陕西省极端无雨日数的时空分布特征

利用陕西省78个地面气象站1961—2010年的逐日降水资料,统计了四季最大连续无降水日数,采用正交函数分解、Mann－Kendall趋势检验等方法,分析了各季节极端无降水日数的空间结构和时间演变规律。结果表明：极端无雨日数最多出现在冬季,为16～45 d ,最少是夏季,为8～14 d;冬、春季节的高值中心出现在陕北北部、关中的东部,冬季陕北北部达43 d以上,夏季高值中心出现在关中的东部,为11～13 d;冬、春旱陕北最多,关中次之,陕南较少,夏、秋旱关中最多,陕北次之,陕南较少;在大尺度天气系统控制下,四季极端无降水日数事件的步调基本一致,不同季节的天气系统对陕西各区域的影响具有明显的局地性和阶段性;近50a来夏季和秋季表现为持续增多趋势,冬季和春季有部分站点呈现出反向变化趋势,其中夏季和秋季陕北局部、陕南局部干期日数增多趋势显著。     

近45年来陕西省可利用的降水资源特征及变化

利用陕西省1961-2005年月平均气温和降水资料,讨论了该地区45年来降水以及可利用的降水资源的变化特征。结果表明:陕西省降水及可利用的降水资源呈现南多北少的特点,夏季最大,分别占全年的47%和45%,冬季最小,分别占3%和1%;陕北地区可利用降水资源高度集中在夏季,占全年的58%,关中和陕南秋季较丰富,关中集中在秋季,占到全年的50%。而可利用降水系数南北各区均以秋季最高,全年平均则陕南最高,陕北次之,关中最低。45年来,全省平均可利用降水资源的总体趋势是减少的,这是由于陕北和关中的降水减少所致。     

陕西农村家庭能源结构与能源消费意愿研究

通过实地调查研究,比较了陕南、关中、陕北3个地区农村家庭的能源结构现状和能源消费意愿.结果表明:受自然地理与资源条件的影响,陕南、关中与陕北三个地区之间在农村家庭能源生产结构方面存在显著差异.陕南农村家庭的能源消费结构单一,处于能源阶梯的最低级,以传统生物质能、人畜力为主;关中地区农村家庭的能源消费结构较为多元,处于能...     

干旱趋势预报及监控

通过分析干旱发生与太阳黑子磁周期的关系，得出由正磁极向负磁极转变相，干旱发生的机率提高，为６４％，约２２年一大旱，结合太阳黑子磁周期，用简化分波方法对干旱作了趋势预势，１９９５年关中，陕南旱，１９９７年陕北旱，１９９８年关中旱，１９９９年陕南旱。     

三种不同干旱动态监测指数在陕西省的适用性研究

运用陕西省96个站1981—2012年近32年的逐日气温、降水、风速、相对湿度等资料,分别计算出各站逐日(向前滚动30天)的三种干旱动态监测指数：降水距平百分率(P_a)、相对湿润干旱指数(MI)、标准化降水指数(SPI),并将陕西省按地域由北至南分为陕北、关中、陕南,按季节分为春(3—5月)、夏(6—8月)、秋(9—11月)、冬(12—2月),分别统计出不同干旱动态监测指数对应的干旱发生的频率并与历史记载中实际干旱情况进行比对,对三种干旱动态监测指数在陕西省的适用性进行分析。结果表明：夏季MI指数得到的干旱频率最高,P_a指数最低,冬季MI指数得到的干旱频率最低,P_a指数最高; 在春、冬季节P_a指数的适用性较好,在夏、秋季节MI指数的适用性较好; 陕西省夏季容易发生局地强降水,而在秋、冬季容易出现长时间的无降水,导致SPI指数在夏、秋、冬季节的适用性不太好。     

基于地区线性矩法的陕西省极端降水时空特征

基于1971—2015年陕西省无缺测情况、分布较均匀的58个气象站点的逐日降水数据,采用最大1日、3日、5日和7日的降水量代表极端降水,应用地区线性矩法研究区域极端降水的时空特征。结果表明:(1)陕西省可划分为6个水文气象一致区,其中广义极值分布(GEV)在各一致区的模拟效果最好,各一致区最优频率估计值与同频率的实测值较为吻合。(2)地区分析法计算的极端降水频率估计值较单站分析法具有更好的稳健性和准确性,尤其是在计算较长时段的极端降水情况下更显著。(3)重现期为2 a一遇时,陕南的地区增长因子大于陕北;重现期达到5 a一遇时则相反,且随着重现期的增长,地区增长因子及其在陕南、陕北的差异也在增大。(4)在100 a和50 a一遇重现期下,极端降水在陕西省南部较大,东部居中,中部的咸阳至商洛地区、西部的延安西北和榆林西部较小;极端降水的分布特征与陕西省独特的地理特征有关,尤其是东西向分布的秦岭阻挡了水汽向北输送,造成了极端降水的南北差异。     

基于时间序列遥感数据的陕西省2004—2014年干旱变化特征分析

利用MODIS归一化植被指数（NDVI）产品MODLT1M和MODIS地表温度产品MODND1M,计算2004—2014年陕西省月温度植被干旱指数（TVDI）,基于TVDI采用一元线性回归、Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验等方法来研究陕西省11 a来干旱的空间分布特征、时间变化特征及干旱演变趋势,并结合气象数据进一步探究引起干旱变化的气象因素。研究表明： 11 a中陕西省干旱发生频率呈现北高南低的特点,陕北、关中、陕南三大区域干旱发生的频率分别为68.2%、53.8%、22.7%,且均以轻度干旱为主; 陕西省旱情主要出现在春季,11 a春季的平均TVDI值在0.6～0.7之间波动; 陕西省11 a中干旱情况整体呈减弱趋势,TVDI值减小、不变、增大的区域分别占55.38%、42.89%、6.20%; TVDI与湿润指数对干旱的表征具有一致性,且年均TVDI值与年降水量呈显著负相关关系（P=0.019）,降水是引起TVDI下降的一个重要气象因子。     

河北省冬小麦生育期干旱特征及成因分析

利用河北省冬麦区48个气象站1965—2014年气象资料和冬小麦发育期数据,选取标准化降水蒸散指数(SPEI),以冬小麦需水量代替SPEI指数中的蒸散量,分析了河北省冬小麦生育期近50年干旱时空特征,并对干旱变化特征的成因进行了初步探讨。结果表明:(1)在不考虑轻旱的情况下,河北省冬小麦各生育期内中旱出现频率最高(9.2%~10.4%),其次是重旱(5.7%~7.4%),极端干旱出现频率最低(1.8%~2.7%)。(2)冬小麦生育前、中期中旱以上干旱发生的高频率区位于衡水、沧州,邯郸则为中、后期中旱以上干旱出现的高频率区域。(3)冬小麦全生育期1966~1968年、1971~1972年、1981~1982年、2011年干旱强度较强、范围较大,是干旱较严重的年份,其中,1968年的干旱贯穿全生育期,其它年份均为阶段性干旱。(4)冬小麦全生育期干旱强度、干旱范围随年际均呈减弱趋势,且减弱趋势通过0.01水平的显著性检验;这种减弱趋势与冬小麦需水量的减少趋势关系密切,而冬小麦需水量的减小趋势又受日照时数、风速的下降趋势影响。     

设施蔬菜越冬期极端低温的分布及重现期特征——以关中、陕北地区为例

利用陕西陕北、关中地区1970～2010年66个县/区设施蔬菜越冬期资料建立了各站逐年极端最低气温、低于逐日最低气温5%阈值的气温和逐年出现严重冻害次数等3组资料的时间序列,分别对越冬期极端低温出现几率、强度进行了特征分析,利用耿贝尔分布方法建立了7个代表站年极端最低气温的分布模型及重现期预测。结果表明:1)对于严重冻害出现频次,延安东部的黄河沿岸地区在0.6～3.7次/年,陕北其它地区在4.3～18.7次/年,长武、旬邑和麟游渭北北部塬区在6.5～11.1次/年,关中其它地区在0.0～3.7次/年;2)低于逐日最低气温5%阈值的气温多年平均陕北地区、关中地区分别为-15.1～-19.9℃、-6.1～-8.7℃,严重冻害关中地区出现几率不足5%,陕北部分地区出现几率超过5%;3)陕北地区在不足2a的重现期,关中地区在8a的重现期会出现严重冻害,相同重现期关中地区冻害强度远低于陕北地区。     

FY-3C/MERSI数据应用于陕西省干旱时空动态监测研究

基于FY-3C/MERSI 1 km遥感数据,分别利用植被供水指数模型(VSWI)、归一化干旱指数模型(NDDI)、多波段干旱指数模型(MBDI),对陕西省2014年夏季的干旱过程进行动态监测,结合研究区同时段10 cm土壤相对湿度资料,对3种干旱遥感监测模型的准确性和稳定性进行评价。结果表明:3种遥感监测模型对陕西省2014年夏季干旱过程监测的准确性均有较好表现,其中VSWI的动态监测稳定性更好;MBDI与VSWI对干旱中期干旱程度的反演结果准确性相当,但对于干旱前期与后期,VSWI结果的准确性更好。基于VSWI监测结果,将陕西省分为陕北、关中和陕南地区进行讨论,结果表明FY-3C/MERSI具备对陕西省这次干旱过程进行时空动态监测的能力。     

基于生态平衡视角的陕西碳通量时空演变分析

采用MOD13A1和MCD12Q1遥感数据、气温和降水数据以及一次能源消费、水泥生产量、生物质能源消费等统计数据,基于生态平衡视角,运用CASA模型、碳排放测算模型,分别估算2000-2010年陕西省及各市地表植被NPP和人类活动碳排量,并进行差量分析,进而探讨其碳通量和碳平衡演变过程。结果表明：陕西省地表植被每年NPP总量在5.00×107~8.00×107 t,波动中呈现升高趋势,NPP总量空间分布为：陕南>关中>陕北;陕西省人类活动碳排放从2.61×107 t增加到了7.76×107 t,碳排放空间分布为：关中>陕北>陕南;2000-2010年西安和渭南一直处于碳赤字状况,宝鸡、延安、汉中、安康和商洛碳盈余,承载着陕西省大部分碳吸收功能,在维持省域碳盈余中起关键作用,铜川、咸阳和榆林则由碳盈余逐渐变为碳赤字。最后提出陕西省应逐步着手建立碳排放权交易市场等建议。     

中国西北地区伏期干旱指数及干旱分析

利用西北4省(区)137个气象站1971-2000年伏期(7～8月)总降水、蒸发资料,定义了干旱指数.分析了西北地区降水和蒸发的空间分布特征,以及定义的干旱指数确定的干旱分布状况,选取6个代表站典型湿润年份和特别干旱年份的干旱指数与Palmer指数的干湿等级进行比较.结果表明:伏期总降水量由西北向东南逐渐增加,最多是最少的66倍,蒸发量最大仅是最小的2～3倍,整个西北地区降水的变率比蒸发的变率大,定义的干旱指数反映了新疆南部、青海大部、甘肃河西走廊中部和甘南伏期干旱严重,干旱频率超过了80%,中旱出现最多,30年中各地适宜和湿润的年份不足1/3.6个代表站典型湿润和干旱年份的干旱指数与降水距平对应较好,湿润年份降水明显偏多,干旱年份降水明显偏少,与Palmer指数的干湿等级对干旱的状况描述接近.其中,干旱指数在对以庆阳为代表的西北地区东部的干旱状况反映更好.     

基于Theil指数的陕西入境旅游经济区域时空差异研究

运用Theil系数,从时间和空间的视角对陕西省入境旅游经济差异进行研究。结果表明:陕西省入境旅游经济区域差异呈波动上升趋势。2001～2007年,区域差异较大,且平稳上升;2008～2010年,区域差异较小,且增速减缓。入境旅游经济空间分布的不平衡性体现在西安市与其他地市、关中与陕北陕南地区之间两个层面上。这与关中城市发展较早,具有资源、交通、经济发展优势密切相关。2008年后,由于政策的支持和交通的改善等原因,陕北和陕南入境旅游发展增速,使得区域差异减小。     

冬小麦综合干旱评估指标建立及应用

为提高冬小麦干旱监测和定量灾损评估的准确性,以半干旱黄土高原陇东地区为例,利用15个冬小麦种植县1965—2020年逐日降水资料、MCI指数,1978—2020年冬小麦产量资料、干旱灾情资料,以及1981—2014年生育期观测资料,探索建立冬小麦干旱灾损评估新指标WDI,以因旱减产率和干旱指标之间的关系参考历史灾情确定等级阈值,基于WDI分析陇东地区冬小麦干旱时空分布特征。结果表明：WDI在评估干旱对冬小麦产量影响方面优于气象干旱指数;从3个代表站WDI年际变化看,环县波动幅度最大且数值最小,其次是西峰,处于阴湿地区的华亭波动幅度最小且数值最大。20世纪90年代初至21世纪初波动最剧烈。从年代变化看,20世纪90年代全生育期、拔节~开花期WDI平均值分别为-10.6、-5.4,为各年代最低,处于干旱期;21世纪10年代WDI平均值则分别为4.4、2.6,为各年代最高,处于相对湿润期。在空间分布上,干旱频率由东南向西北增大,重度以上干旱主要发生在陇东西部和中北部。冬小麦全生育期、拔节~开花期轻中旱发生频率分别为34%~52%、41%~57%,重度以上干旱频率均为4%~18%,评估结果与历史实况基本一致。WDI兼顾气象学与生物学意义,能较好表征冬小麦产量损失、干旱时空特征分析,可用于冬小麦干旱监测和评估业务。     

陕西省54a来农业干旱灾害特征研究

干旱灾害是影响陕西省农业经济可持续发展的主要限制因素。本文利用陕西省54a来的农业旱灾灾情资料对旱灾特征进行了详细分析和预测,得出陕西省旱灾有发生频率加快、灾情加重趋势,干旱灾害具有较强的持续性。干旱受灾面积有3~4a的变化周期,农业旱灾成灾率和受灾率呈正相关,线性回归方程为y=0.32+0.73x。灾害有明显的区域差异性,陕北灾情最严重,关中次之,陕南最轻。灾害主要集中在渭南市、榆林市、商洛市、咸阳市、汉中市、延安市、铜川市、宝鸡市、洛川县、定边县。     

陕西省耕地资源禀赋与贫困关系量化研究

对陕西省108个县(区)的耕地资源指标和贫困指标进行了相关分析。运用Excel软件和Supermap软件处理耕地资源与人类社会经济关系的一系列指标。结论:1)陕西省耕地资源丰富县与贫困县相关性分析结果为无相关性;陕西省耕地资源禀赋与经济贫困之间的相关分析结果为无相关性;所以陕西省耕地资源禀赋与贫困之间没有相关性。2)陕西省贫困地区分布特点:全省贫困县主要分布在陕北和陕南;耕地资源丰富县主要分布在陕北和关中的山区;耕地资源丰富且贫困的地区主要分布在陕北和关中的山区;既非贫困县又非耕地资源丰富县主要分布在关中的平原地区。     

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。     

基于Copula函数的河北省夏大豆干旱风险特征研究

干旱是河北省夏大豆生育期内的主要农业气象灾害之一。选用1991—2020年河北省夏大豆种植区97个气象站的气温、降水、日照时数、风速等资料,以作物水分亏缺距平指数划分干旱等级,基于游程理论提取干旱事件的历时和烈度,采用Copula函数分析干旱事件的同现重现期,以及干旱事件同现重现期与大豆单产之间的关系。结果表明：（1）该区干旱历时、干旱烈度的高值区位于邢台、邯郸,干旱频次的高值区位于石家庄西部、保定西部、廊坊北部,说明高频次的区域不一定是长历时、强烈度干旱过程的分布区域。（2）河北省夏大豆干旱历时以威布尔分布和对数正态分布为主,而干旱烈度以广义极值分布和对数正态分布为主。（3）Frank-Copula函数为河北夏大豆干旱历时和干旱烈度的最优联合分布函数。（4）时长为3旬的干旱事件重现期最小,重旱的高风险区主要分布在廊坊、保定、石家庄中西部、沧州中东部、衡水、邢台、邯郸;时长为11旬的各等级干旱仅邯郸中东部为相对高风险区,其它大部地区为低风险区,即时长为11旬的干旱事件出现的可能性较小。（5）大豆单产与干旱时长、干旱烈度的相关系数75%的站点通过了P<0.05的显著性检验,与重现期的相关系数所有站点均通过了P<0.05的显著性检验,甚至1个站点通过了P<0.001的显著性检验,说明重现期更能反映干旱事件对产量的影响,长历时、高烈度干旱事件的重现期低值区为干旱的高风险区。     

基于SPI的近51a晋北地区旱涝变化及干旱事件时空特征研究

利用晋北地区1965-2015年逐月降水数据,计算不同尺度标准化降水指数(SPI),并结合游程理论,分析了晋北地区旱涝变化及不同时间尺度干旱事件时空演变特征。结果表明:晋北地区呈湿润化演变趋势,年SPI以0.0507/10a的速率递增,春、秋、冬季变湿,对年湿润化过程的贡献明显。就干旱事件而言,干旱持续时间、干旱程度和干旱强度均呈递减趋势,晋北地区干旱事件缺水状况有所缓解;1965年气象和农业干旱最严重,1999-2000年水文干旱最严重;河曲是农业和水文干旱的高发区,干旱化趋势也最为明显,五寨呈明显的湿润化趋势,其气象干旱最严重。     

陕西省20 a相对资源承载力时空动态分析

运用并改进相对资源承载力的研究思路和计算方法,计算分析：①以全国为参照区,陕西省20a的相对资源承载力及其演化过程;②以东、西部地区为参照区,陕西省2002年相对资源承载力;③以全省为参照区,陕北地区、关中地区、陕南地区2002年相对资源承载力及其区域问差异。结果表明：①陕西省自然资源承载力对综合资源承载力的贡献远远大于经济资源承载力的贡献,综合资源承载力的增长整体上低于全省人口的增长;②以东、西部地区作为参照区,陕西省综合资源承载力处于超载状态,但原因并不相同;③以全省作为参照区,陕北、关中和陕南地区的资源承载力差异十分显著。