MODIS-EVI时间序列重庆夏季干旱研究

选取重庆市2000～2009年MODIS EVI时间序列数据,采用BLSE去云处理方法,首先进行EVI时间序列的变化矢量分析,研究EVI对干旱的响应情况;再选取4个典型区域,研究2006年在干旱严重发生时EVI与气温、降水之间的关系;最后基于时间序列植被状态指数（VCI）和降水距平百分率研究2006年重庆大旱的时空分布规律。结果表明：2006年重庆夏季EVI明显低于其他年份相应时间EVI的平均值;重庆市夏季旱情发生期间主要以高温少雨的天气为主;除了东南部外,其他大部分区域均处于严重干旱的状态下。     

MODIS-EVI时间序列重庆夏季干旱研究

选取重庆市2000～2009年MODIS EVI时间序列数据,采用BISE去云处理方法,首先进行EVI时间序列的变化矢量分析,研究了EVI对干旱的响应情况;再选取4个典型区域,研究了2006年在干旱严重发生时EVI与气温、降水之间的关系;最后基于时间序列植被状态指数（VCI）和降水距平百分率研究了2006年重庆大旱的时空分布规律。结果表明：2006年重庆夏季EVI明显低于其他年份相应时间EVI的平均值;重庆市夏季旱情发生期间主要以高温少雨天气为主;除东南部外,其他大部分区域均处于严重干旱状态下。     

基于标准化降水指数的鲁西地区旱涝时空特征分析

利用鲁西地区8个台站1962—2015年逐月降水资料,计算了鲁西地区各月的标准化降水指数(SPI),在此基础上分析了全年及各季节的标准化降水指数,应用M-K突变检验、小波分析和Arc GIS空间插值方法分析了旱涝的时空分布特征。结果表明,春季SPI呈现增加趋势,其余各季节及全年SPI均呈减少趋势。空间分布,年尺度干旱分布中东部县干旱次数高于西部县;雨涝呈现南北分布,南部县次数高于北部县。季节旱涝分布,春夏干旱多发生在东部及南部县,秋冬干旱集中在西北部县;季节雨涝次数较多发生在南部及东部县。     

基于标准化降水指数分析宁夏山区干旱演变特征

利用宁夏山区8个县站降水资料,采用标准化降水指数(SPI)比较分析了宁夏山区近38 a(1971-2008年)的各月干旱指数,并分析全年、月度干旱的站次比和干旱强度的年际变化。研究结果表明,宁夏山区年季干旱强度呈现降低趋势,但干旱发生频率和干旱面积增加,特别是2000年之后干旱频率和站次比呈增加趋势;宁夏山区以轻旱-中旱为主,特大干旱发生相对较少,近5 a来山区各县发生区域性干旱频率增加较明显;春旱和秋旱有加重的趋势,而夏旱和冬旱发生少,但春、夏、秋连旱在2000年之后发生频率和涉及的区域呈现增加的趋势;在当前气候变化背景下,宁夏山区干旱对农业生产的不利影响有加重的趋势。     

近30年廊坊市冬小麦干旱时空分布规律

根据1990—2017年3月上旬至6月上旬廊坊市9个县(区)冬小麦产区的逐旬降水资料,以降水距平(P_a)为干旱指标,从时间、空间尺度分析近30年廊坊市冬小麦干旱时空分布特征。研究结果如下:(1)年代发生趋势:廊坊地区冬小麦干旱多发于20世纪90年代,其中1996年发生次数最多;干旱的总体发生次数呈下降趋势;(2)旬变化特征:从3月上旬至6月上旬干旱的总体发生次数呈明显下降趋势;(3)空间分布:干旱发生概率整体呈现南部偏高,中北部偏低;西部低、东部高的空间分布特征。     

1965-2015年甘肃省干旱的时空变化特征

根据甘肃省境内35个气象台站自1965-2015年的逐日降水观测数据,通过统计春、夏、秋、冬及全年的累计降水量,计算出上述四季及全年的标准化降水指数（SPI）值,并采用EOF分析方法对SPI值分别进行时空分解,研究SPI值的空间分布特征和时间变化规律,从而分析甘肃省五十年来干旱的时空分布特征。结果表明:(1)整个区域范围内特征向量为一致的正值区,表面1965-2015年甘肃省旱涝变化整体同步,即一致性变涝或变旱。(2)时间系数演变来看,四季分布不均匀,极值相差较大,1965-2015年间春、秋、冬季气候向湿润转变,夏季有向干旱发展的趋势,干旱多发生在甘肃省的西北、东南地区,且夏季干旱范围最大。(3)1965-2015年间甘肃省全年干旱呈现由干旱到湿润,再由干旱到湿润的气候变化特征。     

基于相对湿润指数的重庆市气象干旱时空分布特征

以重庆市34个气象站点1960年-2008年的气温、降水、日照时数等气象因子为基础,利用相对湿润指数法对重庆市各区域干旱发生频率、干旱强度、干旱站点比以及不同等级干旱时空分布特点进行探讨,以揭示重庆市干旱时空分布规律.结果表明:1重庆市年及四季干旱发生频率在空间上由大到小依次为渝东北、渝西以及渝东南,四季中,冬夏季高于春秋季;2年及四季干旱发生强度在空间分布上有所不同,且冬夏季强度较大;3四季干旱站点比表现为冬季最高、夏春季次之,秋季最低;4重庆市各等级气象干旱发生次数在空间上差异显著,四季总体表现为冬夏季高于春秋季.     

新乡市近65a降水和干旱变化特征分析

【目的】掌握新乡市近65a(1951-2015)的降水和干旱特征,旨在为新乡地区农业提供干旱预警.【方法】采用标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)对新乡市近65a的干旱状况进行计算,采用线性倾向法对降水和干旱进行趋势分析,采用滑动t检验法对其突变情况进行分析.【结果】新乡市春、夏和冬季降水呈现逐渐下降的趋势,气候倾向率分别为-16.9、-17.3和-0.15mm/10a;年、春季和夏季降水在1977、1982和1977年发生突变,突变前后平均值变化率分别为-14.5%、16.6%和21.0%;年SPI12呈现微弱下降的趋势,气候倾向率为-0.10/10a,全年和四季干旱均有增加趋势.年SPI_(12)无突变,春季、秋季和冬季SPI12发生突变的年份分别是1978、1977、1978年.【结论】近65a来新乡市降水量有下降的趋势,旱情日益严重.     

基于SPI的烟台地区干旱特征分析

利用烟台地区11个气象观测站的近30年(1981~2010)降水资料,采用标准化降水指数得到了烟台地区近30年的年度干旱指数和季节干旱指数,并根据干旱标准中干旱发生频率、干旱站次比和干旱强度三项指标分析了烟台地区近30 a干旱的演变特征。结果表明,近30 a来,烟台地区以轻旱为主,中旱和重旱比例持平,有干旱发生频率逐渐减少而发生强度有所增强的趋势;春旱和夏旱有增加趋势,冬旱和秋旱有减少趋势;西部和北部地区发生干旱的次数明显多于东部和中间地带地区。与灾情对比时发现,年SPI能够较好的对长期的干旱进行描述,但在年内发生短期干旱时,效果欠佳。尽管烟台地区近几年来没有重旱出现,仍需注意做好对干旱特别是重旱的预防工作。     

吉林省西部地区干旱特征分析

本文用1950～1990年降水资科分析了吉林省西部地区(白城地区)的降水及干旱特征。结果表明:降水量少、降水变率大和季节分布不均,是导致这一地区干旱的主要原因。70年代以来,该地区干旱趋于严重,春、秋旱中的大旱频率增加,进入80年代干旱有所减少,但却出现了1989年的全区性大范围干旱。综观这一地区的干旱情况,局部性干旱近乎年年发生,季节性干旱的地域分布十分明显。干旱是该区的主要气候特征。     

基于标准降水指数的昌都地区夏季干旱时空特征分析

基于1980～2011年昌都地区7个气象站的逐月降水资料,采用标准化降水指数分析了昌都地区夏季干旱时空分布特征。结果表明,昌都地区夏季干旱的发生程度具有阶段性特征,20世纪80年代和90年代前期是较严重的干旱阶段,进入20世纪90年代轻旱和重旱的发生次数急剧减少,中旱的发生次数保持稳定。根据主成分分析,昌都地区夏季干旱在空间分布上具有较强的一致性同时也存在一定的区域性;根据因子分析将昌都地区分为北部、西部和南部3个区域,20世纪80年代至90年代前期北部干旱多于西部和南部,20世纪90年代后期至21世纪前期西部干旱增加,多于北部和南部。     

昌吉州气象干旱特征及其对农业生产的影响分析

利用昌吉回族自治州(简称昌吉州)10个气象站1961—2020年降水量及旱灾资料,分析昌吉州降水时空变化特征,计算各气象站月、季、年降水距平百分率,按降水距平百分率干旱指标选取干旱事件,详细分析不同时间尺度气象干旱的时空分布;对历史旱灾实际情况与降水距平百分率指标结果进行实用性评价;分析农作物成灾面积的逐年变化趋势,研究气象干旱对农业生产的影响。结果表明,近60年昌吉州降水量呈增加趋势,年内分布不均衡,夏季降水量最大,冬季降水量最小;从年代上看出20世纪80年代之前降水量整体偏少且变化不稳定,20世纪80年代初开始逐年增加,且1983年发生了突变性增加,1998年增加明显,进入21世纪以来增加平缓。60年来气象干旱发生的频次有中部多于西部和东部的特点。气象干旱发生的月频次呈波动状,其中1月最多,7月次之,11月最少;气象干旱主要是秋旱,冬旱次之,主要以轻旱为主。气象干旱事件发生的年频次逐渐减少。60年来受气象干旱影响,阜康市、吉木萨尔、奇台、木垒县农作物成灾面积较大,受灾程度严重,蔡家湖、昌吉市次之,玛纳斯县、呼图壁县较小,受灾程度轻,气象干旱灾害造成的农作物成灾面积呈减少趋势。降水距平百分率评定的旱灾年与历史旱灾年吻合年数为21年,吻合率达80%。     

蒸发需求干旱指数在北疆干旱识别中的应用

利用1961—2020年北疆26个气象站点基础气象数据,计算了蒸发需求干旱指数(EDDI),并划分了全年、春季、夏季、秋季和冬季5个时间尺度,分析了北疆干旱在时间上的变化特征、北疆干旱空间分布以及基于EDDI干旱等级的干旱频率在北疆时间上的变化特征。结果表明：(1)从大气蒸发力结果来看,北疆过去60 a大气蒸发力呈下降趋势,说明北疆越来越湿润。(2)从北疆EDDI时间上的变化结果可知,5个时间尺度EDDI高值区主要集中在前20 a,说明北疆在20世纪60～70年代干旱情况严重,1982年之后干旱情况有所好转。(3)从空间上来看,冬季与其他时间尺度的分析结果相反。北疆全年、春季、夏季和秋季均表现为西部和东部为湿润,而中部为干旱,冬季则相反。(4)北疆过去60 a发生次数最多为轻旱,最少的为特旱。其中,从20世纪90年代开始北疆发生干旱的情况有所好转。     

水城县降水气候特征及极端干旱年形势场分析

利用水城县气象观测站1961—2013年逐月降水量资料以及NCEP 1°×1°再分析资料,利用数理统计、标准化降水指数(Z)等分析方法,分析水城县50年来降水变化特征。结果表明,水城县降水集中在夏季,占全年的53.8%;从11月至次年3月,出现暴雨的机会不大;11月、12月、2月降水年际变化较大;夏季降水多变,不稳定;全年的月际降水正态性分布较好,其中12月的降水正态性分布最差,为正偏异常高峰态。利用标准化降水分析得出近50年逐季节旱涝情况,揭示出近5年来极端干旱事件频发;利用NCEP 1°×1°,根据500 h Pa极端干旱年与多年距平环流形势分析,得到极端干旱年环流形势特征,进一步分析极端干旱年的水汽条件,揭示出各季节极端干旱出现的水汽输送特征。     

基于SPI的1961～2016年陕西省干旱特征分析

根据1961~2016年陕西省35个标准气象站的逐日降水数据,利用标准降水指数法(SPI),分析了陕西省在年、季时间尺度上气象干旱的变化特征,以及基于干旱范围等级的干旱频率和干旱强度的空间分布特征。结果表明:(1)从1961年至2016年,陕西全省整体上呈干旱化趋势,且干旱范围逐步扩大,春、秋季干旱化较为明显。但自2000年以来,干旱化趋势得到缓解,干旱范围有所减少;(2)根据干旱范围等级得到的各地区干旱频率的空间分布特征,有整体一致、南北相反、中部相反和东西相反等类型;(3)关中地区在全省发生全局干旱时,其干旱频率和强度为省内最高,而在全省发生局部干旱时,其干旱频率和强度为省内最低;而陕北风沙区的干旱特征与关中地区相反。     

重庆市农作物生长季干旱时空分布规律研究

利用重庆市11个国家气象站1960-2013年的逐日降水量资料,按照《重庆市气象灾害标准》统计1960-2013年农作物生长季的干旱次数和强度,并采用数理统计、地统计分析、小波分析等方法,研究重庆市农作物生长季干旱时空分布规律.结果表明:干旱发生次数年代际差异明显,且干旱长期变化具有阶段性和周期性;近10年来,高强度等级干旱发生频率有上升趋势;重庆市干旱主要发生在渝西南地区和中部地区以及渝东北地区.研究成果可为重庆市不同区域农作物布局和防旱避灾提供科学依据.     

两种干旱指数在重庆极端干旱事件中的应用

利用重庆34个国家站1981-2015年地表湿润度和MCI_GB干旱过程指数序列对比分析重庆极端干旱事件的气候特征,并采用五类格点日数据诊断了重庆近年来极端干旱年旱情集中发生时段的环流特征.结果表明:上世纪60年代以来,地表湿润度所表征的旱情在除重庆西部和主城部分地区变湿外,其余大部地区都为变干趋势,其时间序列存在2～8年的显著周期.而上世纪80年代以来,两种不同干旱指数表征的重庆持续和极端干旱事件分别都存在显著的2～4年和2～8年周期. 1981-2015年期间, MCI_GB极端累计旱情呈"东北部偏重"分布型,地表湿润度则为"长江沿线偏重"分布型,两种干旱标准化指数在重庆东北、西南和东南部地区的累计强度有一些差异;对照重庆干旱地方标准,地表湿润度与其分型更类似,强度也更为接近. 2001年、 2006年和2011年极端干旱特定时段大气环流所表现的前兆信号为:7月开始至结束期间, 500 hPa欧亚中高纬由"负—正—负"转为"负—正"型变压场分布,在中亚中纬度地区均为"南高北低"型气压场分布,均不利于西北路径冷空气南下影响我国西南地区;综合整月OLR场、 Walker环流和水汽场来看,重庆地区对流活动偏弱,仅为-15～0 w/m~2,垂直高低层以700 hPa为界,水平南北方向上以长江为界,气流升降运动呈反向分布,加之水汽输送不充分、整层水汽辐合较弱,这都不利于降水的持续发生,易造成干旱事件的集中发生和后续维持.     

1961-2010年中国主要麦区冬春气象干旱趋势及其可能影响

【目的】近年来,连续发生的冬春连旱事件已经严重威胁到冬小麦的安全生产和粮食增产,本研究以中国主要麦区为研究对象,分析1961-2010年中国北方主要麦区冬春季降水、无降水日数和极端干旱频率的变化趋势及其对当地冬小麦生产的可能影响,揭示冬春干旱在当前气候背景下的演变趋势,为科学应对冬春干旱提供依据。【方法】采用线性倾向估计与Robust F线性显著性检验分析1961-2010年中国北方各站点冬春季降水、冬春季无降雨日数的线性倾向与显著性,揭示冬季、春季和冬春季的降水和无降雨日数的年代际变化趋势;根据气象干旱等级的国家标准GB/T 20481-2006将干旱5个等级中的重旱和特旱定义为极端干旱,基于降水距平的滑动平均,计算1961-2010年各年冬春季极端干旱频次的线性倾向,分析极端干旱发生频次的年际变化趋势和干旱风险剧增区降水的时间变化,揭示干旱时间动态趋势。【结果】(1)1961-2010年,华北为中心的冬麦区冬春气象干旱呈加剧趋势,其中心区域山西、河北和山东西北部冬春两季极端干旱的频次呈现增加趋势,陕西东部和湖北西北部春极端干旱的频次也呈增加趋势;(2)1961-2010年华北冬麦区的冬季降水呈减少趋势,且无降水日数呈增加趋势,即冬季气象干旱呈加剧趋势,其他区域的冬季降水呈增加趋势,无降水日数呈减少趋势;(3)1961-2010年华北冬麦区、黄淮冬麦区中南部和西北春麦区南部的春季降水均呈减少趋势,且无降水日数呈增加趋势,其他区域春季降水呈增加趋势,无降水日数呈显著减少趋势;(4)从重点区域降水的时间动态看,近20来华北地区的冬季和春季降水呈急剧下降趋势,无降水日数呈显著增加趋势,冬春气象干旱风险呈剧增趋势;近50年来黄淮冬麦区和长江中下游冬麦区的冬季降水呈增加趋势,而春季降水呈下降趋势,无降水日数呈增加趋势,长江中下游麦区20世纪70年代中期以后春季降水呈持续下降趋势。【结论】华北地区冬春季降水呈急剧下降趋势,无降水日数呈增加趋势,华北冬小麦冬、春干旱势必由于地下水位的持续下降和抗旱成本的增加而导致干旱风险加大;黄淮冬麦区南部和长江中下游冬麦区的春季降水尽管也呈下降趋势,由于该区域春季平均降水量对小麦来说以偏多为主,降水减少还不会影响到小麦生长,该区域降水的减少可能对冬小麦生长有利;气候干旱区东北和内蒙春麦区、西北春麦区西部50年来的冬春季降水呈增加趋势,有利于春小麦生产。     

贵阳市花溪区农业气候资源及主要农业气象灾害分析

利用1981 ～2010年的气象资料,对近30年花溪区农业气候资源状况及主要农业气象灾害进行了分析.结果表明,花溪区光照资源全年较为欠缺,但在时间分布上与作物生长同季,即在大季作物生长期(4～9月)日照分配比例高,能满足作物生长需求,冬半年(10月～次年3月)日照偏少,对花溪小季作物(小麦、油菜)产量的形成有所影响;全年夏季降水多,秋季略少于春季,冬季降水少,但降水分布不均、变率大,降水量变化不定也是农业生产的不利因素,易发生干旱、洪涝等,影响农作物产量.据统计,花溪区1981～2010年共出现过各类干旱20次;共出现冰雹8次,多发生在4月,5月次之,降雹时段大多在17:00～ 19:00;花溪暴雨分布时间5～8月,造成灾害的暴雨次数较少,＞ 100 mm的降雨天数在花溪每年平均发生0.2d.     

基于标准化降水指数的干旱变化特征分析——以大庆地区为例

干旱是制约大庆地区发展的重要因素,为研究大庆地区干旱变化特征,利用大庆地区5个气象站1960~2015年的逐日气象资料,采用标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI),以Z指数为对照,结合历史旱情(以典型年2004和2007年为例进行说明)对大庆地区干旱研究的地区适用性进行了对比,并从干旱强度、干旱历时以及干旱周期角度对大庆地区干旱发生特征进行分析。结果表明:短时间尺度(1~3个月)下,SPI指数对干旱(特别是重旱)的识别能力优于Z指数;在12个月长尺度下二者表现一致。夏季干旱事件(SPI-1.0)的发生频率最高,为39.29%,其中中等干旱(SPI-1.5)及重旱(SPI-2.0)的发生频率约占16.07%;冬季干旱事件发生频率最低,为32.14%。在年尺度上,大庆地区多发生持续时间为7个月及以上的干旱事件,其次为3个月和4个月。大庆地区年际干旱频发,56年间有26年发生了干旱,有5个时间段出现了连旱现象,其中20世纪70年代干旱事件发生次数最多(7次),此后逐年减少。小波分析表明,大庆地区干旱特征呈周期变化,主要周期为2~6,12~15a,24~28a,无论哪个时间尺度,2015年后小波系数实部均呈现正值趋势,表明在未来一段时间内该地区降水偏多。趋势分析表明,大庆地区56年虽年降水量上升不显著,但SPI值上升达到p≤0.01显著水平,说明大庆气候区别于东北的干旱化呈现出显著的湿润化变化。