气象干旱变化特征及其对粮食产量的影响 ——以甘肃武威市为例

干旱是甘肃武威市致灾最严重灾害天气.利用甘肃武威市1960—2019年降水资料和1970—2019年粮食产量资料,运用统计学方法分析了武威市气象干旱和粮食产量的变化特征以及干旱与粮食产量的关系.结果表明:(1)春旱、春末夏初旱、伏旱频数的空间变化比较一致,均为北部荒漠区多于绿洲平原区,绿洲平原区多于南部山区.(2)春旱...     

陇南山区春末夏初旱涝指数的确定与预测研究

春末夏初正值陇南山区玉米播种、出苗关键期,该时段旱涝直接影响着玉米产量的高低。通过分析1963~2003年气象及玉米产量资料,制定衡量陇南春末夏初旱涝特征的旱涝指数;用EOF方法分析陇南春末夏初旱涝状况,时空分布特征和对农业生产的影响规律,分片建立春末夏初旱涝均生函数预测模型。由于该旱涝指数考虑到前期旱段、降水量和同期降水量、蒸发量等因子,与玉米产量相关密切。对春末夏初旱涝指数的分析和预报,也就是对玉米产量的分析和预报,它较传统统计方法更全面,更客观。通过2004年业务应用,预报准确率及服务效益有较大提高。     

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)。     

甘肃河西走廊春末夏初降水高空环流特征

对河西走廊1961-2002年19个气象站的春末初夏降水,采用EOF,REOF分析了其空间分布及其多雨与少雨年的500 hPa高度场700 hPa流场的特征.结果表明:多雨年中纬度500 hPa高度距平场东正西负, 东亚大槽弱,欧洲低槽强.700 hPa流场非洲至欧洲、西伯利亚海和菲律滨海盆为辐散区,印度和中国河西走廊为辐合区;少雨年500 hPa高度距平场西正东负,中亚到新疆的高压脊强,东亚槽偏强.700 hPa河西走廊春末夏初矢量风距平场,欧洲、西西伯利亚、泰国为辐合区,中国河西走廊为辐散区.     

近51年新疆S干旱指数变化特征分析

利用新疆地区52个气象站1960-2010年月降水量和无雨日数资料,定义了S干旱指数,采用EOF、REOF、Morlet小波分析、Mann-Kendall分析、分布函数等方法,分析了近51年来新疆干旱指数的时空分布特征。结果表明:EOF分解得出,新疆干旱指数存在三种主要的空间分布,即全区一致变化型、南北反向变化型和东西反向变化型;根据REOF前四个旋转荷载向量场高载荷区分布,将新疆干旱指数分成四个区,即新疆北部地区、新疆南部地区、天山中西部地区和天山东部地区;新疆北部地区、天山中西部地区和天山东部地区干旱指数有增大的总趋势,新疆南部地区干旱指数有减小的总趋势。     

基于ORYZA2000模型的华北地区旱稻干旱风险评估

针对华北地区旱稻产量年际不稳定的问题,利用作物生长模拟技术与数理统计相结合的方法,对华北地区气候背景下旱稻生长季内干旱风险进行了定量评估。以模型模拟的雨养条件下实际蒸散量相对于潜在条件下的蒸散量(即需水量)的亏缺率(即水分亏缺指数),以雨养条件下产量相对于潜在产量的损失率(即灾损指数)作为产量灾损强度评价指标,从受旱程度以及产量损失两个角度构建干旱风险评估模型,进行干旱风险评估。结果表明,华北地区旱稻全生育期水分亏缺指数在0.35~0.45之间,其中出苗~穗分化阶段指数值在各生育阶段中最高。干旱灾损指数变化在0.24~0.50之间,其中河北的西北部、山东北部及河南的南部较高。就干旱强度风险及灾损风险而言,空间分布趋势基本一致,风险指数低的地区主要分布在河北北部、山东南部等地区,河北中南部、河南大部等地风险指数较高;就综合风险指数而言,高值区主要分布在河南的西部和南部、山东北部以及河北中部的部分地区,低值区主要分布在北京、天津、河北北部、山东大部以及河南北部的大部分地区。总体上看,华北大部地区旱稻干旱综合风险较低,但在农业生产实际中仍不能忽视高风险区的干旱应对及防御。     

试论旱区的干旱及其防御

本文阐述了旱区所处的地位及干旱对农业的影响;讨论了干旱的形成;分析了我国北方干旱发生的规律;进行了北方旱区湿润状况分类及评价,分别对西北干旱牧区和绿州农业区、东北西部风沙半干旱区、内蒙古中南部、黄土高原北部半干旱地区、华北平原中北部半湿润易旱区的干旱气候特征及干旱的时空分布规律进行了分析。最后从防御干旱的战略对策提出了几点意见。     

民勤绿洲灌区表层土壤盐分空间变异性研究

土壤盐渍化是干旱半干旱区土地退化的主要原因之一,揭示土壤盐渍化程度与空间分布特征是区域盐渍化防治与治理的重要依据。文中以民勤灌区表层土壤盐分数据为基础,结合经典统计学与地统计学方法,研究该区土壤全盐及盐基离子的空间变异特征和分布规律。结果表明:该区表层土壤总体上偏碱性,阳离子以Na~+为主,阴离子以SO_4~(2-)为主,Cl~-和HCO_3~-离子呈中等变异性,而全盐和K~+、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)离子则呈强变异性。全盐和各盐分离子均表现出强烈的空间相关性,空间自相关距离为4.62-11.13km,表明全盐及各离子在空间自相关范围内具有很大的相似性。Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)和Cl~-离子与全盐的空间分布具有较高的一致性,低值区集中在灌区西南部和北部中心地区,高值区主要分布于灌区中部、北部偏东和偏西的一些区域。     

基于TVDI的攀西地区干旱时空变化特征研究

利用MODIS地表温度数据（LST）和归一化植被指数（NDVI）构建Ts-NDVI特征空间，通过计算温度植被干旱指数（TVDI）详细分析了攀西地区2001—2020年干旱时空变化规律。结果表明：（1）从时间角度来看，20年间攀西地区TVDI年均值介于0.5481~0.5820，以-0.0001·a^-1速率缓慢减小，且在2001年和2009年出现大范围中旱。季节性干旱特点表现为冬干春旱，各季TVDI均值分别为冬季0.5618、春季0.6058、夏季0.5590、秋季0.5365，表明冬、春两季较夏、秋两季更容易形成干旱。TVDI月均最大值出现在5月份，为0.6089；最小值出现在9月份，为0.5204；每年2—6月以中旱为主；7月起旱情减轻，转为轻旱；10月起旱情逐渐加重。（2）从空间角度来看，攀西地区旱情变化趋势南北差异明显，南部干旱发生的频率和范围大于北部地区，呈现出中部、南部及西南部高，北部、西北部及东北部低的空间分布特征。（3）从典型干旱年份来看，攀西地区2001年、2006年和2011年春旱耕地在空间分布上具有一定的相似性。其中，受中旱的耕地主要分布在攀西北部和中部；而受重旱的耕地主要集中分布在攀西西南部。研究结果表明，2001—2020年攀西地区旱情稍有缓解，不同季节间干旱差异性较大，干旱范围以攀西中部和南部为主。     

西北地区秋季干旱指数的变化特征

利用甘肃、宁夏、青海、新疆4省(区)的137个气象站30年的降水、蒸发资料,确定适合西北地区的干旱指数计算方法,分析中国西北地区秋季降水、蒸发、干旱指数的空间分布、时间演变等特征.结果表明:西北地区秋季平均自然降水从东南到西北依次减少,在甘肃西部、青海西北部、新疆南部有一条东西向的少雨带,是干旱最严重的地方.新疆南部、甘肃西部、青海西部重旱频率最高,平均2年一遇;新疆北部、甘肃南部、青海南部、中旱频率为30%左右,平均3年一遇,轻旱频率30%左右,平均3年一遇.表明西北地区的干旱有明显的地域特征,即新疆中南部、甘肃西部、青海西部为干旱区,新疆北部、甘肃中东部、青海东部和南部为半干旱区.     

甘肃省河东地区春玉米干旱演变特征及灾损风险区划

甘肃河东地区为全省春玉米主要种植区,同时也是易发生干旱的地区,基于FAO推荐的Penman-Montith模型以及其提供的作物系数计算了甘肃省河东地区春玉米作物水分亏缺距平指数(CWDI_a),采用甘肃省河东地区54个气象站1961—2017年逐日气象数据以及河东各县(区)春玉米多年产量资料,从干旱的年际变化趋势、干旱空间分布特征以及春玉米干旱灾损风险区划三方面对近57年来河东地区春玉米各生育期干旱演变特征及其灾损风险区划进行了分析。结果表明:受降水的影响,河东地区春玉米生长期各旬需水量、CWDI_a值均呈先增大后减少的趋势,全区CWDI_a值15,表明该区虽为雨养农业区但仍需通过灌溉补给保证作物生长期所需水分。生长季内春玉米水分亏缺的变化幅度:抽雄～开花期拔节期乳熟～成熟期出苗～七叶期。出苗～七叶期水分亏缺程度由南向北呈递减趋势,其他三期水分亏缺程度由南向北呈递增趋势。河东地区春玉米干旱风险具有明显的区域性和差异性,低风险区主要在陇东南部地区,陇南中部、北部、南部地区,甘南高原东北部地区;中风险区主要在陇东中部地区,陇南东南部地区,陇西黄土高原中部地区;较高风险区主要在环县,渭北地区;高风险区主要在黄河以南地区至靖远-榆中区。总体来看,河东春玉米干旱灾损风险区由南向北呈纬向分布,且受积温影响,海拔高于2 500 m的高山区不适于种植春玉米。     

甘肃黄土高原地区春旱指标研究

利用甘肃省甘肃黄土高原地区12个代表站1958~2003年春季3~5月逐候降水、蒸发资料,建立了该地区早春旱和晚春旱指数序列,确定了春旱等级标准,进一步分析了春旱的时空分布特征及其年际(年代际)变化规律。结果表明:(1)干旱指数能够连续动态地监测干旱过程,因而具有较好的代表性;(2)甘肃黄土高原地区早春旱和晚春旱北部高于南部,干旱中心在陇中;(3)重晚(早)春旱的发生频率增加(减少),站数增多(减少);(4)区域性早春旱随年代呈下降趋势,区域性晚春旱略有上升的趋势,但不明显。     

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。     

气候变暖背景下青海省春季干旱时空变化

基于1961-2018年35个气象台站观测资料,分析了青海省农牧区无雨日数、干旱次数时空演变特征,结果表明:①1961-2018年青海省春季平均气温呈升高趋势、降水呈增多趋势,无雨日数空间差异明显,其中,东部农业区、牧业区无雨日数总体无明显变化趋势。②近57 a,东部农业区轻旱、中旱、特旱发生次数均无明显趋势性变化,仅重旱略有增加,进入21世纪以来,东部农业区轻旱、重旱发生次数呈增加趋势,农业区各等级干旱次数呈南多北少的空间分布。③近57 a,青海省主要牧业区出现干旱总次数及不同等级干旱次数均呈减少趋势。其中,轻旱减少最为明显,而牧业区各等级干旱次数呈北多南少的分布。④青海省春季出现灾损的旱灾次数呈减少趋势,减少率为2.4次·(10a)^-1。其中,东部农业区出现灾损的旱灾次数最多。⑤近57 a青海省牧业区干旱发生次数在1981年前后存在明显的突变现象,而东部农业区无明显的突变现象。     

新疆北部地区春夏季干旱的区域性和持续性特征

基于1961-2007年36站的逐日降水资料,分析新疆北部地区春、夏季干旱的区域性和持续性特征。结果表明：新疆北部春、夏季干旱发生较为频繁,尤其在北疆西北部地区,春旱平均3 a一遇,夏旱为4~5 a一遇。季节间的连旱概率较低,不足10%,主要以月际间的连旱为主,其中2个月的持续干旱次数占干旱总次数的20%左右。进一步的分析表明,春夏之交的5~6月,是2个月连续干旱发生次数相对频繁的时期,北疆西北部地区此类连续干旱事件最多。伊犁河谷、北天山地区和北疆北部春旱较夏旱频繁,春旱以北疆北部发生最多;夏旱3个区域发生频次相似,但北天山地区大旱发生频数较高。3个区域的春、夏季干旱程度均呈减弱趋势,春旱在20世纪90年代中后期、夏旱在80年代中后期处在一个较低的发生期。     

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。     

华北地区夏季旱涝的大气环流特征诊断

利用1960-2009年华北地区17个站点的月平均降水资料以及NCEP/NCAR再分析资料中的月平均位势高度场、风场等资料,研究近50 a中国华北地区夏季旱涝对应的大气环流的异常。华北地区夏季旱、涝年份对应的大气环流存在显著差异。其中,夏季华北旱年的环流特征表现为：中层乌拉尔山附近为低槽区,贝加尔湖地区则为高压脊区,朝鲜半岛附近为槽区,华北地区处于高压控制下且西太平洋副热带高压偏南;低层蒙古反气旋很强,中国东部地区出现了明显的偏北风距平,阻挡了南方暖湿水汽向华北的输送。在涝年,中层乌拉尔山附近以及朝鲜半岛附近为高压脊,贝加尔湖地区则为很深的槽区,华北地区位于贝加尔湖至蒙古的低压槽前,西太平洋副高偏北;低层蒙古附近多低压槽活动,在我国东部地区出现了南风距平,有利于南方暖湿水汽向华北输送。华北旱、涝年前期春季的大气环流形势与同期夏季很相似。      

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...