近80年宝鸡市旱涝变化特征分析

文中使用1934-2010年5-9月降水总量资料,分析研究宝鸡近80a旱涝演变规律。结果表明:宝鸡市近80a有向干旱发展的趋势,并且以0.12次/10a的速度增加;旱涝出现的频率为39%和28.6%;旱涝演变具有24a左右的长周期和2a的短周期;20世纪40年代、80年代以偏涝为主;70年代、90年代和21世纪头10年以偏旱为主。宝鸡市近80a以来,年Z指数明显下降,其下降速度为0.16/10a。1953-1990年涝年多、旱年较少,1993年以后旱年多、涝年很少,近年来有旱涝交替的特点。四季的Z指数变化趋势不同,冬、夏季Z指数变化不大,冬季呈略上升趋势;夏季呈微弱的下降趋势;春、秋季呈明显的下降趋势,表明干旱趋势增强,春季最明显,秋季次之。春季涝、旱和正常年基本各占1/3;夏涝、秋涝、冬旱的发生频率高。各季旱涝变化都具有2a的周期。研究结果对旱涝趋势预测和防灾减灾具有一定的参考价值。     

山西气象干旱指标的确定及干旱气候变化研究

应用山西省62个气象站1961～2008年逐季、年降水资料,在对3种常用气象干旱指标对比分析的基础上,对Z指数进行修正,确定山西单站季、年旱度指标,并在此基础上建立全省区域干旱指标.研究发现,近48年来,山西出现1年重旱、4年大旱、3年偏旱,重旱年出现在20世纪60年代中期,而大旱和偏旱年大部分出现在20世纪80年代中期以后.冬、春季重旱年分别出现在20世纪60年代初和90年代末到21世纪初,而夏、秋季重旱年均出现在90年代末期.山西各季、年干旱空间分布特征,最常见的是全省一致干旱型;年、各季干旱的出现不仅存在明显的年代际尺度变化,而且年际变化也显著.近48年来,山西区域年干旱指数下降趋势显著,1977年后,年干旱指数发生突变,山西进入持续干期.     

塔城地区干旱时空分布及变化特征

利用干旱Z指数对塔城地区1961~2005年旱涝等级进行划分,分析了塔城地区干旱时空分布及变化特征,得出以下结论:1)EOF第1、2特征向量分别反映了塔城地区干旱的一致变化及南北两气候区干旱气候的不同特点;2)20世纪60年代干旱指数围绕平均值小幅振荡,70年代为旱期,80年代前半期偏旱,后半期偏涝,振幅增大,90年代以后干旱有所缓解,但极端旱涝事件发生频率和强度增大;3)近45 a气象干旱的影响范围呈不显著减少的趋势;4)干旱Z指数序列存在着18 a、7~8 a、6 a、4 a、2-3 a的振荡周期;5)ENSO事件与塔城地区次年夏季降水存在着遥相关关系。     

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。     

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。     

山西南部季节性干旱特征及综合防御技术

采用标准化降水指数(SPI)为干旱指标,计算了山西省运城市49年(1958—2007年)各月干旱指数,并在此基础上分析了山西南部地区季节性干旱特征。研究表明,干旱强度与干旱频率在不同年代际表现特征不同。与运城地区49年同期均值相比,进入20世纪90年代后,春旱发生频率、干旱强度分别提高了29.0%、5.1%;夏旱发生频率提高41.9%,干旱强度下降了7.4%;秋旱发生频率下降了23.8%,干旱强度提高了7.7%;冬旱发生频率下降了26.6%,干旱强度下降了37.5%。干旱的季节性特征为春旱和夏旱有加重趋势,秋旱和冬旱有减弱趋势。春旱(3—5月)和伏旱(7—8月)作为可预见性干旱,可采用土壤墒情监测、干旱预警、制定系统性抗旱措施等综合防御技术。对于不可预见类型干旱,可采用建立抗旱水源、储备抗旱机械等策略。     

基于SPI指数的近50a内蒙古地区干旱特征分析

利用近50a逐月降水资料,以标准化降水指数(SPI)作为干旱指标,详细全面地分析了内蒙古东中西部年际干旱强度、干旱覆盖范围和干旱频率特征及其演变规律.结果表明:近50a来,内蒙古东部和中部总体干旱强度增加但不显著,西部总体干旱强度减弱但不显著.从干旱覆盖范围来看,西部呈略微减少趋势,中部增加但不显著,而东部呈显著增加趋势,且中部和西部以全域性干旱为主,东部以区域性干旱为主.从干旱频率上看,东中西部空间差异性明显.东部轻旱发生频率较高的地区包括海拉尔市东北部、兴安盟、通辽市西部以及赤峰市东部,中旱在大部分地区发生的频率都较高,重旱在海拉尔市局部地区发生的频率较高;中部地区锡林郭勒盟轻旱、中旱和重旱发生的频率都较高;西部大部分地区轻旱发生的频率较高.     

新疆北部地区春夏季干旱的区域性和持续性特征

基于1961-2007年36站的逐日降水资料,分析新疆北部地区春、夏季干旱的区域性和持续性特征。结果表明：新疆北部春、夏季干旱发生较为频繁,尤其在北疆西北部地区,春旱平均3 a一遇,夏旱为4~5 a一遇。季节间的连旱概率较低,不足10%,主要以月际间的连旱为主,其中2个月的持续干旱次数占干旱总次数的20%左右。进一步的分析表明,春夏之交的5~6月,是2个月连续干旱发生次数相对频繁的时期,北疆西北部地区此类连续干旱事件最多。伊犁河谷、北天山地区和北疆北部春旱较夏旱频繁,春旱以北疆北部发生最多;夏旱3个区域发生频次相似,但北天山地区大旱发生频数较高。3个区域的春、夏季干旱程度均呈减弱趋势,春旱在20世纪90年代中后期、夏旱在80年代中后期处在一个较低的发生期。     

内蒙古地区农业干旱预测方法研究

为了提高内蒙古农区干旱预测的准确率,本文针对农区干旱的特点,提出了春旱和夏秋旱的标准。并利用数理统计方法,分析得出前冬80cm地温的正负距平区域可预测来年春季干旱的程度;前冬160cm地温距平区域可预测来年夏秋季干旱趋势。同时指出夏季以前开始的ENSO年内蒙古中西部农区春季、夏秋季易出现中~大旱,但夏季以后开始的EN-SO年,夏秋季以轻旱~不旱为主;ENSO次年内蒙古农区夏秋季基本是轻旱或不旱年;而在太阳黑子数下降期,内蒙古农区夏秋季也以轻旱或不旱年居多。     

近50 a来青海干旱变化及其对气候变暖的响应

选取青海高原有连续观测资料的27个站月降水量,利用SPI干旱指数方法计算1961-2010年每月的干旱指数。得到发生干旱的年代及各年代的站数,对其空间分布、基本气候特征及干旱对气候变化的响应关系进行统计分析。结果表明：青海各地都有干旱发生,3-5月干旱多发地分布在东-南部,向西北部减少;6-8月在东部的局部地区及玉树东部地区;9-11月在东部和南部地区。近50 a来,干旱范围和干旱强度呈逐年下降趋势,两者有着显著的正相关关系,且春季下降较为明显。青海一般发生的大旱年主要是春旱及春夏连旱。大范围的干旱大多发生在夏季;在没有发生干旱的年份,局地旱情不可避免;气候变暖对青海干旱影响不突出,而降水的增多是青海干旱减少、强度减弱的主要原因。     

基于作物水分盈亏指数的昆明水稻生长季干旱特征及成因分析

基于昆明站点1952—2013年逐日气象观测资料,根据联合国粮农组织1998年推荐的PenmanMonteith公式计算了昆明站近62 a来逐日的参考作物蒸腾量、水稻生育期需水量,利用Mann-Kendall趋势检验法研究作物需水量变化规律,同时根据水稻的水分亏缺指数(CWDI),采用通径分析方法研究各气象因子对水分亏缺指数的影响。结果表明:近62年来昆明地区平均旬需水量为32.55 mm;水稻生长季内干旱分布明显不均匀,随着生长季的推进,干旱级别从轻旱到重旱,干旱发生最严重时期是黄熟生育阶段,在整个水稻生长季内,水稻水分盈亏指数均值为38.07%,表明水稻处于重旱状态;在水稻生育期变异系数研究中,水分盈亏指数变异系数均较小,在返青、分蘖、拔节、抽穗、乳熟和黄熟六个阶段中,变异系数分别为1.8%、1.9%、1.3%、1.1%、0.8%、和0.8%,表明昆明地区近年干旱等级变化较小;影响水分盈亏指数最大正相关因素为日照,最大负相关因素为水汽压。     

内蒙古马铃薯干旱等级指标研究

根据马铃薯各生长发育阶段对水分的需求规律,结合内蒙古实际降水供水情况确定了作物水分亏缺指数为表征马铃薯水分亏缺程度的指标。利用内蒙古地区有代表性的26个种植站点1981—2015年的马铃薯产量资料和降水量等气象资料,开展水分亏缺指数和减产率、相对生长高度的相关分析,建立该区域马铃薯干旱灾害等级指标,结合中国气象局行业标准中规定作物水分亏缺指数(CWDI)的等级划分,得出了马铃薯播种～出苗、出苗～分枝、分枝～开花、开花～成熟4个生育阶段轻旱、中旱、重旱、特旱的等级指标。根据水分亏缺指数,马铃薯4个生育阶段发生轻旱的临界值分别为35%、25%、20%和30%,发生中旱的临界值分别为50%、40%、35%和45%,发生重旱的临界值分别为65%、55%、50%和60%,发生特旱的临界值分别为80%、70%、65%和75%。利用2016—2018年全区80个马铃薯种植站点干旱实况进行指标验证,4个发育时期评价数据等级一致和相差一级的分别占总数据的83.33%、82.92%、76.25%和92.50%,表明研究建立的水分亏缺指数对干旱发生情况的判别具有较好的准确性。     

葡萄主产区干旱时空分布特征

以我国607个气象站1958—2019年逐日气象数据、葡萄生育期数据为基础,以作物水分亏缺指数(CWDI)作为干旱指标,明确研究区域内葡萄干旱空间分布特征及其时间变化趋势。结果表明：60年来,我国葡萄主产区不同生育阶段各干旱等级发生范围在新梢生长～开花坐果期和开花坐果～浆果成熟期,重旱和特旱呈下降趋势,轻旱和中旱呈上升趋势,但在浆果成熟～落叶期阶段,重旱呈上升趋势,特旱发生范围最大,发生频率达到65%～94%;葡萄主产区在不同生育阶段各干旱等级发生频率、平均强度以及干旱等级的空间分布基本符合北高南低的特征,高值区基本集中在西北产区和东北中北部产区,低值区主要集中在南方产区,而在浆果成熟～落叶期阶段发生频率则呈北低南高的空间分布特征,各等级干旱风险整体偏高,其中特旱地区发生频率介于61%～100%,轻旱、中旱以及重旱发生频率低的区域主要分布在西北产区及东北中北部产区,其发生频率小于30%。     

气象、农业干旱指标综述

介绍了以降水量统计特征作为指标和以降水量、气温统计特征作为指标的气象干旱指标,以土壤含水量、作物旱情、作物需水量、供需水比例、作物水分综合统计特征为指标的农业干旱指标.列出气象、农业干旱指标计算公式,介绍计算方法和干旱指标的详细等级标准,并对各指标计算所需统计资料观测、收集的难易程度,各指标的优缺点、适用性及其适用区域范围评述,为干旱的监测、评估、预警和研究提供依据.     

太行山前平原冬小麦生育期干旱分析——以保定市为例

对冬小麦生育期干旱进行精细分析,可以为农业生产和水资源管理提供参考信息,为降水、地下水动态以及作物耗水关系提供研究基础。采用有效降水和综合气象干旱指数(CI)方法,分析了太行山前平原冬小麦56个生育期及各生育阶段(苗期、越冬期、返青期、拔节～成熟期)的平均有效降水和气象干旱发生频率。研究发现冬小麦生育期平均有效降水为55.43 mm,分别占年有效降水和生育期降水量的13.6％和52.5％。其中,5月和10月是生育期有效降水的主要贡献月,平均有效降水量分别占到生育期有效降水量的35.7％、27.1％。生育期平均缺水350 mm以上,并且有效降水的月际、年际间差异明显。逐月旱涝级别和频率分布显示,生育期干旱平均发生频率为58.5％,逐月发生干旱的频率均在50％以上。12月易发生轻旱,2、3月易发生中旱,4月易发生重旱。总体上,太行山前平原冬小麦生育期及各生育阶段的有效降水都表现出非稳定性,逐月平均有效降水量均不同程度小于需水量,干旱发生频率冬后大于冬前。     

基于FY-3D/MERSI数据的东北地区干旱监测方法研究

干旱是影响东北地区粮食安全的主要农业气象灾害之一,遥感技术是一种可便捷进行大范围干旱监测的手段。针对目前遥感干旱指数在作物生长发育过程中监测干旱的局限性和适用性等问题,以东北地区玉米和大豆等主要大田作物发育期为切入点,基于FY-3D/MERSI卫星遥感数据和地面土壤相对湿度实测数据,开展不同作物发育阶段干旱监测指数适用性分析,结合径向基神经网络方法,构建全时期和分时期土壤相对湿度反演模型,利用实测土壤相对湿度数据开展精度验证与对比分析。结果表明：风云三号MERSI传感器数据在干旱监测中具有可行性,表观热惯量(ATI)在低植被覆盖或裸土时效果较好,适用于作物冻土期、裸土期和播种～拔节期;水分指数(WI)适用于播种～拔节期、拔节～抽雄期和成熟期等植被生长时期;分时期土壤相对湿度反演模型精度高于全时期土壤相对湿度反演模型,前者监测精度在80.0%以上,比全时期模型精度提高了10%～25%,尤其在冻土期(3月),分时期模型反演精度达到了92.6%。基于作物生长时期和形态差异,选择最适宜遥感干旱指数建立分时期土壤相对湿度反演模型,提高了干旱监测的准确性和可靠性。     

内蒙古主要灌区春小麦、春玉米农田优化灌溉指标研究

根据田间试验资料，在系统分析土壤相对有效含水量Ar和耗水量与产量、灌溉量与WUE及需水关键期Ar与WUE关系的基础上，提出适合内蒙古主要灌区春小麦、春玉米不同发育时期农田水分优化灌溉指标，即苗期、孕穗开花期和灌浆期春小麦的灌溉指标分别为Ar60%、70%和55%，春玉米的灌溉指标分别为Ar60%、75%和60%。同时给出了供试作物适宜耗水量、灌水量及WUE最高时的Ar等参数。     

基于EPIC模型的中国典型小麦干旱致灾风险评价

运用EPIC(Environmental Policy Integrated Climate)农作物生长模型模拟了1966—2005年中国典型小麦生长过程,构建了基于水分胁迫的小麦干旱致灾强度指数,对中国小麦干旱致灾强度和风险的时空分布规律进行了定量评价分析。结果表明:小麦干旱致灾强度呈现出从西北干旱区向东南湿润区递减的趋势,且春小麦分布区旱灾致灾强度高于冬小麦分布区;中国农牧交错带是小麦干旱致灾强度较强且波动较大的区域,也是小麦干旱致灾风险较高的区域;1966-2005年春小麦区干旱致灾强度呈现下降趋势,而冬小麦区呈现普遍上升趋势,其中北部和黄淮冬麦上升趋势最为明显。     

甘肃省季节性干旱综合指数的特征

利用甘肃省71个气象站1971-2013年月降水量资料,借助Z指数构建了基于干旱频率、干旱强度的干旱综合指数评价指标,从季节性干旱以及季节性连旱着手分析了不同时间尺度的干旱特征。结果表明:研究区季节性趋旱程度(MK0)和趋旱范围(DR,%)差异显著,其中春季陇东高原为-0.154(100%),重旱为灵台(-0.238*)、宁县(-0.180)、镇原(-0.178);夏季河西走廊为-0.081(73.7%),重旱为马鬃山(-0.271*)、安西(-0.255*)、敦煌(-0.171);秋季陇中高原为-0.017(50.9%),重旱在会宁(-0.186)。季节性干旱综合指数重旱时段显示,春季为1995年(陇东0.481),夏季为1997年(陇南0.405),秋季为1972年(甘南0.366),冬季为1998年(陇东0.586)和2009年(甘南0.449)。两季连旱高值区在白银、会宁、古浪、玛曲、灵台、永登、华池、静宁等地(0.030),其中秋冬连旱最为严重(0.0274);三季连旱高值区为会宁、古浪、静宁、白银、永登等地(0.020),其中夏秋冬连旱最为显著(0.017 5);四季连旱高值区为会宁、古浪、西峰、灵台、泾川等地(0.015),即除了冬春夏秋连旱外,其余季节性连旱程度均比较显著(0.009)。     

Investigation of crop evapotranspiration and irrigation water requirement in the lower Amu Darya River Basin,Central Asia

High water consumption and inefficient irrigation management in the agriculture sector of the middle and lower reaches of the Amu Darya River Basin(ADRB)have significantly influenced the gradual shrinking of the Aral Sea and its ecosystem.In this study,we investigated the crop water consumption in the growing seasons and the irrigation water requirement for different crop types in the lower ADRB during 2004–2017.We applied the FAO Penman–Monteith method to estimate reference evapotranspiration(ET0)based on daily climatic data collected from four meteorological stations.Crop evapotranspiration(ETc)of specific crop types was calculated by the crop coefficient.Then,we analyzed the net irrigation requirement(NIR)based on the effective precipitation with crop water requirements.The results indicated that the lowest monthly ET0 values in the lower ADRB were found in December(18.2 mm)and January(16.0 mm),and the highest monthly ET0 values were found in June and July,with similar values of 211.6 mm.The annual ETc reached to 887.2,1002.1,and 492.0 mm for cotton,rice,and wheat,respectively.The average regional NIR ranged from 514.9 to 715.0 mm in the 10 Irrigation System Management Organizations(UISs)in the study area,while the total required irrigation volume for the whole region ranged from 4.2×109 to 11.6×109 m3 during 2004–2017.The percentages of NIR in SIW(surface irrigation water)ranged from 46.4%to 65.2%during the study period,with the exceptions of the drought years of 2008 and 2011,in which there was a significantly less runoff in the Amu Darya River.This study provides an overview for local water authorities to achieve optimal regional water allocation in the study area.