新疆阿克苏地区气象干旱特征研究

研究区域干旱特征规律能够为干旱风险管理提供技术支撑,利用研究区内9个气象站点1960 ～ 2007年日降水数据,计算SPI 4个时间尺度3、6、9、12个月的干旱指数,分析该地区的干旱程度.在此基础之上,利用马尔可夫链预测随后3年阿克苏地区干旱的概率,与实际情况做比较.结果表明,①12个月时间尺度的结果表明,干旱强度最高的是沙雅,相对干旱频率最大的是库车;6个月时间尺度的结果表明,干旱强度最高的是柯坪,相对干旱频率最大的是拜城和库车.②年平均降水量呈上升趋势,基于SPI的马尔科夫模型的计算结果与阿克苏地区2008 ～ 2010年的气象情况一致.③SPI-12和SPI-6空间分布整体变化趋势一样,但是12个月时间尺度的结果干旱的整体趋势大致是东部比西部要严重;而6个月时间尺度的结果干旱20世纪60年代、80年代、90年代西部的干旱要比东部的严重.     

基于SPI和SRI的马别河流域气象与水文干旱相关性分析

利用马别河流域1982—2015年逐月降水量和径流量资料,采用标准化降雨指数(SPI)和标准化径流指数(SRI)分析马别河流域气象与水文干旱特征,并探索气象与水文干旱之间的相关性。结果表明,1982—2015年,马别河流域每2～3年会出现1次不同程度的干旱,年尺度上,气象干旱变化趋势不显著;季尺度上,秋旱有显著加重趋势,春、夏、冬三季变化趋势不显著;年尺度上,水文干旱有显著加重的趋势,2000年后水文干旱频率明显增加,干旱年数占1982—2015年水文干旱年数的70%。马别河流域气象与水文干旱之间有紧密的相关性和一定的时滞性,1、3、6、12个月的时间尺度中,12个月尺度的SPI12与SRI12相关性最好,水文干旱滞后气象干旱1个月。     

北方半干旱区的PDSI和SPI比较研究

以北方半干旱地区老哈河流域为研究区域,利用流域内及其周边15个气象站1957～2008年的长序列日观测资料,计算逐月的帕默尔干旱指标(Palmer Drought Severity Index,PDSI)和不同时间尺度(1、3、6及12月)的标准化降水指标(Standard Precipitation Index,SPI)。结果表明,52年间分别有6段主要的湿润期和干旱期,持续时间都在1年以上,说明老哈河流域旱涝持续性较强。将不同时间尺度的SPI与PDSI进行对比发现,随着时间尺度的增大,SPI对干旱持续性的表现能力增强,12个月时间尺度的SPI与PDSI一致性较好。     

基于SPI指数的黑河地区5—9月干旱趋势分析

利用黑河地区1968—2015年5—9月的降水资料对时间尺度为12个月的SPI指数进行了计算,探讨了黑河地区干旱发展特征及变化趋势。结果表明,近48年内SPI最大值出现在2013年,最小值出现在2008年;2007年以后总趋势在向干旱发展,2015年前后达到顶点,未来几年黑河地区有向干旱发展的趋势。从旱涝趋势的变化周期来看,16年的时间尺度为旱涝变化的第1主要周期。2015年黑河地区处于丰水期,预计未来将逐渐向枯水期转换。干旱指数变化的突变点发生在1980年,20世纪80年代以后转入多水年,2000年以后,趋势向少水发展,到2010年前后,再次出现突变点,气候转向湿润。从黑河地区干旱发生频次来看,20世纪80年代开始,中旱和重旱频次一直在增加,到2000—2010年,旱情达到最重,中旱和重旱频次显著高于其他年代。     

云南省滇中地区气象干旱特征分析

[目的]分析云南省滇中地区气象干旱特征。[方法]根据滇中地区43个气象站自建站以来的降水资料,分别计算各站年时间尺度的标准化降水指数(SPI),并统计不同等级干旱出现的频次,最后利用样条曲线插值法获取滇中地区不同干旱等级出现频率的空间分布特征。[结果]滇中地区自1960年以来旱情趋势经历了以下4个阶段:20世纪70年代SPI减小趋势比较明显,干旱有加重趋势;60、80年代SPI变化波动比较大,但无明显变化趋势;20世纪80年代后期一直到2000年SPI呈明显的增加趋势,即这一时期为滇中湿期;2001～2009年滇中干旱又呈增加趋势。红河、元江、宾川、禄劝、沾益等地发生中等干旱频率较高;昆明、呈贡、曲靖、楚雄东北部、大理、漾濞东部、玉溪中部等地发生严重干旱频率较高;沾益、宾川、大姚西部、祥云、曲靖北部、安宁、昆明西北部等地发生极端干旱频率较高。[结论]该研究为该地区防旱抗旱提供理论依据。     

基于SPEI的陕北黄土丘陵区干旱特征及影响因素分析

为探讨陕北黄土丘陵区干旱特征及其影响因素,借助绥德2000-2014年逐日的气象数据,基于Hargreaves、Thornthwaite和Penman-Monteith蒸散模型及同一套降水资料计算,获得不同时间尺度(月、半年和年)3种标准化降水蒸散指数(SPEI),对比分析上述3种SPEI的差异并选取适宜于陕北黄土丘陵区的SPEI,而后采用SPEI分析干旱特征,并利用通径法分析气象因子对SPEI敏感性。结果表明:1)基于Penman-Monteith蒸散模型的SPEI(SPEI-PM)能够准确反映陕北黄土丘陵区干旱事件,与SPEI-PM相比,基于Hargreaves和Thornthwaite的SPEI值偏低,计算误差为0.26～0.38;2)干旱变化呈现减弱趋势,短时间尺度上(1和6个月)SPEI-PM值变化频繁,长时间尺度上(12、18和24个月)SPEI-PM值变化幅度小且变化周期长;3)在月、半年和年尺度上对SPEI-PM影响程度最大的气象因素分别为气温和相对湿度。     

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。     

华北平原植被动态对气象干旱的响应特征

基于中国华北平原1982—2012年NDVI和不同时间尺度SPI/SPEI数据,分析了植被绿度年际波动对气象干旱时间尺度的响应特征。结果表明:华北平原干旱对春季植被绿度的影响强于夏季,对北部的影响强于南部;植被绿度对长期干旱的响应更明显,但局部和季节差异非常明显,北部植被响应干旱的时间尺度较南部短;生长季水分亏缺是其植被干旱脆弱性的主导因素。     

朝阳地区干旱周期与演变规律研究

基于SPI标准化降水指标能反映干旱时间和空间分布特征的优点,将其作为干旱规律和周期的分析指标,然后利用功率谱分析法,对朝阳地区的干旱周期和干旱规律进行了研究。结果表明,朝阳地区是个旱情频发的区域,除极易发生轻旱外,还易发生中旱和特旱,秋冬季节会经常发生特旱,这为来年春天的播种带来困难;同时,朝阳地区旱涝呈现5～10年的周期性波动,具有一定的规律性和周期性。     

基于SPI指数的近55年河南省干旱时空变化特征

基于河南省17个气象站点近55年的逐月降水量资料,计算各站点不同时间尺度的标准化降水指数(SPI),结合小波分析、Mann-Kendall方法和Hurst指数,分析河南省干旱的时空演变特征。结果表明:1991—2000年为干旱和连旱高发期,郑州、开封、商丘一带是持续5个月以上的连旱发生的集中地区。SPI-1、SPI-3、SPI-6、SPI-12的主要周期分别为4、16、16、24个月,干旱频发。全年、春、夏、秋、冬的未来气候趋势分别为干旱化、干旱化、湿润化、干旱化、湿润化。     

基于3种干旱指标的天水地区干旱演变特征分析

利用1971—2011年天水地区河谷、渭北、关山区3个代表点的气象站资料,以湿润度指数(Mi)、标准化降水指数(SPI)、降水距平百分率(Pa)3种干旱监测指标及等级划分为基础,对天水各气候区的春、夏、秋3个主要作物生长时段干旱气候演变特征进行分析。结果表明,天水春季(3—5月)出现干旱灾害的气候风险最大,各气候区10年中有6~8年出现干旱,中旱以上干旱河谷区10年中有4~5年、渭北区有5~6年、关山区有2~4年出现;夏季(6—8月)干旱风险次之,各气候区10年中有6~7年出现干旱,中旱以上干旱河谷区10年中有2~4年、渭北区有2~3年、关山区有2~4年出现;秋季(9—10月)各等级干旱气候风险出现均较小。各季干旱风险主要出现在20世纪90年代初以后。     

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。     

山西省玉米的干旱当量与干旱分区

本文以山西省玉米种植生态区为基础 ,应用阿齐的干旱当量方法 ,对山西省 72个县、市1 62 3年次的降水资料和玉米产量资料进行计算 ,归纳分析 ,认为山西玉米产量丰、歉与降水的关键期有密切关系 ,分别为 :夏播中早熟区关键期为 7月 2 0日～ 7月 30日 ,干旱当量为 2 9 9 。春播早熟区关键期为 5月 2 1日～ 6月 2 0日 ,干时当量— 37 8 。春播中晚熟区关键期为 5月 1 0日～ 6月 2 0日 ,干旱当量为 34 0 。根据关键期的干旱频率按级差为 2 5作干旱程度分区。微旱区 (频率指标 0 1～ 2 5 ) ,轻旱区 (频率指标 2 6～ 5 ) ,干旱区 (频率指标 5 1～ 7 5 )。     

长岭县干旱特征分析研究

利用吉林省长岭县1956—2005年降水量、蒸发量、土壤含水量等气象、水文资料对长岭县干旱特征进行研究。根据气象干旱指标、农业干旱指标、水文干旱指标、社会经济干旱指标,对长岭县气象、水文资料包括降水量趋势、降水量距平百分率、降水蒸发比、土壤含水量、水文干旱指数及社会经济需水与供水进行分析,得出长岭县的干旱特征。结果表明:长岭县干旱以气象干旱为主;1956—2005年共发生6次气象干旱,平均每7~8年发生1次;季节性气象干旱平均每2年发生1次;每3~4年出现1次水文干旱;社会经济干旱决定于用水量的多少,可人为调节。     

基于标准化降水蒸散指数研究干旱对北京地区作物产量的影响

利用华北平原冬小麦-夏玉米一年两熟种植典型区域北京地区1962—2011年逐月降水、温度资料计算多尺度标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI),分析干旱对作物产量的影响。结果显示:1)在过去50年内,SPI与SPEI所评判的干旱演变有巨大的不同,SPEI对气候变暖的响应是造成上述现象的主要原因。2)1990—2011年干旱指数与作物产量的关系显著(P<0.05),短时间尺度的SPI₃-8和SPEI₃-8与玉米气候产量呈曲线关系,所建立的回归方程可以解释60.0%和60.1%的玉米产量变异,适宜的干湿状态在-0.8到3.2(SPI)和-0.9到2.1(SPEI)之间。3)长时间尺度的SPI₂₄-5和SPEI₂₄-5与冬小麦气候产量呈线性相关,可以解释其51.8%和51.2%的产量变异。研究结果符合北京地区玉米以雨养为主、冬小麦以地下水补灌为主的实际情况。4)利用12或24个月尺度的干旱指数判断区域水分状况,可以帮助决断冬小麦返青后的灌水次数和灌水量,在防范产量风险的同时,提高水资源的利用效率。本研究表明,选择适合的时间尺度和月份的SPI和SPEI可以用来评价华北平原旱涝状况对农业生产的影响。降水量缺乏仍然是导致北京地区作物减产的主要因素。但华北平原由于气温升高导致干旱化的趋势明显,未来研究华北平原干旱对作物产量的影响,需更加注重运用综合了降水和蒸散因素的干旱指数,以提高评价干旱对产量影响的准确性。     

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。     

淮河流域冬小麦干旱时空分布特征

基于1961-2016年140个气象站点的日尺度降水数据和月尺度地表温度(LST)、归一化植被指数(NDVI),利用标准化降水指数(SPI)和温度植被干旱指数(TVDI)分别表征淮河流域气象干旱和农业干旱,分析淮河流域冬小麦气象干旱和农业干旱时空变化特征.结果显示:(1)气象干旱时空变化特征:冬前生长期和灌浆成熟期降水量呈上升趋势,越冬期和返青抽穗期呈下降趋势;轻度干旱以上占比表现为:冬前生长期>返青抽穗期>灌浆成熟期>越冬期.(2)农业干旱时空变化特征:时间上,轻度干旱以上占比在越冬期和返青抽穗期呈上升趋势;空间上,冬前生长期轻度干旱以上占比明显高于返青抽穗期和灌浆成熟期,因此有利于冬小麦的生长发育.(3)农业干旱与气象干旱异同性:时滞性,冬前生长期、越冬期和返青抽穗期,TVDI表征的农业干旱较SPI表征的气象干旱时滞小于1个月;灌浆成熟期,TVDI表征的农业干旱较SPI表征的气象干旱时滞1至2个月;空间上,在冬前生长期二者轻度干旱占比差异主要位于东部沿海地区,在返青抽穗期和灌浆成熟期二者轻度干旱占比差异主要位于高海拔地区.而且,从TVDI表征的农业干旱与SPI表征的气象干旱的轻度干旱占比空间分布来看,农业干旱比气象干旱强度大.     

基于TVDI的内蒙古植被生长期干旱研究

利用内蒙古地区2007、2008年植被生长期（4～9月）的MOD13A3和MOD11A2数据,建立温度植被干旱指数（TVDI）模型,并对其进行验证,将得到的内蒙古地区的TVDI数据划分等级,分析了其时空变化特征。结果表明,①从气象站点、样点的土壤含水量与TVDI的散点图看出,TVDI作为内蒙古植被生长期的旱情评价指标具有一定的合理性。②内蒙古地区植被生长期主要以轻旱和中旱为主,占全区面积的70%以上;湿润、正常和重旱的面积所占比例较小。③在时间尺度上,内蒙古地区4、5、6月旱情比较严重,7、8月份旱情有所缓解,是全年干旱最轻的时段,而进入9月份旱情又逐渐加剧;在空间尺度上,东北部地区4～9月份旱情比较轻,干旱等级主要以湿润和正常为主;其他地区在7、8月份旱情比较缓和,以轻旱和中旱为主;其中西部的沙漠地区在4～9月份的旱情均十分严重。     

基于距平的白城地区干旱时间分布特征分析

基于距平(Pa)对白城地区干旱时间分布特征进行分析。结果表明:1961—2014年白城地区降水量年际变化不大,整体呈下降趋势。基于距平计算,共出现4次轻旱、3次中旱、2次重旱、6次特旱。通过SPI计算,共发生7次轻旱、7次中旱、3次重旱,还有1次特旱。通过距平计算出来的干旱年都包含在通过SPI计算出来的干旱年之内,但是干旱程度发生了变化。通过SPI指数,计算出来更多的干旱年份,这在一定程度上体现了SPI方法的优越性。     

青海省东部农业区区域干旱指标及干旱变化规律

【目的】分析青海省东部农业区区域干旱指标的变化特征,为区域干旱预警和抗旱减灾提供科学依据。【方法】利用青海省东部农业区12个气象站点近46年(1961-2006年)的气象资料,计算相对湿润度指数,并结合Arc GIS空间插值方法,将基于站点的相对湿润度指数网格化得出区域干旱指标,对其年际变化和季节变化进行分析,采用游程理论提取区域干旱历时和干旱强度,并对其变化进行分析。【结果】1961-2006年,青海省东部农业区近46年来平均月区域干旱指标呈线性减小趋势,干旱呈现出缓解趋势;春季和夏季区域干旱指标呈减小的线性趋势,秋季区域干旱指标呈线性增大趋势。与夏季干旱和秋季干旱相比,春季干旱历时长且干旱强度大。【结论】区域干旱指标所反映的干旱情况与青海省东部农业区实际旱情基本相符,且降雨和蒸发是青海省东部农业区季节性干旱频发的主要气候原因。