An Evaluation of the Performance and the Contribution of Different Modified Water Demand Estimates in Drought Modeling Over Water‐stressed Regions

The lack of reliable estimation of water demand in drought study has been an important obstacle in efforts for characterizing the variability of water consumption and its effects on drought monitoring and prediction, particularly over water‐stressed regions. This study evaluated the performance and the contribution of three modified water demand estimates in drought modeling, including Penman–Monteith (PM) method, dual‐source potential evapotranspiration model (2S PET model), and climatically appropriate for existing conditions precipitation ( ). The results show that Standardized Moisture Anomaly Index based on shows the highest correlations with different types of drought evidence, demonstrating that the as a water demand metric performs the best in drought modeling over water‐stressed regions. Standardized Precipitation Evapotranspiration Index based on 2S PET model performs better than that based on PM equation. Although the 2S PET model is physically superior to PM equation over agricultural or water‐stress regions where the plant canopy is not “closed,” the limitations of using PET as water demand estimates in drought study still exist. Theoretically speaking, the actual water demand in non‐humid regions should be highly associated with the climatically averaged water supply capability (precipitation, P ), and the contributions of water demand and supply to drought indices are generally balanced in any region, which is realistically reflected by the relationships between P and . On the contrary, the magnitude and contribution of PET _2S and PET _PM were always higher than P over water‐stressed regions, which could result in a water imbalance and generate more systemic errors in drought identification. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

黄淮冬麦区气象因子与小麦晚霜冻害关系研究——以商丘市为例

基于1956-2015年商丘市气象数据和霜冻害资料,研究黄淮冬麦区商丘市气象因子与霜冻害的关系,以及气温、地温、相对湿度、风速与草面温度的偏相关和多元线性回归关系。结果表明:随着全球气温变暖,商丘市冬春季积温以4.35℃·d·a~(-1)的速率逐年增加;晚霜冻害除受冷空气活动影响外,与前期积温和降水量密切相关,冬春季积温偏高或降水量偏少的情况下易发生晚霜冻害;随着小麦幼穗的发育,其对低温的敏感度增加,且可引起霜冻害的最低温度有逐渐升高的趋势;气温、地表温度、平均相对湿度、平均风速与草面温度呈极显著相关(P0.01),偏相关系数的大小表现为地表温度气温平均相对湿度平均风速,可见,除气温、地表温度外,平均相对湿度、平均风速也对霜冻害的发生及轻重程度起关键作用;各因子与草面温度可用模型表述为Y=0.558ST+0.482AT+0.087RH+1.304WS-12.704,经检验,线性回归方程成立,可通过该模型对草面温度进行监测,并为未安装草面温度传感器的地区提供可靠的冻害评估结果。     

不同订正方法下CFSR再分析数据在天山西部山区径流模拟中的应用

以天山西部山区喀什河流域为典型研究区,基于1990-2000年的水文气象站点实测资料、2005年喀什河流域遥测降水数据及各时间段对应的CFSR(Climate Forecast System Reanalysis)再分析数据,通过实测站与其最近CFSR站多年月平均降水的比值,CFSR站点处2005年的年降水量与同期遥测年降水量的比值,以及基于实测站点降水数据和各CFSR站点与实测站点最近的CFSR站点的空间关系3种方法对CFSR降水数据进行订正。借助VIC模型,分析不同订正方法下研究区径流的模拟效果。降水时间序列分析结果表明,CFSR降水数据能够较好地在时间和空间上反应喀什河流域内月降水的变化情况。径流模拟结果表明,(1)CFSR降水数据的不同订正方法对径流结果影响较为明显;(2)基于实测站点降水数据以及各CFSR站点与实测站点最近的CFSR站点的空间关系订正的所有CFSR降水,在径流模拟中表现最好,模型率定期和验证期的模型效率系数均在0.80以上,多年径流相对误差在15.0%以内。该订正方法不仅考虑了降水在时间维度上的变化,还考虑其在地理空间维度的变化,较其它两种方法在径流模拟中具有更好的应用前景。     

宁夏隆德县降水变化规律研究

以隆德县1933~2008年共计76年的降水资料为例,对该地区降水变化规律进行研究,为水资源联合调度及高效利用提供依据。     

春季土壤墒情变化与气象条件相关性分析

从农业气象情报服务需求出发,根据近3年土壤墒情实时变化资料和定期测墒数据,分析研究与土壤墒情变化高相关的气象因子。结果表明,通过现有观测资料,可以定量评估局地土壤墒情变化,为预测春旱趋势和程度提供可靠的依据。     

山东省不同强度降水日数年际变化及趋势分布特征

采用山东省82个地面气象站1961～2005年日降水量资料,分析了降水量和不同强度降水日数的长期变化、突变特征及各地的气候趋势特征。结果表明,年降水量及中等强度以上雨日数的转折年大都出现在1976年前后,微量降水日数、0.1～4.9mm/d降水日数的转折年出现在1986年全球气候显著变暖背景下,其中暴雨、大暴雨日数在1989年也出现转折,增加趋势明显。在全球气候显著变暖背景下,中雨以上降水日数与1976～1986年相比都有不同程度的增加,强度越强的降水日数增加幅度越大,降水量的增加主要是由于强降水日数的增多引起的;年降水量、微量雨日数及小雨日数的线性负趋势区主要集中在山东高纬度地区,微量雨日数及小雨日数的负趋势区范围广,而中雨以上雨日数变化趋势大部分地区为正趋势,且趋势中心不固定。除鲁西南、鲁东南的气候变得更加湿润、暴雨洪涝灾害减少外,全省大部分地区干旱化趋势及洪涝灾害都有加重趋势。     

班玛县十年来气温与降水的变化趋势及相关性分析

通过对班玛县1995～2004年10年来气温与降雨量的统计分析,探讨了班玛县气温和降雨量的变化趋势及二者的相关性。结果表明,从1995～2004年,平均气温逐渐升高,2003年达到最高值,与1995年相比平均气温升高了1.10℃;历年降雨量变化规律不明显,在全年尺度上降雨量的变化与气温变化基本一致,表现出明显的季节性变化规律。     

1961～2006年石河子垦区降水序列变化规律及干旱预测

以1961～2006年石河子垦区的年降水量为基础数据,分析得出该地区降水的时间序列变化特征及规律：研究区年降水总体呈上升趋势,其中,20世纪90年代以前增加缓慢,90年代以后增加显著。以1961～1996年的年降水量数据为建模数据,1997～2006年的数据为检验数据,运用灰色系统的灾变预测方法,建立各分区的灾变预测模型GM（1,1）,重点对石河子市和下野地未来发生干旱的年份进行了预测,得出石河子、下野地未来可能发生干旱的年份分别为2012、2010年。     

西太平洋副高强度变化与中国东部四季降水的关系

利用1960～2007年中国气象局整编全国160个气象站月平均降水资料、NCEP/NCAR（2.5°×2.5°）再分析月平均资料、国家气候中心提供的西太平洋副高强度指数资料,分析了近几十年四季西太平洋副热带高压强度与我国东部同期降水量之间的相关关系以及各季西太平洋副高强度影响同期降水的大气环流背景。结果表明,近50年副高强度显著增强,尤其在春、秋、冬三季;四季副高强度变化均与我国东部同期降水变化关系密切,是影响东部同期降水的重要因子之一,其中冬季副高强度指数与降水关系相关性最高。     

沈阳东陵区降水变化特征对农业的影响

[目的]研究1951～2008年沈阳东陵区降水趋势变化,为地方农业结构调整提供依据。[方法]在Excel程序支持下,应用降水变率、线性回归和标准偏差系数等方法分析降水趋势变化。[结果]58年年降水量减少155mm;作物生长季降水量减少160mm;夏季、秋季分别减少95、50mm;1980年之后降水量偏少概率增大。降水日趋势变化与降水量具有一致性,降水日数减少15d,有效降水日数减少5d。[结论]降水量、降水日数趋势减少增加了干旱的概率,给现有农作物结构提出了新的课题,适应气候变化调整农业布局势在必行。