基于SPEI的新疆干旱变化特征分析

以新疆55个国家气象站1961—2015年逐日气温和降水数据,采用季尺度下的标准化降水蒸散指数(SPEI),以国家划分的气象干旱等级为判别标准,分析新疆干旱过程。结果表明,近55年新疆轻旱次数呈西北多东南少的趋势分布;中旱次数呈西北和东北多、南部偏少的趋势;重旱次数呈准噶尔盆地、吐鲁番盆地和塔里木盆地东部干旱次数偏高,其余地区较低的分布趋势;特旱次数呈南多北少的分布趋势。近55年新疆干旱影响范围及干旱强度极差较大,且两者呈正相关。农作物平均受灾率与影响范围年际变化具有较高的一致性。通过REOF时空分布将新疆分成3个模态：第一模态呈北疆与南疆相反格局的特征;第二模态高值区位于北疆北部,负值区位于新疆西南部;第三模态表现为新疆东西部呈相反格局的状态。各模态干旱强度随时间变化趋势也不同。     

基于SPEI的河北省南部棉花生长季干旱特征分析

旨在为棉花干旱灾害的监测、预报预警及防御提供理论依据。利用河北省南部8个气象站点1962—2020年的逐月气温、降水量数据，采用标准化降水蒸散指数(SPEI)，通过回归分析、Mann-Kendall检验等方法，分析了河北省南部棉花生长季（4—10月）干旱变化特征。结果表明，河北南部棉花全生育期的干旱频率为25%，其中重旱以上发生频率为6.8%;播种期、苗期、蕾期、花铃期和吐絮期干旱频率分别为35.6%、30.5%、32.2%、30.5%和32.2%;苗期气候在1976年发生干湿变化突变，1976年后呈显著湿润化趋势;蕾期气候在1968年发生干湿突变，1968年后呈显著湿润化趋势;棉花花铃期气候1982年后呈干旱化趋势，变化趋势越来越显著;棉花吐絮期气候1989年后呈干旱化趋势;棉花全生育期气候1982年后呈现持续干旱化趋势。20世纪90年代以来，棉花苗期、蕾期气候呈湿润化趋势，花铃期呈干旱化趋势，作物品种培育和栽培技术措施改进应重视这种变化趋势。     

基于SPEI的东北地区农作物生长季干旱特征分析

利用1968—2017年东北地区89个站点的月值数据,采用Penman-Monteith模型计算了潜在蒸散,进而计算出标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI).分析多尺度SPEI与作物因旱受灾面积的相关关系,结果表明,8月份的4个月尺度SPEI与受旱面积的关系最为密切,故以此代表东北地区农作物生长季干旱.对东北地区生长季SPEI进行突变和趋势分析,发现以1983年为突变点由干转湿,且总体上呈现出湿润化的趋势.月时间尺度的SPEI表明,除9月份出现干旱化趋势且不显著外,其他月份均呈现变湿趋势,其中4和10月份湿润化显著.空间上,大部分区域表现为SPEI增加的趋势,其中SPEI显著增加区域主要分布在东北中西部地区,SPEI减小的站点主要分布在南部区域,但均未通过0.05的显著性检验.生长季不同月份干旱的高发区各不相同.     

常用气象干旱指数SPEI和SPI在陕北地区的适用性研究

基于1981—2012年陕北地区10个站点的气象数据,利用标准化降水蒸腾指数(SPEI)和标准化降水指数(SPI)2个常用的气象干旱指数开展干旱时空分布及典型干旱事件识别研究,并利用旱灾历史记录进行验证,评价2种干旱指数在陕北地区的适应性。结果表明,在年尺度上,SPEI较SPI更能准确地描述陕北地区干旱的年际变化,其发现陕北地区近32年来干旱呈加剧态势;在季节尺度上,2种干旱指数的表述基本一致,均发现陕北地区以春旱为主;从空间分布上看,二者均发现陕北东南部是特旱高发区;在28次典型干旱事件的识别中,SPEI识别出19次,SPI识别出6次,SPEI较SPI更为准确。综合来看,SPEI更适用于陕北地区的干旱监测。     

兴安盟干旱特征分析

采用庞万才同志多年研究的干旱指数计算公式,确定春旱、夏旱、秋旱以厦季节连旱的指标和发生规律。结果表明,兴安盟地区无论是春旱、夏旱、秋旱,还是季节连旱,干旱发生频次都是东南部多于西北部。且发生季节连旱频率少于单季干旱频率。进入20世纪90年代以来,干旱发生频率有增加的趋势,干旱程度有加重的趋势。     

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。     

渭河流域气象干旱向农业干旱的传播研究

为探究渭河流域不同子流域和土地利用类型的气象、农业干旱传播规律,基于研究区1980—2014年的气象数据,使用标准化降水指数和标准化土壤湿度指数分别表征气象干旱和农业干旱,采用皮尔逊相关系数和de Martonne干燥度指数,评估气象和农业干旱的传播时间和响应关系,并通过游程理论提取气象干旱与农业干旱历时、烈度,同时利用 Copula 函数度量气象干旱到农业干旱的传播阈值和农业干旱风险特征。结果表明:1)渭河干流和泾河流域气象干旱向农业干旱的传播时间为3个月,北洛河流域的干旱传播时间为2个月;2)水热条件变化对干旱传播有一定影响,这种影响沿干燥度梯度呈分段变化;3)不同子流域和土地利用类型的抗旱性不同,其中各子流域的草地及泾河、北洛河流域的林地干旱传播阈值较小,易发农业干旱;4)各分区气象干旱传播到农业干旱后历时延长、烈度增大,泾河、北洛河流域耕地的扩大作用最强。本研究可为评估不同干旱类型之间的响应关系,构建流域干旱预警系统提供新思路。     

1965—2015年海河流域干旱时空变化特征分析

基于海河流域1965—2015年月降水和气温数据,利用标准化降水蒸发指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI）、Mann-Kendall检验和经验正交函数(Empirical Orthogonal Function, EOF)分析等方法,分析海河流域干旱时空特征。结果表明：1）就时间变化来看,年、春、夏季SPEI序列呈干旱化趋势,秋季呈湿润化趋势,仅夏季干旱变化通过了0.05显著性检验。年、季干旱发生频率表明春旱显著,各年代干旱站次比表明近51年来干旱范围有所增加。2）就空间变化来看,中等干旱在年、夏季集中于永定河系的东部、大清河系及北三河系,春、秋季集中于滦河河系、大清河系及漳卫河系的西部;轻度干旱在年、春、夏季集中于滦河河系、北三河系、大清河系,秋季集中于永定河系、子牙河系及漳卫河系。年、春、夏季在流域范围内呈干旱化趋势,秋季在永定河系、大清河系、北三河系及滦河河系呈湿润化趋势。3）就空间模态来看,近51年来海河流域第一模态的年、季主要时空分布型为全流域一致型,第二模态的年、夏、秋季主要时空分布型为南部—北部反向分布型,春季呈西北部—东南部反向分布型。     

基于SPEI的中亚地区1901—2015年干旱时空趋势分析

目的中亚地区是位于欧亚大陆中心、远离海洋的内陆旱地，其旱地生态系统支持很大比例的人口和经济，评估干旱对该区域可持续性发展有重要意义。方法本研究基于1901—2015年空间分辨率0.5° × 0.5°的标准化降水蒸散指数（SPEI）月数据，应用关联Mann-Kendall检验和Theil-Sen（TS）slope分析了1901—2015年中亚地区1、3、6和12个月的SPEI（SPEI01、SPEI03、SPEI06、SPEI12）的趋势空间分布情况，以评估不同时间尺度的干旱变化。结果研究显示（1）SPEI01在39.24%的研究区面积上呈显著下降趋势（P < 0.05），且我国新疆天山山脉以南地区下降幅度最大，为? 5×10? 4 a? 1；在45.73%的研究区面积上呈显著上升趋势，其中塔吉克斯坦的上升幅度最大，为3×10? 4 a? 1。（2）SPEI03在76.32%的研究区面积上呈显著下降趋势（P < 0.05），其中吉尔吉斯斯坦下降幅度最大，为? 4×10? 4 a? 1；在15.39%的研究区面积上呈显著上升趋势（P < 0.05），其中塔吉克斯坦上升幅度最大，为3×10? 4 a? 1。（3）SPEI06和SPEI12的趋势空间分布基本相同，且哈萨克斯坦的下降幅度最大，分别为? 3×10? 4和? 5×10? 4 a? 1，塔吉克斯坦的上升幅度最大，分别为5×10? 4和6×10? 4 a? 1。结论中亚地区年和季节降水的时空变化影响水资源的时空分布，造成不同区域不同时间尺度的湿润化和干旱化趋势。对于哈萨克斯坦中部、土库曼斯坦西南部和我国新疆天山以南地区出现的短期和中长期干旱化趋势以及中亚大面积区域出现的季节性干旱化趋势，当地政府有必要采取相应措施应对干旱，以防治植被退化和荒漠化，保证粮食生产及其人口福祉和安全。对于其他区域出现的湿润化趋势，特别是极端降水事件增多，当地政府需进一步完善防洪和水利灌溉设施，以防止洪旱灾害扩大和实现水资源的有效利用。      

基于SPEI和RDI的曲靖大型灌区干旱趋势研究

干旱演变趋势对灌区水资源开发利用及防灾、减灾具有重要意义。以曲靖大型灌区为研究对象,收集灌区内沾益、陆良、曲靖3个气象站近40年月平均降水、月平均温度数据,计算得到12个月尺度的标准化降水蒸发指数(SPEI)和干旱侦测指数(RDI)的干旱指数,以Man-Kendall等趋势检测方法分析曲靖灌区干旱趋势,同时借助于Hurst指数,分析趋势的持续性。研究表明,采用考虑温度影响的SPEI与RDI计算3个站点的干旱指数是较为合理;3站发生的干旱次数大致相同,且灌区总体趋于干旱化,同时,干旱化趋势具有持续性。     

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。     

基于GIS的广东干旱逐日动态模拟与评估

参考帕默尔（Pahner）旱度模式中土壤水分平衡概念，提出以逐日气温和降水资料，逐日滚动模拟土壤有效水分，并以下层土壤有效含水量构建干旱强度动态指数（DDI）．借助GIS技术和包括经度、纬度、海拔、坡度、坡向5个环境因子的地理订正模型，对离散DDI资料进行1km空间分辨率的精细化反演，能够清晰刻画地形、地貌对干旱程度空间分布的影响．结合土地利用信息，开发业务系统，实现对广东干旱发生、发展及其强度、范围的实时动态监测和评估，为选择合适的时机和地点开展人工增雨作业提供指挥决策依据，并对作业效果进行定量评估．     

基于SPI和SPEI内江气象干旱变化特征的研究

基于内江1970—2022年逐日降水、气温资料,采用SPI和SPEI两种干旱指数和线性趋势法、小波分析等数学统计方法对内江年和四季气象干旱趋势性、干旱频率及周期性特征进行研究。研究表明:1)近53a,内江年、夏季、冬季干旱趋势性增强;春季、秋季干旱趋势性减弱。2)两种指数统计分析知,年尺度下干旱发生总频率一致;夏季两种指数干旱发生总频率一致,秋季两种指数干旱发生总频率一致且各干旱等级频率也一致,春季SPI指数统计的干旱总频率大于SPEI统计的;冬季SPEI统计的干旱总频率大于SPI统计的。3)研究相同时间尺度下,两种指数反映的干湿变化基本一致。研究结果为内江市农业生产和抗旱减灾工作提供理论依据。     

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。     

陇东地区秋季干旱的环流特征分析

一、秋旱的环流背景 1.500hpa旱年平均环流场特征.为了罗清楚地认识秋旱形成的原因,进一上掌握其特征,从长波槽脊形势演变来分析秋旱,从典型旱年(9～10月)平均高度场可看出.35°N以北地区欧亚环流特点是:两槽一脊型相当明显.     

基于作物水分亏缺指数的河南省冬小麦干旱时空特征分析

以河南省1961—2014年14个站点的逐日气象数据以及冬小麦生育期数据为基础资料,以作物水分亏缺指数(CWDI)作为干旱指标,利用多种数理统计方法分析河南省冬小麦干旱时空分布特征。结果表明:河南省冬小麦干旱覆盖范围广,其CWDI指数存在准2～4年及准2～6年的周期变化;各干旱等级中,轻旱无突变发生,而中旱与重旱及以上分别在1973年和1965年发生了突变;轻旱的覆盖范围以3.25/10年的速率下降,中旱、重旱、特旱的覆盖范围则分别以2.52/10年、0.68/10年、0.47/10年的速率上升,以轻、中旱为主,重旱次之,特旱最少,其中,轻旱频率高发区集中在豫南及豫西南,中旱频率高值区以许昌、商丘、宝丰、卢氏等地为主,重、特旱主要发生在豫北一带;极重风险区分布为拔节-抽穗期全生育期乳熟-成熟期,重度风险区分布为全生育期拔节期-抽穗期乳熟-成熟期,中度风险区分布为乳熟-成熟期拔节-抽穗期全生育期。     

基于CI指数的陕西干旱时空变化特征分析

利用1961—2010年陕西省72个气象站逐日气温和降水资料,采用综合气象干旱指数法,统计分析了近50年陕西省气象干旱发生的时空分布特征。结果表明：陕西省年及四季干旱发生频次和干旱日数总体上呈北高（多）南低（ 少）分布特征。四季中夏旱频率最高,强度最强,春季其次。各等级干旱日数中轻旱日数最多,中、重和特旱日数依次减少。陕北北部长城沿线及关中中东部既是干旱高发区,也是干旱重发区;近50年陕西区域干旱强度和干旱日数均存在较明显的增加趋势,主要表现为春秋两个季节的变化,而夏季和冬季的变化趋势不明显;近50年陕西共发生32起持续性干旱事件,以春夏连旱为主;20世纪90年代中后期至2002年持续性干旱事件发生的频率高,强度强, 反映出陕西区域极端干旱事件对全球气候变化有明显的响应。     

基于TVDI的内蒙古草地干旱变化特征分析

【目的】研究内蒙古草地2000—2017年温度植被干旱指数(TVDI)的时空演变特征,并探讨其与气象因子的关系,以期为研究区的生态预警和生态修复提供理论参考。【方法】基于MODIS增强型植被指数(EVI)和陆地表面温度(LST)产品构建Ts-EVI特征空间,根据该特征空间计算TVDI,对多年TVDI均值采用Theil-Sen Median趋势分析、Mann-Kendall检验等方法来研究干旱的空间分布特征、时间变化特征及时空演变趋势。【结果】从整体上看,内蒙古草地多年平均干旱程度西南高东北低,各草地类型年均TVDI大小依次为温性荒漠类>温性草原化荒漠类>温性荒漠草原类>沼泽>温性草原类>温性草甸草原类>低地草甸>山地草甸。其中荒漠型草地(温性荒漠类、温性草原化荒漠类和温性荒漠草原类)主要为重度和轻度干旱状态,非荒漠型草地(温性草原类、温性草甸草原类、低地草甸类、山地草甸类和沼泽类)主要为轻度干旱、正常和轻度湿润状态。18年来荒漠型草地整体在缓慢变干;而非荒漠型草地除温性草原类外基本在缓慢变湿。从空间分布上,三类荒漠型草地干旱程度保持稳定以及具有...     

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。