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.     

基于综合气象干旱指数的石羊河流域近50年气象干旱特征分析

借助数理统计理论和GIS空间分析技术,利用综合气象干旱指数(composite index,CI),根据石羊河流域5个气象站1961-2010年实测气象资料,对石羊河流域近50a的干旱在时空上的变化特征进行分析.首先计算了各站历年逐日的CI指数,统计近50 a各站点出现的干旱过程、各时段的干旱事件,在此基础上分析了石羊河流域干旱发生的频率、覆盖范围和强度和不同等级干旱发生的多年平均日数.分析结果表明:(1)石羊河流域四季干旱发生频率均呈现北高南低的空间分布规律;在四季中,夏季干旱发生频率最高,冬季频率最低;极小值都在乌鞘岭,极大值略有不同:春、夏、冬季干旱发生频率极大值在民勤,秋季极大值在武威.(2)石羊河流域有大范围干旱发生的年份夏季和秋季较多分别有22 a、11a,冬季最少只有4a.(3)石羊河流域不同等级干旱日数总体上呈现夏季多冬季少、北部多南部少的规律,和降水量的空间分布有较好的负相关性.(4)干旱发生成因除了主要受东亚季风和西南季风的影响外,还应考虑到径流的影响.研究结果与实际情况相符,可为相关部门根据本地区干旱特征制定相应抗旱对策提供理论依据.     

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。     

重庆市干旱时空分布规律研究

以重庆市34个气象站点1961-2016年的日降水量数据为基础,参照重庆市干旱标准,研究重庆市季节性干旱的干旱频率、干旱持续天数及干旱站次比的时空分布规律.结果表明:①重庆市伏旱频率最高,其次是夏旱、春旱、秋旱和冬旱频率;②重庆市各季节性干旱持续天数高值区多集中于渝西部及渝东北地区,春旱及冬旱持续天数总体呈下降趋势,秋旱持续天数总体呈上升趋势;③重庆市各季节性干旱站次比长期来看无明显的增加或减少变化趋势,但阶段性及周期性变化显著.     

云南省干旱灾害时空变化特征

利用云南省1956-2010年55年实测气象资料,对云南省的气温和降水量进行了小波周期分析,再计算16个代表站点历年逐日的综合气象干旱指数(Ci),统计近60年各站点出现的干旱过程,分析云南省各地区干旱发生的频率、不同等级干旱发生的多年平均天数,揭示云南省干旱发生的时空分布特征。结果表明:(1)云南省气温呈现冷暖年交替变化规律,存在明显的4年左右变化主周期,在1980年之后气温呈逐步上升的趋势;降水量变化呈现波动状态,相对稳定,存在2年左右的变化主周期。(2)空间变化上,全省大范围地区都有干旱发生,干旱分布整体呈现由西北向东南逐渐增强的特点;干旱天数最多区域出现在东南部地区,而西南地区干旱天数较少。(3)季节变化上,春旱较易发生,干旱频率的多年平均值达到60%以上,夏季和秋季干旱频率相对小些,而冬旱发生的频率最高,但对人类的影响较小。     

吉尔吉斯斯坦气象干旱时空特征分析

吉尔吉斯斯坦共和国地处中亚东北部,天山山脉西麓,与新疆阿克苏地区接壤,研究其气象干旱时空特征对于了解中亚气象与环境变化,应对新疆气象与环境将出现的演变都具有一定的意义。基于英国East Anglia大学Climatic Research Unit(CRU)提供的1971-2000年的数据资料,并结合来自世界气象组织(WMO)的9个吉尔吉斯斯坦气象站点国际交换数据,利用PDSI干旱指数的空间分布和年际间变化特点,分析了吉尔吉斯斯坦共和国近30a的气象干旱时空特征。结果表明:吉尔吉斯斯坦在空间上除东北角呈湿润等级,西北角呈干旱等级外,大部分区域处于干湿正常等级;全国四季干湿适当,大部分区域处于干湿正常等级;而在时间上吉尔吉斯斯坦西北部逐渐湿润化,而东南部逐渐干旱化,区域特征明显。     

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。     

基于SPI的1961～2016年陕西省干旱特征分析

根据1961²016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。     

基于SDI的石羊河流域中游水文干旱特征研究

本文利用石羊河流域中游3条河流的3个水文代表站1961—2017年逐月实测的流量数据,采用标准化流量指数、游程理论来获得干旱事件的特征指标,研究了石羊河流域水文干旱历时、烈度、强度及水文干旱时序和频率演变特征。结果表明:近57年石羊河流域干旱历时、干旱烈度和干旱强度的变化不是很一致,石羊河流域中游干旱历时20世纪70年代最长,20世纪60年代最短;干旱烈度和强度都是20世纪90年代最强,最弱出现在20世纪80年代;从干旱时序分析,石羊河流域中游年SDI变化总体上表现为在波动中呈增加趋势,但增加幅度很小;从干旱频率分析,石羊河流域中游水文干旱发生的概率很高,年水文干旱发生的频率高于四季水文干旱发生的频率,四季水文干旱发生频率最高的是夏季。     

1980—2015年安徽省降水和干旱的时空变化特征

基于地面气象观测的逐日降水数据,采用降水距平百分率的干旱划分等级,分析了1980—2015年安徽省降水量和气象干旱发生频率、强度的时空变化特征,结果表明:安徽省降水的年际动态和空间差异均较大,秋季降水的变异系数最大,沿淮地区是降水变异系数最大的地区,降水的年际变异随着年代际的增长而增加;在研究时段内安徽省降水呈下降趋势,但趋势不显著,江淮中部降水量下降最多;安徽省气象干旱发生的频率和强度均是秋冬季高于春夏季,秋季和冬季的平均干旱频率分别达到0.36和0.31,春、夏季分别为0.26和0.25,而干旱强度在秋季和冬季分别达到了0.90和0.75;全省平均干旱频率和干旱强度均是在1980—1989年最低,1990—1999年是干旱频率和强度最大的10年;36年平均干旱频率和干旱强度均是从南至北逐渐增大,淮北地区是干旱频率最高的区域,而干旱强度在沿淮区域最大.该研究结果可为安徽省内不同区域的水资源利用策略制定、种植结构的优化与种植模式的调整等提供理论依据.     

辽宁省玉米干旱的时空分布特征分析

辽宁省是东北重要的粮食主产地,干旱是造成该地区玉米产量不稳定的主要气象灾害。利用辽宁省45个气象站点1961-2015年的逐日气象观测数据和玉米发育期观测资料,计算作物水分亏缺指数(crop water deficit index, CWDI),根据玉米干旱等级标准计算各个生育期干旱的站次比、干旱频率,进而分析辽宁省玉米干旱的时空分布规律和玉米不同生育期干旱的分布情况。结果表明:经检验,CWDI能够较准确地反映辽宁省玉米的干旱情况,在辽宁省的适用性较好。辽宁省各生育期各等级干旱发生频率大致表现为径向分布,呈现出西部最高、中部次之、东部最低的空间分布规律。对于玉米各个生育期而言,发生干旱的频率随着玉米的生长体现为生育前期最高,生育中期次之,生育后期最低。辽宁地区45个站点的干旱站次比差异显著,在玉米生育期的各个阶段站次比处于波动变化的状态,没有明显的线性变化趋势。播种～出苗阶段是玉米干旱的易发时期,各个等级干旱站次比较其他阶段高,整体年际波动较小。轻度干旱和中度干旱是玉米整个生育期干旱情况的主要体现,本世纪以来,各生育期各等级玉米的干旱范围均有扩大趋势。     

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浙江省茶叶气象干旱特征分析

【目的】研究浙江省茶叶气象干旱的演变规律,为茶叶安全生产优化布局提供科学依据。【方法】利用浙江省68个地面气象观测站50 a (1971—2020年)的逐日气温、降水量、日照时数等数据,基于相对湿润指数、正交经验函数和小波分析法等分析浙江省茶叶气象干旱的时空分布规律。【结果】浙江省茶叶生产夏季干旱的强度和发生频率高于秋季,且均呈现西高东低的分布,中西部尤其金衢盆地的干旱强度和频率为全省最强,浙北地区次之,沿海地区最小。茶叶夏季干旱站次比呈逐年下降的趋势,秋季则呈现先升后降的趋势,2000年以后夏秋两季出现极端大范围茶叶气象干旱的年份增多。茶叶夏季和秋季干旱强度的正交经验函数第一模态表现为全省变化一致性,第二模态中沿海局部地区和内陆呈反相位变化,夏秋两季干旱强度的主模态时间序列分别存在2～6、2～4、6～10 a的振荡周期。【结论】浙江省在夏季和秋季出现茶叶气象干旱的频率在下降,但出现极端干旱的概率在增加,应重点加强茶叶主产区干旱监测预警能力建设,提升防旱抗旱能力。图8表1参26     

基于作物水分亏缺指数的江苏省冬小麦生长季干旱时空特征

近年来,江苏地区季节性干旱频发,很大程度上制约了冬小麦产量的增长。研究作物生长季干旱发生的时空规律,对于采取有效防灾减灾措施具有重要意义。基于江苏省1981—2010年14个气象站点的逐日气象资料、冬小麦生育期及产量资料,利用作物水分亏缺指数(CWDI),分析近30年江苏省冬小麦生长季干旱的时空变化规律。结果表明,CWDI值在冬小麦各生育期均表现为江苏北部高于南部,2个地区的CWDI多年均值在年代间变化趋势大体一致,20世纪90年代是剧烈波动期。从各等级干旱发生站次数的年代变化来看,30年里冬小麦拔节至抽穗期的干旱发生站次数为持续增加趋势,其他3个生育阶段呈现先增后减的单峰变化,峰值均出现在20世纪90年代,说明30年里旱情总体在加重,最严重的时期是20世纪90年代,21世纪初有所缓和。干旱发生概率的空间分布规律基本一致,总体为由苏南向苏北逐渐增大。在冬小麦各生育阶段,苏北的赣榆区、徐州市、宿迁市是干旱频率的高值区,干旱频率随着干旱等级的升高而降低。江苏省冬小麦生长中后期干旱灾害发生的可能性较大,徐州市更是干旱灾害的高发区,须加强对干旱灾害的预警和预防。     

GIS技术在农业气候资源分析中的应用

本文利用GIS技术对泰安市气候资源即日照时数、年平均气温、≥0℃积温、≥10℃积温、温度年较差、年降水量和春、夏、秋、冬四季降水量等气象资料进行了分析研究,得到了气候资源分布图,直观的体现了泰安气候资源的空间分布特征:泰安气温总体分布南部高于北部,西部高于东部,山区气温偏低。降水总体呈从西向东递增趋势,四季降水极不均匀,主要降水集中在夏季。年日照时数总体分布北高南低。     

基于Z指数的寿阳县干旱气候特征分析

利用寿阳县1961—2018年逐月降水资料,采用降水Z指数作为气象干旱等级指标,分析该地区的干旱变化特征。结果表明：近58年来,寿阳县年气候呈干旱化趋势,出现干旱16年,发生频率为27.6％,1997－2010年期间干旱发生频率最高,干旱程度最为严重;季节干旱中,春季有湿润化趋势可能,夏、秋、冬季呈不明显干旱化趋势;四季干旱发生频率,春季32.8％、夏季27.6％、秋季37.9％、冬季31.0％。春季干旱主要发生在1971－1982年期间,夏季干旱在1965－1974年、1980－1986年、1997－2001年期间旱情最严重,秋季干旱在1994－2010年和冬季干旱在1981－2002年为多发阶段。季节干旱,除冬季外,其它三季干旱都对当地农作物正常生长带来极为不利的影响。     

册亨县60年干旱变化规律分析

干旱一直是影响工农业生产、人类生存以及日常生活和环境建设保护的主要气象自然灾害,一年四季都有发生,利用统计分析的方法对册亨县60年(1956-2015年)的干旱灾害出现规律进行分析,结果发现:年年都有干旱灾害,而且秋季干旱出现频率最高,春季干旱出现频率次之,夏季干旱出现频率最低,而且都是轻旱;在跨季度干旱中,秋冬春多季连续干旱出现频率最高,冬春连续干旱出现频率次之,没有跨春夏季的连续干旱。     

基于SPI的安徽省1961—2019年干旱演变特征分析

为分析标准化降水指数（SPI）在安徽省干旱监测评估中的适用性,基于SPI从干旱频率、站次比和干旱强度3个方面分析了1961—2019年该地区干旱时空演变特征。结果表明,1961—2019年安徽省各地区干旱频率总体呈南高北低分布,轻旱、中旱、重旱平均频率分别为31.7%、15.7%和6.1%;1961年以来安徽省轻旱以上平均站次比高达31.7%,有15年发生全域性干旱,1978年是干旱发生面积最广的年份,共发生18次全域性春旱、14次全域性夏旱、17次全域性秋旱和16次全域性冬旱;1961年以来安徽省干旱总体以轻旱到中旱为主,且呈微弱下降趋势,最强年份1978年为特旱级别,各季节干旱强度表现为夏旱>秋旱、春旱>冬旱,2011年的春旱、1978年的夏旱、2019年的秋旱和1968年的冬旱是1961年以来各季节性干旱最强年份。SPI可用于安徽省干旱监测评估。     

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。