算归一化水分指数(normalized difference water index,NDWI)、归一化植被供水指数(normalized vegetation supply water index,NVSWI)、归一化降水量距平百分率(normalized percentage of precipitation anomaly,NPA),并与10 cm土壤水分数据进行相关性分析,结果显示NVSWI与土壤水分的相关系数最高,能够较好地表征农业干旱的严重程度,是最适合山东省旱情监测的干旱指数。之后采用NVSWI对2001—2015年山东地区的干旱进行时空特征研究和分析,并进一步分析不同生育期干旱对冬小麦产量的影响,结果表明,2001—2015年山东省整体干旱程度减弱,受干旱影响的区域主要集中在鲁西和鲁南地区;4—5月份干旱对冬小麦产量的影响较大,因此,在抽穗期和灌浆期对水分进行管理至关重要。     

干旱遥感监测中不同指数方法的比较研究

干旱是主要的气象灾害之一,严重危害农业生产,及时准确地了解干旱信息具有重要意义。目前卫星遥感技术已成为干旱监测的重要手段之一。比较了干旱遥感监测中几种不同的指数方法,旨在为抗旱救灾提供参考。     

改进综合气象干旱指数对广西农业干旱的适用性分析

【目的】分析改进综合气象干旱指数（IM_CI）对广西农业干旱的监测评估效果,探讨改进综合气象干旱指数对广西农业干旱监测评估的适用性。【方法】利用广西89个台站的气象资料,使用农田土壤水分平衡方程（FSWB）、改进综合气象干旱指数（IM_CI）分别模拟监测1961-2010年的广西农业干旱情况,对比分析两种指数的应用效果。【结果】IM_CI对农业干旱的历史灾情、典型过程的旱情演变、季节干旱频率的时空特征及季节的干湿特点有较好的描述,总体优于FSB。【结论】IM_CI对广西农业干旱的监测评估效果较好,适用于广西农业的干旱监测评估。     

K干旱指数在干旱监测中的应用

利用丹东地区气象观测站1954—2016年逐月降水量、蒸发量等资料,采用K干旱指数划分干旱等级、监测干旱状况,并检验在实际监测中的应用效果。结果表明,与实际的旱情比较,K干旱指数在丹东地区干旱监测中有较好的监测效果。     

基于动态干旱指数的区域干旱识别系统研究

利用历年逐日降水量、蒸发量等资料,引用一种动态干旱指数,通过比较干旱指数计算值和干旱等级判别标准来判别干旱的发展;然后,基于动态干旱指数,运用VC＋＋计算机编程语言和Access数据库开发了一套安徽省江淮分水岭地区动态干旱识别系统。这对该地区干旱预测与预警具有重要的指导作用和应用价值。     

江苏省帕尔默干旱指数的研究

利用江苏省59个站点1961~2004年的月降水量资料,建立适用于江苏全省的动态旱涝监测指标——帕尔默干旱指数。由于受时间因子的影响,帕尔默干旱指数能反映动态干旱的累积演变过程。结果表明,夏季帕尔默干旱指数与年的指数趋势变化最为一致,且旱涝具有连续性,一般持续时间都在2年以上;夏季帕尔默干旱指数以14~15年的周期振荡为主,根据其异常响应的敏感区将江苏省划分为江淮区、苏南区以及淮北区3个区域。     

不同气象干旱指数在北疆绿洲农业区适用性分析

选取北疆绿洲农业区11个气象站1961—2020年的数据,按月尺度计算降水距平百分率(PA)、标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散指数(SPEI)、K指数和气象干旱综合指数(MCI)5种干旱指数,通过比较这些指数的相关性、不同等级的干旱发生频率以及在典型干旱年份的识别能力,分析各指数在该区域的适用性。结果表明,PA和SPI对降水亏缺有敏感的反应,但对温度的关联较弱,未充分考虑增温对干旱的影响;MCI与温度和降水的关联均较弱,倾向于低估重旱和特旱;SPEI和K指数与温度和降水均有较好的关联,但K指数过多地报告中度至重度干旱,而SPEI则全面考虑了温度和降水对干旱的综合影响,其结果更符合实际情况。由于SPEI计算蒸散发采用的Thornthwaite方法可能高估了温度对干旱的影响,在降水显著偏少、温度偏差较小的情况下,SPI的监测结果可能比SPEI更为严重,因此,建议结合SPI使用,以弥补这一不足。     

典型干旱指数在干旱内陆河流域的适用性分析

以中国西北内陆开都-孔雀河流域(以下简称开孔河流域)为研究区,采用1979～2016年该流域的逐日气象观测资料和逐月径流数据,计算了5种气象水文干旱指数:温度降水均一化指标(TPI)、标准化降水蒸散发指数(SPEI)、径流距平百分比(R_a)、水文干湿指数(d_i)和标准化径流指数(SRI),在比较了干旱指数评价效果的基础上,分析了不同时间尺度下该流域干旱的特征及气象干旱与水文干旱的关系。结果表明:SPEI反映的气象干旱情况比TPI更为接近实际;与R_a、d_i相比,SRI的评价结果与历史水文干旱情况更加吻合;SPEI与SRI间的相关性随着时间尺度的增大而先增加后略降低,在12个月时间尺度下达到最大;开孔河流域不同等级水文干旱出现的频率具有一定的稳定性,它不随SRI在不同时间尺度下的变化而显著变化。     

基于CI指数的陕西干旱时空变化特征分析

利用1961—2010年陕西省72个气象站逐日气温和降水资料,采用综合气象干旱指数法,统计分析了近50年陕西省气象干旱发生的时空分布特征。结果表明：陕西省年及四季干旱发生频次和干旱日数总体上呈北高（多）南低（ 少）分布特征。四季中夏旱频率最高,强度最强,春季其次。各等级干旱日数中轻旱日数最多,中、重和特旱日数依次减少。陕北北部长城沿线及关中中东部既是干旱高发区,也是干旱重发区;近50年陕西区域干旱强度和干旱日数均存在较明显的增加趋势,主要表现为春秋两个季节的变化,而夏季和冬季的变化趋势不明显;近50年陕西共发生32起持续性干旱事件,以春夏连旱为主;20世纪90年代中后期至2002年持续性干旱事件发生的频率高,强度强, 反映出陕西区域极端干旱事件对全球气候变化有明显的响应。     

内蒙古武川旱农试验区马铃薯干旱监测系统的研究

根据１９９３－１９９５年的试验资料及应用有关的气象资料,提出了降水量及土壤不不分的干旱指标,采用农田水量平衡方法建立了农田土壤水分动态预报模型,通过检验,对０－１００ｃｍ深土壤水分邓相对误差为±５．７％,提出了干旱预报方法,在以 上工作的基础上,建立了一个针对内蒙古旱农试区马铃的干旱监测系统。     

旱涝灾害对陕西省粮食生产的影响研究

为揭示旱涝灾害发生的特征及对当地粮食生产的影响,运用数理统计方法对陕西省1971—2010年期间的旱涝灾害和粮食生产数据进行统计分析,研究旱涝灾害的发生对当地粮食生产的影响。结果表明:1971年以来,旱涝灾害发生在时间上呈单峰变化,1991—2000年期间,旱涝灾害发生最重,年平均灾害强度为25.7%;因旱涝灾害导致的粮食减产量也呈单峰变化规律,1991—2000年期间,旱涝灾害对陕西的粮食生产影响最重(年平均粮食减产量达157.7万t),进入21世纪的10年间,陕西因旱涝灾害导致的粮食减产量呈下降趋势(年平均粮食减产量达104.1万t)。20世纪90年代,旱涝灾害的发生强度及其对粮食产量的影响最大,进入21世纪后旱涝灾害对陕西粮食生产的影响程度较20世纪90年代有所缓解。     

陕西渭北旱塬气候暖干化及干旱灾害趋势判断

基于1961-2009年气象数据,利用区域旱涝指数Xi和Mann-Kendall气候突变检验法对陕西渭北旱塬的气候变化特征进行了分析。研究表明:气温以0.246℃/10a的速率呈现明显增温,气候呈暖干化趋势,且在1991年和1994年发生了变干旱和增温的突变。近49年来,出现了5年偏旱、3年大旱、2年重旱。干旱存在季节性差异,夏季和冬季干旱趋势减轻,春季和秋季干旱趋势增加。季节性连旱时有发生,冬春季连旱次数最多。夏季大旱和四季连旱是造成渭北旱塬严重干旱年份形成的重要原因。     

基于NDVI-Albedo特征空间的陕西省干旱与荒漠化遥感监测

旱情与荒漠化遥感监测有助于了解时空分布特征并及时采取相应措施。以2000-2016年MODIS NDVI和地表反照度(Albedo)数据为基础,构建NDVI-Albedo特征空间,计算荒漠化差值指数(DDI)和植被条件反照度干旱指数(VCADI),利用气象站点实测10cm土壤湿度数据进行相关性验证,并利用DDI和VCADI分别分析17a间陕西省荒漠化和旱情的时空分布特征和规律;其次,利用一元线性回归和变异系数法分析陕西省荒漠化和旱情的变化趋势和稳定性;最后从降雨量、温度等自然因素和人为因素2个方面分析了陕西省荒漠化和旱情变化的原因。结果表明,DDI与土壤湿度呈正相关关系,相关系数为0.49～0.58,且通过了95%显著性检验;VCADI与土壤湿度呈负相关关系,相关系数为-0.36～-0.48,且通过了90%显著性检验,DDI和VCADI分别可作为土地荒漠化和旱情监测指标;陕西省旱情及荒漠化主要分布在关中东北部、西安市周边以及陕北黄土高原地区,呈现为自南向北逐渐加重的趋势;17a间陕西省旱情及荒漠化均呈逐渐减轻和减弱的趋势,旱情及荒漠化减轻和减弱的比例分别为67.94%、81.93%,主要分布在陕北黄土高原地区;DDI和VCADI变异系数<0.4所占比例分别为98.31%和84.05%,旱情及荒漠化呈较稳定状态,受干扰强度较小;DDI、VCADI分别与年降水量、年平均气温之间呈显著相关性的地区占陕西省面积比例均<20%,表明降水量、平均气温不是影响旱情与荒漠化变化的主导因素。     

1961—2014年陕西省气候资源变化趋势及突变分析

为揭示陕西气候变化趋势,特别是气候要素的突变特征,为合理开发利用气候资源提供参考。基于陕西省78个气象站点1961—2014年逐日气象观测数据,运用线性趋势法、Mann-Kendall非参数检验法和滑动T检验法,分析陕西省光、热、水等气候资源的变化趋势与突变特征。结果表明：50多年来陕西及各区域气温及积温均呈显著上升趋势,平均气温在20世纪90年代中期发生显著突变,北部突变时间早于中部及南部;降水减少趋势不显著,且没有检测到显著突变;日照时数及风速均呈显著下降趋势,且均存在显著突变,日照突变发生在70年代中期,风速突变发生在90年代前期;蒸散量呈不显著下降趋势,突变发生在70年代中后期;干燥度呈不显著上升趋势,没有检测到显著突变。陕西温、光及风资源变化趋势显著,这些气候资源的显著变化对陕西农业生产和生态环境的影响利弊共存,热量资源的显著增加利于越冬农作物生长,但农作物病虫害发生及遭遇高温热害的风险也加大,在农业生产和生态环境决策上应合理利用气候资源,进而趋利避害。     

基于GIS的广东干旱逐日动态模拟与评估

参考帕默尔（Pahner）旱度模式中土壤水分平衡概念,提出以逐日气温和降水资料,逐日滚动模拟土壤有效水分,并以下层土壤有效含水量构建干旱强度动态指数（DDI）．借助GIS技术和包括经度、纬度、海拔、坡度、坡向5个环境因子的地理订正模型,对离散DDI资料进行1km空间分辨率的精细化反演,能够清晰刻画地形、地貌对干旱程度空间分布的影响．结合土地利用信息,开发业务系统,实现对广东干旱发生、发展及其强度、范围的实时动态监测和评估,为选择合适的时机和地点开展人工增雨作业提供指挥决策依据,并对作业效果进行定量评估．     

气象与农业业务化干旱指标的研究与应用现状

分析了国内目前干旱监测业务中使用的气象干旱指标、农业干旱指标和逐日动态干旱指标的构成要素,讨论了各指标揭示的干旱机理及其在各地使用的效果,并提出了干旱指标的研究正朝着多因子综合、能够用于动态监测并与地理信息系统结合的方向发展。     

基于GIS的陕西省酿酒葡萄气候区划

利用陕西省96个县（区、市）气象站及周边省份临近气象站近30 a（1981—2010年）气象观测资料,辅以经订正后的各县气象哨和水文站观测数据,在对国内外葡萄区划指标分析基础上,确定以≥10℃活动积温为一级指标,酿酒葡萄成熟期8—9月水热系数为二级指标,冬季埋土防寒线、9月降水为辅助指标作为陕西省酿酒葡萄气候区划指标。基于GIS技术,利用小网格推算模型对区划指标空间化后,采用主从叠代方法,制作陕西省酿酒葡萄气候区划图。结果表明,陕西省酿酒葡萄种植可分为4个气候区和12个气候亚区,自兴平以东的关中东部海拔900 m以下地区是陕西省种植酿酒葡萄的最优区;对各区酿酒葡萄生产的气候因子进行了评价,提出了相应的生产建议。     

TOPSIS法在区域生态安全动态评价中的应用——以陕西省为例

【目的】研究陕西省的生态安全动态变化,为区域社会经济的可持续发展提供科学依据。【方法】以陕西省为研究区域,在参考国内外已有研究成果的基础上,借助压力-状态-响应模型（P-S-R模型）框架,构建了该区域生态安全评价指标体系,采用理想解法(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution,TOPSIS法),在时间尺度上(1996-2006年)对陕西省的生态安全进行定量评价。【结果】(1)1996-2006年,陕西省生态压力系统安全指数C_P值有一定波动,但总体上呈下降趋势,生态负荷加大;状态系统安全指数C_S值虽有波动但总体上表现出增长态势,安全状况逐渐好转;响应系统安全指数C_R值呈明显的增长趋势,显示陕西省对生态系统的保护能力、保护力度有所增强。(2)陕西省生态安全指数从1996年的0.39增加至2006年的0.60,整体上呈增长趋势,表明生态系统状态由不安全转为较不安全,研究期末(2006年)陕西省的生态安全水平仍处在临界安全边缘。【结论】TOPSIS法简单直观,评价结果客观,且符合区域生态安全变化的实际情况,可用于不同区域生态安全的动态评价。