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。     

干旱指标在典型草原的适用性分析

从天气、土壤、植被等角度筛选出5个在内蒙古典型草原区使用较多的干旱指标,按照其计算方法和干旱等级标准,计算了多个站点1981-2010年间生长季(4-9月)旬尺度的干旱情况,依据干旱资料验证各指标的准确性,最终确定指标适用的时空尺度。基于单站点指标的适用性分析结果,对应用较好的指标进一步做区域干旱评价的一致性分析。结果表明:在单站点的春秋季,土壤相对湿度指标最好用,降水距平百分率指标可以作为补充,但该指标在呼盟境内的鄂温克春季不可用;夏季以降水距平百分率和草地旱情指数两个指标对干旱的评价最好,但是由于草地旱情指数计算所需因子较多且复杂,在实际业务应用中应首选降水距平百分率。对降水距平百分率和相对蒸降差指标在典型草原干旱评价的一致性进一步做了分析,发现对干旱的评价存在明显的区域性。通过分区研究,在呼伦贝尔温凉半干旱牧业区降水距平百分率在夏秋季优用于相对蒸降差指标,锡林郭勒温凉半干旱牧业区对春夏季的干旱评价应优先使用降水距平百分率指标。     

内蒙古春季干旱年和多雨年的大气环流特征对比研究

选取1960~2011年内蒙古104个测站春季(3~5月)降水资料和NCEP/NCAR再分析资料,分析内蒙古春季降水特征和典型干旱和多雨年同期和前期大气环流特征。结果表明:内蒙古春季降水呈从东到西,从南到北减少的分布;春季以干旱少雨为主,每个年代都有两年或三年的连续干旱发生;90年代后降水的异常偏多和偏少的频率显著增加;干旱少雨年同期500hPa中高纬度欧亚距平场呈"-+-"的分布,表现出中亚高压脊强盛,东亚槽深厚的特征。多雨年与干旱少雨年相反,欧洲大陆为正距平中心,内蒙古中西部及其上游的蒙西山地和西西伯利亚平原为负距平,中国大陆东部沿海、日本岛为正距平中心,表明内蒙古上游地区高压偏弱,下游东亚大槽位置偏东,中高纬度以纬向环流为主。850hPa径向距平风场显示,在干旱少雨年,西亚和南亚地区均为西北气流。多雨年孟加拉湾一直到俄罗斯东部均为南风距平。干旱(多雨)年前期乌拉尔山高压脊强盛(偏弱),东亚大槽位置偏西(偏东),贝加尔湖为高压槽(脊)。     

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.     

近53 a云南东部春季旱涝及其环流距平波列影响

基于年度春季降水,用旋转经验正交函数（REOF）方法,将云南省划分为3个降水气候区,分析了近53 a云南东部春季旱涝基本特征,选取帕默尔干旱指数（PDSI）对春季旱涝进行评估。小波分析发现,云南东部春季旱涝存在准14 a周期,并可分为3个时期：1958-1980年干旱期,1981-2000年偏涝期,2000年以后干旱期。对云南东部涝(旱)年合成分析显示,大尺度背景高度场、风场和温度场的距平场都存在2列并行的纬向波列。在涝年,500 hPa位势高度距平纬向波动为高纬度正距平,中纬度负距平,显示云南上空的低值系统活跃。风场距平波列性质为中高纬度负距平,中低纬正距平,显示南支槽水汽输送的速度与量值的强盛。700 hPa温度场距平波列为高纬正距平,中纬负距平,显示云南温度偏冷,与低纬度副高控制的海洋暖湿气团形成系统性锋区,有利于云南东部降水。在旱年,则2列并行纬向距平波列各要素性质正好相反。此外,青藏高原上游风速受山脉西南侧地形阻挡发生向南折射,涝年风速强,旱年风速弱,直接促发和影响南支槽的强弱。上游风速与南支槽强度具有正比关系。降水关键系统昆明准静止锋在背景纬向波列环境中,涝年比旱年出现频次高,维持时间长。     

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。     

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。     

陕西春季干旱的环流特征分析

选用陕西51个气象站1962~2008年3~5月降水量数据和NCEP/NCAR再分析资料,根据综合干旱指数确定了陕西春季干旱等级和持续时间,利用合成分析的方法分别对陕西春季干旱和春末夏初季干旱年的大气环流进行研究,并与多雨无旱年的大气环流特征作对比分析。结果表明,陕西春季干旱持续时间长,呈北强南弱的不均匀分布模态。陕北长城沿线风沙区、关中平原和秦巴山区东部是春季易发生干旱的关键区。陕西春季干旱年500 hPa环流形势表现为欧亚中高纬度距平场纬向分布呈现"-+-",中亚高压脊偏强,东亚大槽明显偏深,表现出冷暖空气交汇区偏南的冬季风环流特征;相反春季多雨年中纬度盛行纬向气流,东亚大槽偏浅且位置偏东,咸海、里海附近多低压系统活动,南支西风带中孟加拉湾长波槽偏深。春末夏初季影响陕西干旱的环流表现为"-+-+"的距平分布,中亚高压脊偏强,中纬度盛行纬向气流,冷空气多偏北路径向东南移动,西太平洋副高偏弱,位置偏东偏南;相反春末夏初季多雨年乌拉尔山高脊偏强,贝加尔湖多长波槽活动,同时西太平洋副高偏强,对流层低层青藏高原东侧南风较常年同期偏强。最后相关分析表明陕西春季干旱指数与前期冬季乌拉尔山附近高度场有显著负相关,前期冬季乌拉尔山高脊偏强(弱),陕西春季易发生干旱(多雨)。     

中国气象干旱的空间格局特征(1951-2011)

中国是一个农业大国,也是一个旱灾频繁的国家,研究气象干旱可为防范农业旱灾风险提供科学依据。利用1951-2011年中国585个气象站点的日降水数据,计算了不同季度的降水距平百分率,并确定气象干旱等级,编绘了各季节的中旱、重旱、特旱发生频率的空间分布图。结果表明:(1)我国各季气象干旱发生频率空间分布,总体呈现北多南少、西多东少的格局;春季和冬季发生频率较高、夏季发生频率最低,其中春季中旱和特旱的高频区面积占全国比例分别达到了46%和34.2%,冬季尤其是特旱高频区面积占全国比例甚至超过了70%,而夏季仅有中旱存在高频区,且面积较小;(2)华北地区的春季中旱,东部地区(四川除外)的秋季中旱,西南(云南)、华南(广东)、长江中游地区的冬季中旱,需重点防范。     

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。     

灰色灾变理论在宁南山区干旱气候预测中的应用

在分析宁南山区干旱气候特征及其对农业生产影响的基础上 ,借助灰色灾变理论分别建立了春旱、夏旱、秋旱、春夏连旱、夏秋连旱、全年旱等六种干旱类型的 GM( 1 ,1 )预测模型 ,并对 2 0 0 0～ 2 0 2 0年的干旱气候做出预测。经对 2 0 0 0年和 2 0 0 1年预测结果验证 ,吻合性良好。此外 ,提出了宁南山区抗旱防旱的综合农业措施。研究结果可对广大旱区抗旱减灾 ,促进农业生产发展提供科学指导。     

咸阳市气候暖干化及干旱灾害趋势判断

依据咸阳市1961-2009年气象资料,利用Z指数和Mann-Kendall气候突变检验法对咸阳市的气候变化特征进行了分析。结果显示：（1）近49年来,咸阳市出现3年重旱、2年大旱、8年偏旱,重旱大旱年份出现在20世纪80年代中期以后,偏旱年份大部分出现在90年代和21世纪初的几年。（2）各季节重旱年份主要出现在20世...     

甘肃河东早春旱和春旱的监测与预测

利用1958年以来甘肃河东地区具有代表性的12个站点的降水和蒸发资料,给出了甘肃省早春旱和春旱指数计算公式和判别标准。结果表明:此法能够较准确地提炼出早春旱和春旱与多雨的年份,而且资料获取相对容易,在实时业务的干旱监测中有一定的应用价值。对46a来干旱的时空分布特征进行了初步分析,给出典型年份前期和当时场的风场和高度场的环流特征,指出从隆冬开始,北风异常就贯穿我国中西部上空的整个对流层;随着高度的升高,东亚高度场减弱并向西倾斜,东亚槽偏强,欧洲脊偏强,高低空环流的这种配制以及东西方向的波列分布状况不利于河东地区的降水,易造成干旱,并就此给出一个预测模型。     

咸阳北部塬区春末夏初干旱的气候特征及预测模型

应用自然正交函数分解(DOF)方法,分析了陕西省咸阳市北部塬区春末夏初干旱的综合评价指教DH的空间分布特征及随时间演变规律及春末夏初干旱对冬小麦和玉米产量的影响;在此基础上,应用逐步回归方法建立了春末夏初干旱的预测模型.结果表明:威阳市北部春未干旱发生几率具有同一性特征;在空间上分为南北两区,其中南区干旱几率大干北部;年际分布近年来具有频发连旱趋势,并在时空分布上具有同一性.根据干旱指数DH分布特征建立春未降水预报模式,业务使用效果良好.     

基于WOFOST模型的辽宁省春玉米干旱灾损风险评估

利用锦州农业气象试验站的作物生长发育和土壤实测数据对WOFOST模型水分胁迫模块进行了调参，适用性验证表明，WOFOST模型适用于辽宁省春玉米生长发育和产量的模拟，辽宁省春玉米受干旱的影响可以利用WOFOST模型较敏感地反映出来。利用调参后的WOFOST模型模拟了全生育期及出苗~拔节、拔节~抽雄、抽雄~乳熟和乳熟~成熟各阶段发生轻、中、重旱情景对辽宁省春玉米产量的影响，并根据模拟结果确定了不同干旱风险等级下辽宁省东、中、西部玉米生产的灾损范围。结果表明：不同生育期发生干旱对产量的影响不同，总体上，抽雄~乳熟期发生干旱的影响最大，其次是拔节~抽雄期，而出苗~拔节期和乳熟~成熟期发生干旱对产量的影响较小，全省春玉米在抽雄~乳熟期发生重旱的减产风险达30%~70%；在相同干旱水平下，不同区域受影响程度也不同，在全生育期及各生育阶段发生轻、中、重旱情景下，干旱导致的减产率总体上表现为由东部向西部地区逐渐加重的趋势，在全生育期重旱情景下，辽宁省东部的春玉米减产率为40%~75%，中部为60%~90%，西部达65%~95%。     

石羊河下游物候季节的水热分配及变化特征

基于物候季节,分析了石羊河下游地区1971-2000年各季节的水热分配状况及多年变化特征。结果表明,石羊河下游物候季节的更迭与气候的季节性演变相吻合,稳定通过物候四季的温度界限分别为春季≥2.9℃,夏季≥19.0℃,秋季<19.0℃,冬季≤4.5℃。水热资源最丰富为物候的夏季,其≥0℃的积温和降水分别占全年的55.8%和62.5%。多年来,温度的四季变化和年际变化具有明显的增加趋势,增长幅度依次为冬季>全年>春季>夏季>秋季。年均温的升高以1986年为突变年,而冬季和春季气温的升高分别以1985年和1991为突变年;降水变化的趋势不明显,年降水的波动形态与夏季基本一致,春季则与夏季相反,有春湿夏干或春干夏湿的趋势。     

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。     

东北三省春玉米旱灾动态风险评估

干旱演变趋势的不确定性决定了旱灾风险的动态变化特征,如何采用有效的方法探究风险随时间的变化是评估旱灾动态风险的关键。由于干旱发生发展缓慢,长时间尺度数值预报产品精度较低,用于干旱预报有一定的局限性。本研究选用天气发生器随机生成未来逐日气象数据的大量样本预测干旱演变趋势,驱动作物模型评估不同趋势下作物产量因旱损失及动态风险。选取东北三省为研究区,在2012—2017年田间试验数据的基础上,率定及验证APSIM作物模型,利用BCC/RCG-WG天气发生器随机生成未来气象数据,驱动APSIM作物模型模拟春玉米产量因旱损失,计算期望产量因旱损失率,以典型干旱年2000年为例,实时动态评估东北三省春玉米生育期内（5月1日—9月18日）旱灾动态风险。结果表明：（1）APSIM作物模型模拟春玉米播种到开花日数、生育期日数以及产量与试验观测结果决定系数R²均大于0.5,标准均方根误差NRMSE均在10%以下,表明APSIM模型在东北三省模拟春玉米生长效果较好;BCC/RCG-WG天气发生器生成100个气象要素样本与1961—2020年各气象数据年均值R²均在...     

基于干旱综合指数的模糊信息分配法的农业干旱风险评估研究

影响农业干旱的因素复杂,而因素之间存在较大的随机性和模糊性。本研究采用模糊线性信息分配方法,以干燥度指数和有效降水指数相结合的综合干旱指标数据系列寻找概率估计分布函数,以广西田东县为例对农业干旱风险进行评估,并与采用连续无雨日数指标的常规概率统计分析法评估进行了对比。研究结果表明：田东县的春、秋季节农业干旱几乎年年发生,中、重度干旱3～5年可能会发生1次。干旱风险概率分别为冬季69.79%,春季72.78%,夏季5.79%,秋季80.50%。基于干旱综合指数的模糊信息分配法比连续无雨日数采用概率统计分析法进行农业干旱风险评估更有效可靠,更能反映干旱实际情况,是一种行之有效、简单实用的方法。