1951-2014年辽宁省气象干旱时空特征分析

利用辽宁省56个国家气象观测站1951-2014年逐日降水量和气温资料,依据当前气象干旱监测业务中使用的气象干旱综合监测指数(MCI),使用国家标准《气象干旱等级》中对干旱事件的定义,分析讨论了1951-2014年辽宁省气象干旱事件的时空分布特征和变化规律。结果表明:1)辽宁省近64年来气象干旱事件出现的频率高、影响范围广,特别是2000年后气象干旱范围呈急剧上升趋势;春旱和秋旱影响范围增长速率最大,春旱的影响范围最广;2)辽宁省气象干旱的发生频率分布有很强的地域特征,辽西地区是气象干旱高发区;3)四个季节都有可能发生气象干旱,其中春旱发生频率最高,夏旱次之,秋旱发生频率相对较小;4)辽宁省出现的气象干旱事件强度(持续时间)呈现全省普遍偏大(偏长)或者普遍偏小(偏短)的一致特征,辽中地区是易发生强干旱并持续的敏感区。     

海河流域气象干旱时空特征分析

海河流域干旱频发,素有"十年九旱"的说法。文中基于海河流域537个格点1961-2010年的逐日降水数据,采用标准化降水指数作为气象干旱指标,计算干旱频率、变化趋势率和干旱影响站次比。结果表明:50a来海河流域干旱呈加剧的趋势,其中春旱和冬旱减轻,而夏旱和秋旱加重;干旱影响范围呈波动扩大趋势;干旱发生频率较高的地区主要分布在中部、南部以及西部。     

基于MCI指标的甘肃省近50年干旱特征分析

基于甘肃省16个气象站1961—2010年改进气象干旱指标(MCI)对甘肃省近50年不同季节的干旱特征进行了统计分析。结果表明:春旱和夏旱发生频率最高,为55.4%和55.0%;秋旱发生频率最低,为41.1%;冬季干旱发生频率为46.3%。全省夏秋季易出现大范围干旱,冬季较少。近50年来,干旱发生范围在全年各季节都有不同程度增加。春季各等级干旱发生天数均较高,且更容易发展成为重旱甚至特旱;夏季和冬季易发生大范围的轻旱和中旱,而严重干旱发生较少;秋季干旱发生日数最少,且干旱强度也最轻。总的来说,甘南地区干旱发生最少,而河西东部、陇中北部和陇南南部发生干旱较多。近50年,研究区干旱平均持续日数、发生干旱站次比以及干旱强度虽有不同程度增加或减少趋势,但变化并不显著。春季干旱强度最强,秋季最弱。干旱强度与无雨日数有显著负相关关系。     

甘肃黄土高原地区春旱指标研究

利用甘肃省甘肃黄土高原地区12个代表站1958~2003年春季3~5月逐候降水、蒸发资料,建立了该地区早春旱和晚春旱指数序列,确定了春旱等级标准,进一步分析了春旱的时空分布特征及其年际(年代际)变化规律。结果表明:(1)干旱指数能够连续动态地监测干旱过程,因而具有较好的代表性;(2)甘肃黄土高原地区早春旱和晚春旱北部高于南部,干旱中心在陇中;(3)重晚(早)春旱的发生频率增加(减少),站数增多(减少);(4)区域性早春旱随年代呈下降趋势,区域性晚春旱略有上升的趋势,但不明显。     

基于降水量距平百分率的内蒙古地区干旱特征

利用1971—2015年内蒙古地区52个气象站逐月降水量观测数据，采用降水量距平百分率(Pa)，从干旱频率和干旱变化趋势率分析了研究区近45 a来干旱时空分布特征。结果表明：从时间变化来看，年降水量呈微弱的下降趋势，并于1998年和2012年发生突变；春季、秋季和冬季降水量变化呈上升趋势，夏季降水量变化呈下降趋势；年尺度干旱主要发生在1999—2011年；季节尺度干旱发生频率为冬旱>春旱>秋旱>夏旱。从空间变化来看，多年平均降水量由东向西呈逐级递减趋势，降水分布地域特征明显，大兴安岭以东地区和巴彦淖尔市西部地区降水变化趋势率较高，呼伦贝尔市西北部、通辽市中南部、赤峰市中部、阿拉善盟西部地区降水变化趋势率较低；发生不同等级干旱的几率为轻旱>特旱>中旱>重旱，各级干旱易发生地区集中在呼伦贝尔市西部、赤峰市中北部、通辽市北部、锡林郭勒盟中西部以及阿拉善盟西部地区。Pa变化趋势率表现为，呼伦贝尔市中东部、巴彦淖尔市西部和阿拉善盟东部呈上升趋势，即干旱程度减轻；兴安盟南部至鄂尔多斯市、阿拉善盟中西部呈下降趋势，即干旱程度加重。     

45年来内蒙古兴安盟作物生长季干旱时空特征

基于内蒙古兴安盟8个气象观测站1973~2017年的逐日降水量、气温、日照时数、风速、水汽压等要素,选用国家标准中相对湿润度指数分析了兴安盟近45年生长季干旱时空分布特征。结果表明:近45年来,兴安盟干旱发生频率平均为4. 12n/a,其中轻旱和重旱发生频率较高,其次为中旱,特旱发生频率较低。全盟多年平均干旱频率空间分布差异不大,各地平均干旱频率在3. 36n/a~4. 58n/a。干旱频率气候倾向率为0.19n/10a,增加趋势不显著。历年生长季各月干旱指数分布结果显示,全盟春旱发生范围大、强度强,秋旱次之,夏旱强度总体较小。兴安盟生长季干旱变化经历了4个明显的阶段变化,20世纪70年代到80年代初期,干旱程度逐渐增强; 80年代初期到90年代末期,干旱强度逐渐减弱; 90年代末期到2010年,干旱强度再一次增强;2011年以后,干旱强度有所减弱。M-K突变检测显示,兴安盟生长季干旱指数在1975年、1976年、1978年、1995年、2012年和2017年均存在突变。     

基于相对湿润指数的云南省季节性干旱变化特征

利用云南省31个气象站1961—2016年逐日气象资料，计算各站点相对湿润指数（MI），采用Mann-Kendall检验、GIS反距离加权插值和偏相关系数法分析了云南省气象干旱时空变化特征及成因。结果表明：（1）云南省年平均MI为-0.08，平均干旱站次比为30.39%，年干旱呈上升趋势；冬季MI最小（-0.73），干旱站次比最高（52.58%）；夏季MI最大（0.69），干旱站次比最低（6.12%）。春旱呈减弱趋势，夏旱、秋旱、冬旱呈增强趋势。（2）年尺度上，除会泽、沾益等少数地区外，均处于无旱等级；全省春季以中旱、轻旱为主；夏季、秋季无干旱发生；冬季以重旱为主。年干旱频率呈自西南向东北递增趋势，平均频率为54.9%，春旱频率在80%以上，夏旱频率小于20%，秋旱也呈西南低东北高的趋势，平均频率为35.6%，冬旱平均频率达92.6%。（3）相关性分析显示，降水量、相对湿度与MI呈极显著正相关（P<0.01），日照时数与MI呈极显著负相关（P<0.01），均是云南省MI的主要驱动因子，温度对MI的影响较小。     

甘肃冬小麦主产区40年干旱变化特征及影响风险评估

干旱是影响甘肃省冬小麦生产的主要气象灾害。运用1971—2010年甘肃省冬小麦主产区8县（区）气象站降水资料及冬小麦产量资料,分析了40 a干旱时空变化特征,建立了干旱影响冬小麦产量的风险评估指数,对冬小麦在不同季节受不同等级干旱风险进行了分析评估。结果表明,春旱以陇东黄土高原出现频率最高,为0.35～0.39　次·a^-1;徽成盆地及两江流域出现频率最少,为0.18 次·a^-1;初夏旱出现频次最高的地区为环县,为0.35 次·a^-1,最少为西峰、成县及秦安;伏旱出现频率最高地区为环县及麦积,最低为张家川;秋旱出现频率最高为环县,最低为武都。各地干旱均以轻旱为主,其次为中旱。40 a中,20世纪90年代干旱出现频次最多,80年代最少。进入21世纪,秋旱发生频次明显减少,春旱则有相对增多的趋势。冬小麦全生育期徽成盆地及两江流域受旱灾影响风险最小,种植保险率最高,为92％～93％;其次为关山区,种植保险率为91%,干旱风险较小;渭河流域及渭北旱区风险较大,种植保险率为88％～89％;陇东黄土高原种植保险率最低,为83％～85％,冬小麦生长受干旱胁迫最大。     

甘肃旱作区玉米近40年干旱影响评估

运用1971-2010年甘肃旱作玉米主产区降水资料及产量资料,分析了40年干旱时空变化特征,建立了干旱影响玉米产量的风险评估指数,对玉米不同时期不同等级干旱风险进行了分析评估.结果表明:春旱以陇东黄土高原及陇西黄土高原的定西出现频率最高,均在0.35次/年以上;徽成盆地及两江流域出现频率最少,为0.18次/年;初夏旱出现频次最高的地区为环县,为0.35次/年,最少为西峰、成县及秦安;伏旱出现频率最高地区为环县及麦积,最低为定西一带;秋旱出现频率最高为陇东黄土高原平凉一带,最低为陇南地区.各地干旱均以轻旱为主,其次为中旱.40年中,上世纪90年代干旱出现频次最多,80年代最少.进入21世纪,秋旱发生频次明显减少,春旱则有相对增多的趋势.玉米全生育期陇南地区受旱灾影响风险最小,种植保险率最高;其次为陇西黄土高原;陇东黄土高原种植保险程度最低,干旱影响最大.     

基于标准化降水指数的邢台地区的干旱特征

干旱是邢台地区的主要气象灾害之一,基于1972～2008年邢台地区17个县（市）气象站的逐月降水资料,采用标准化降水指数,分析了邢台地区的干旱时空分布特征。结果表明：邢台地区干旱的发生程度具有阶段性,70年代春旱比较多,80年代冬旱较多,90年代秋冬旱及春旱较多,2001～2008年秋冬旱较多发。用主成分分析对邢台地区...     

清代晋北地区干旱灾害研究

干旱灾害是山西主要的气象灾害,通过相关资料的搜集整理,对清代晋北地区的干旱灾害等级及时空特征进行了分析。结果表明:清代晋北地区共发生轻度旱灾33次,中度旱灾35次,大旱灾20次,特大旱灾5次,旱灾等级整体略呈上升趋势;整个清代,晋北地区共发生旱灾93次,平均每2.88年发生一次旱灾,从发生频次总体趋势上看,变化不明显,整体稍呈下降趋势;大同盆地及晋西北保德、河曲等地旱灾发生较为频繁;清代晋北地区旱灾持续时间长、灾情重,旱灾引起的次生灾害较严重,常伴有饥、疫、蝗灾等自然灾害的发生。降水缺乏、降水年内分配不均及生态脆弱是晋北地区旱灾频发的主要原因。     

基于改进的标准化降水指数的黄河中游干旱情势研究

提出了一种基于旬累积尺度的月标准化降水指数(SPI)计算方法,该方法不仅考虑了前期降雨量对区域当前旱情的影响,因而对旱情的评估更为客观,同时在实际应用中更具有时间上的灵活性,更能体现气象干旱的累积效应和预报的时效性。计算了黄河中游山西省境内近40a(1971-2009年)各旬干旱指数,分析结果表明改进的标准化降水指数能够很好地表征黄河中游山西省境内的历史旱情状况。引入国际上常用的多种未来气候情景,研究分析了未来气候变化下2021-2050年黄河中游山西省境内地区旱情发展的可能情势,结果表明其存在对农业不利影响加重的可能,需要引起水资源管理部门的重视。     

潮白河流域气象水文干旱特征及其响应关系

利用潮白河流域7个气象站1960-2011年逐月降水以及密云水库同时期入库流量数据，分别以SPI和SDI两个干旱指标表征气象、水文干旱，采用游程理论、M-K检验、滑动t-检验、Spearman秩相关检验等方法研究了该流域气象水文干旱特征，并探求水文、气象干旱的响应关系。结果表明：研究期内潮白河流域气象干旱多以短历时干旱事件为主，历时1-2个月的干旱事件达研究期内气象干旱事件总次数的67.18%；但是气象干旱的年干旱烈度及其历时未通过MK趋势显著性检验，其线性斜率值仅为-0.025和-0.005，变化趋势不明显。而水文干旱存在极长历时重烈度干旱事件，历时达4个月以上的干旱事件达研究期内水文干旱事件总次数的46.54%，最长干旱历时达45个月；且研究期内水文干旱的年干旱烈度及其历时均通过显著性检验，线性斜率值达-0.419和0.228，变化显著；二者均在1980年和1998年出现突变现象。自20世纪90年代末以来，潮白河流域水文干旱频繁发生，且多为长历时连续干旱。研究期内水文干旱滞后气象干旱约1个月。     

基于TRMM的三江源区8月份干旱特征

以三江源区为试验区,利用1998-2010年热带降雨卫星（tropical rainfall measuring mission,TRMM）和气象站点数据,进行标准化降水指数（SPI）的分析与计算,获得了三江源区8月份10 a干旱变化的时间序列信息,并分析了区域干旱时空变化规律。结果表明：基于TRMM数据的标准化降水指数进行干旱监测精度较好,充分发挥了站点和遥感方法的优势,具有实际应用价值。     

近50年内蒙古中东部地区春夏季干旱特征分析

选取内蒙古地区累年平均降水量>200mm的75个气象站点1961～2010年逐日平均气温、逐日降水量资料,基于综合气象干旱指数(CI指数)计算方法,建立了各站历年春季和夏季CI指数序列。利用EOF方法,分析了内蒙古中东部地区春季和夏季干旱的时空分布特征,得出:1)内蒙古中东部地区春旱和夏旱均分为三种类型,且均具有全区一致干旱或不旱型、东西反相干旱型和南北反相干旱型的分布规律。但春季和夏季干旱或反向干旱的中心分布区域略有不同。2)内蒙古中东部地区春季干旱均出现在1980a以前,1980a后全区性的春季重旱减少,但局部重旱有所增加。夏旱在1980a以后呈两年或以上持续发展的态势,且近年来全区性夏旱发生频率增高、强度增加。3)内蒙古地区气候变暖出现在20世纪80年代中期之后。气候变暖后内蒙古地区降水分配格局发生了变化,使内蒙古中东部地区春季干旱减轻,而夏旱加重,应引起相关部门的重视。     

江苏省苏北地区季节性干旱特征及动态风险评价研究

利用江苏省统计年鉴提供的气象资料,通过标准化降水指数(SPI)计算苏北地区近25 a(1989—2013年)的季节干旱指标,分析江苏省苏北地区五市的季节性干旱时空特征和发生规律,并对其进行动态干旱风险评价。基于危险性、脆弱性、暴露性和防灾减灾能力这四个影响因子构建相应干旱风险评价指标体系,选取适合苏北五市的气象、水文、地理、社会经济方面相关二级指标,组合运用熵权法和CRITIC法确定各指标综合权重,通过加权综合评价法对苏北五市进行动态旱灾风险评价。结果表明:苏北地区干旱时间特征存在明显的季节性差异,发生干旱多为轻旱和中旱,且多发生于春夏秋三季,盐城市冬季发生中旱和重旱相对较频繁;干旱强度变化趋势和干旱频率趋势大体一致,五市发生春旱的频数和强度总体都呈增加趋势,而秋季情况略有好转。近年来,苏北地区五市的旱灾风险具有一定的稳定性,风险排名依次为:淮安连云港宿迁徐州盐城,其中,防灾减灾能力对于干旱风险的动态变化体现出较强相关性。     

Drought trend analysis in a semi-arid area of Iraq based on Normalized Difference Vegetation Index,Normalized Difference Water Index and Standardized Precipitation Index

Drought was a severe recurring phenomenon in Iraq over the past two decades due to climate change despite the fact that Iraq has been one of the most water-rich countries in the Middle East in the past.The Iraqi Kurdistan Region(IKR)is located in the north of Iraq,which has also suffered from extreme drought.In this study,the drought severity status in Sulaimaniyah Province,one of four provinces of the IKR,was investigated for the years from 1998 to 2017.Thus,Landsat time series dataset,including 40 images,were downloaded and used in this study.The Normalized Difference Vegetation Index(NDVI)and the Normalized Difference Water Index(NDWI)were utilized as spectral-based drought indices and the Standardized Precipitation Index(SPI)was employed as a meteorological-based drought index,to assess the drought severity and analyse the changes of vegetative cover and water bodies.The study area experienced precipitation deficiency and severe drought in 1999,2000,2008,2009,and 2012.Study findings also revealed a drop in the vegetative cover by 33.3%in the year 2000.Furthermore,the most significant shrinkage in water bodies was observed in the Lake Darbandikhan(LDK),which lost 40.5%of its total surface area in 2009.The statistical analyses revealed that precipitation was significantly positively correlated with the SPI and the surface area of the LDK(correlation coefficients of 0.92 and 0.72,respectively).The relationship between SPI and NDVI-based vegetation cover was positive but not significant.Low precipitation did not always correspond to vegetative drought;the delay of the effect of precipitation on NDVI was one year.     

Spatiotemporal analysis of drought variability based on the standardized precipitation evapotranspiration index in the Koshi River Basin,Nepal

Drought is an inevitable condition with negative impacts in the agricultural and climatic sectors, especially in developing countries. This study attempts to examine the spatial and temporal characteristics of drought and its trends in the Koshi River Basin(KRB) in Nepal, using the standardized precipitation evapotranspiration index(SPEI) over the period from 1987 to 2017. The Mann-Kendall test was used to explore the trends of the SPEI values. The study illustrated the increasing annual and seasonal drought trends in the KRB over the study period. Spatially, the hill region of the KRB showed substantial increasing drought trends at the annual and seasonal scales, especially in summer and winter. The mountain region also showed a significant increasing drought trend in winter. The drought characteristic analysis indicated that the maximum duration, intensity, and severity of drought events were observed in the KRB after 2000. The Terai region presented the highest drought frequency and intensity, while the hill region presented the longest maximum drought duration. Moreover, the spatial extent of drought showed a significant increasing trend in the hill region at the monthly(drought station proportion of 7.6%/10 a in August), seasonal(drought station proportion of 7.2%/10 a in summer), and annual(drought station proportion of 6.7%/10 a) scales. The findings of this study can assist local governments, planners, and project implementers in understanding drought and developing appropriate mitigation strategies to cope with its impacts.     

基于加权马尔可夫模型的标准化降水指数干旱预测研究

基于不同时间尺度标准化降水指数的干旱监测结果,以规范化的各阶白相关系数为权重,采用加权马尔可夫链方法对未来干旱状态进行预测和分析.以关中平原和渭北旱塬36个气泉站39年逐月降水量为分析数据.系统地分析了该方法在不同时间尺度(从1个月到1年)上的预测能力及存在的问题.结果表明:对所选的5个时间尺度该方法都有一定的预测能力,并且随着时间尺度的增加,预测正确率也相应提高.同时,该方法对无旱的预测比较准确.对干旱的发生也有一定预测能力,可以作为早期干旱预警的参考.但是,该方法对干旱状态突变的预测能力较弱;随着干旱程度的加重其预测能力也逐渐降低.