基于SPI指数对天柱县近52年的旱涝特征分析

基于1961年～2012年天柱县的逐月降水资料,根据标准化降水指数SPI分析了天柱县近52年来的旱涝变化状况。研究结果表明:天柱县近52年干湿变化的主要特点从特旱到特涝再到特旱,这种极端的旱涝转换共经历了4次,基本上每年内都有不同程度的季节性干旱和湿润,年均干旱月数为3.5个月,年均湿润月数为4.0个月;干旱期主要集中在20世纪60年代前期(1961年～1963年),20世纪80年代,20世纪90年代后期(1995年～1999年)以及21世纪初,湿润期主要集中在20世纪60年代中期(1964年～1967年),20世纪70年代和20世纪90年代前期(1991年～1994年);干湿变化具有阶段性特征,20世纪60～70年代相对较为湿润,20世纪80年代全县向干旱方向发展,20世纪90年代全县持续湿润,进入到21世纪后,全县由极端湿润向极端干旱发展。政府部门根据旱涝特征,结合当地情况,因地制宜、旱涝兼治、兴修水利,以降低旱涝灾害对农业生产和人民生活带来的不利影响。     

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。     

昌吉州气象干旱特征及其对农业生产的影响分析

利用昌吉回族自治州(简称昌吉州)10个气象站1961—2020年降水量及旱灾资料,分析昌吉州降水时空变化特征,计算各气象站月、季、年降水距平百分率,按降水距平百分率干旱指标选取干旱事件,详细分析不同时间尺度气象干旱的时空分布;对历史旱灾实际情况与降水距平百分率指标结果进行实用性评价;分析农作物成灾面积的逐年变化趋势,研究气象干旱对农业生产的影响。结果表明,近60年昌吉州降水量呈增加趋势,年内分布不均衡,夏季降水量最大,冬季降水量最小;从年代上看出20世纪80年代之前降水量整体偏少且变化不稳定,20世纪80年代初开始逐年增加,且1983年发生了突变性增加,1998年增加明显,进入21世纪以来增加平缓。60年来气象干旱发生的频次有中部多于西部和东部的特点。气象干旱发生的月频次呈波动状,其中1月最多,7月次之,11月最少;气象干旱主要是秋旱,冬旱次之,主要以轻旱为主。气象干旱事件发生的年频次逐渐减少。60年来受气象干旱影响,阜康市、吉木萨尔、奇台、木垒县农作物成灾面积较大,受灾程度严重,蔡家湖、昌吉市次之,玛纳斯县、呼图壁县较小,受灾程度轻,气象干旱灾害造成的农作物成灾面积呈减少趋势。降水距平百分率评定的旱灾年与历史旱灾年吻合年数为21年,吻合率达80%。     

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。     

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SPEI指数的甘肃河东地区近56年干旱时空变化分析

干旱在中国发生较为频繁,对农业以及社会经济的发展影响较大。以甘肃省河东地区作为研究区,基于1960~2015年20个气象站点的气温与降水数据,利用标准化降水蒸散指数(SPEI),分析河东地区四季和年际的干旱时空分布变化特征,以及极端干旱和中度干旱的发生频次。结果表明,(1)随着时间尺度的不断增加,标准化降水蒸散指数的持续性在加强。(2)20世纪90年代以前,河东地区的SPEI数值处于波动状态,但总体偏向于湿润,从90年代后期,开始呈干旱化态势,虽出现干湿适中的年份,但为数不多。(3)20世纪60~80年代,春季和冬季SPEI指数波动比较频繁,变化趋势不显著。春季80年代中期至90年代初、秋季60年初代至70年代末、冬季80年代末至90年代中期是河东地区的相对湿润期,从春、夏季80年代中期,秋季70年代末期、冬季90年代末期至20世纪整体呈现干旱化特征。(4)空间年际变化南部和北部干旱趋势显著,西北部较弱;季节变化春季和夏季的干旱化趋势显著,秋季和冬季干旱趋势较弱。     

1961-2010年枣庄地区春旱时空分异特征

[目的]研究枣庄地区春旱降雨特征。[方法]基于相对湿润度指数的干旱分析方法,应用枣庄地区35°N南北2个气象站1961-2010年逐日气象资料分析枣庄地区近50a春旱气候特征。[结果]1961-2010年间枣庄地区春季相对湿润度指数平均值在-0.64~-0.59之间,呈不显著变湿趋势。枣庄地区35°N以北春旱频率高达88%,35°N以南春旱频率为76%。20世纪60、90年代及2000年代枣庄地区北部春旱比南部严重,70年代南北春旱等级分布基本接近,80年代南部地区春旱比北部严重。60、90年代春季中旱高发,70年代、2000年代轻旱高发,80年代重旱高发。[结论]枣庄地区南北部春季暴雨日数的显著差异是导致春旱频率明显差异的主要原因。春季干旱最明显的振荡周期是6a左右。     

黄河源区历史时期干湿变化特征分析

依据黄河源区9个气象站点1961—2017年降水资料,以标准化降水指数(SPI)作为干旱指标,计算多时间尺度下的SPI指数,对黄河源区历史时期的时空干湿变化特征进行分析。结果表明:21世纪初之前黄河源区干湿交替,变化幅度较大,21世纪后湿润强度有增加的趋势且在1961—2017年近57年里总体上是向涝(湿润化)的趋势发展;季尺度下黄河源区出现洪涝灾害的概率比旱灾的大,其中夏季出现中涝的概率较大,约达50%,而秋季则较容易出现轻旱和轻涝,概率均高达45%以上;黄河源区南部地区发生重旱及以上旱灾的频率较低,发生重涝及以上强度湿润化的频率较大;东北部地区较易发生重旱、中旱、轻涝、重涝;西部地区发生特旱特涝的频率相对较高。研究黄河源区历史时期干湿变化特征分析,为黄河源区防汛抗旱提供科学依据。     

基于EOF的渭河流域干旱时空分布特征研究

【目的】探究渭河流域气象干旱的时空分布特征及演变规律,为该流域社会经济的可持续发展提供支持。【方法】以渭河流域1960-2016年20个气象站逐月降水量和月平均气温数据为基础,基于标准化降水蒸散指数定量描述干旱,并运用经验函数正交分析法(EOF)对渭河流域各站点组成的历史干旱指数矩阵进行分解,分离干旱场的时空分布结构;采用具有一定物理意义的互不相关的典型分布模态代替原干旱场研究流域干旱空间分布规律,采用典型分布模态对应的时间系数研究流域干旱的时间分布规律。【结果】渭河流域气象干旱场干旱指数矩阵分解得到的前5个特征值的累积方差贡献率达到86.44%,但仅前2个特征值通过了North显著性检验,累积方差贡献率接近75%;模态一时间系数的线性趋势斜率小于0,且通过了0.01显著性水平检验;模态一时间系数于1984年、1986年、1989年发生3次突变,到1996年达到0.05显著性水平。【结论】渭河流域气象干旱场存在全流域一致型和东南-西北反位相型两种空间分布模态,两种空间分布模态对应全流域干旱少雨、湿润多雨、东南湿润西北干旱、东南干旱西北湿润4种干旱表现形式;模态一时间系数有显著减小趋势,反映流域干旱化趋势日益显著,而模态二时间系数无显著变化。     

云南省滇中地区气象干旱特征分析

[目的]分析云南省滇中地区气象干旱特征。[方法]根据滇中地区43个气象站自建站以来的降水资料,分别计算各站年时间尺度的标准化降水指数(SPI),并统计不同等级干旱出现的频次,最后利用样条曲线插值法获取滇中地区不同干旱等级出现频率的空间分布特征。[结果]滇中地区自1960年以来旱情趋势经历了以下4个阶段:20世纪70年代SPI减小趋势比较明显,干旱有加重趋势;60、80年代SPI变化波动比较大,但无明显变化趋势;20世纪80年代后期一直到2000年SPI呈明显的增加趋势,即这一时期为滇中湿期;2001～2009年滇中干旱又呈增加趋势。红河、元江、宾川、禄劝、沾益等地发生中等干旱频率较高;昆明、呈贡、曲靖、楚雄东北部、大理、漾濞东部、玉溪中部等地发生严重干旱频率较高;沾益、宾川、大姚西部、祥云、曲靖北部、安宁、昆明西北部等地发生极端干旱频率较高。[结论]该研究为该地区防旱抗旱提供理论依据。     

近56年潍坊市降水量变化特征分析

利用1961—2016年潍坊市9个县(市、区)降水量气候资源要素资料,采用线性趋势统计分析方法,对近56年潍坊市降水量变化特征进行了分析。结果表明,近56年来潍坊市降水主要集中在夏季,春季和冬季降水量占全年比重很小。降水量总体呈减少趋势,以24.05 mm/10 a的速率减少;年代际变化显著,20世纪60、70年代降水量处于偏多的阶段,80、90年代降水量明显偏少。     

基于观测资料的潍坊市雷电活动特征分析

利用1960 ～2013年潍坊市的雷暴观测数据,基于Visual FoxFPro、SAS、EXCEL等软件,对潍坊市雷暴移动路径、分布方位及时空分布特点和变化特征进行了分析.结果表明,潍坊市的雷暴路径多由西北向东南方向移动,雷暴发生主要方位是西北和西南2个方向;雷暴月际变化呈单峰型分布,7月发生雷暴的次数最多;雷暴多发生于夏季,发生在春夏之交和盛夏季节的雷暴日占全年总数94.56％,16：00～20：00为每天发生雷暴的高峰时段.     

全球气候变化下陕北黄土地貌的环境演变

[目的]研究全球气候变化下陕北黄土地貌的环境演变。[方法]选取陕北榆林区1952-2009年的年、月气温和降水量等气象资料,运用线性回归、M-K检验法对全球气候变化下陕北黄土地貌的环境演变进行研究。[结果]1952-2009年榆林区气温呈上升趋势,平均以0.287℃/10a的速度上升,1994年为气温的突变年份;降水量呈下降趋势,平均以8.262 mm/10a的速率减少,且降水量在20世纪60年代波动性很大,70、80和90年代波动较平稳,21世纪以来有明显变干趋势。陕北气候正在变暖干,极端旱涝事件尤其是干旱发生的频率越来越高,对脆弱生态环境的危害更加严重,气候的＂暖干化＂使陕北的环境条件更加恶劣,温度升高,干旱程度加重;降水量的减少使风沙活动更加剧烈,沙尘暴的频率增加,土地进一步沙化,黄土沟壑区水土流失严重,可能使陕北土地退化。[结论]该研究为该区的生态环境建设提供理论依据。     

自贡市近50年来降水变化特征分析

[目的]分析自贡市近50年来降水变化特征。[方法]利用自贡市1961～2010年3个测站逐日降水资料,运用线性趋势法、累计距平法等数理统计方法,研究了近50年来自贡市年、季、月降水总量与雨日的气候变化特征。[结果]自贡市年降水量总体呈减少趋势,其变化倾向率为-28.0 mm/10a。年雨日明显减少,且雨日的减少比降水量的减少明显得多,其变化倾向率为-5.6 d/10a,雨日的减少主要表现为小雨日数的减少。夏、秋、冬季降水量均呈负趋势,且四季的雨日都呈负趋势,其中,秋季的雨量和雨日减少最明显也最多。逐月降水量呈单峰型分布,逐月降水日数呈双峰型分布。自贡各地年内出现的各级雨日数几乎一致,且不同强度雨日随量级的增加而减少。年降水量和雨日数的同步减少是自贡市近50年来降水变化的一个明显特征。[结论]总的来说,自贡市自然降水资源正趋于减少,秋干明显。     

宁夏中南部作物生长期可利用降水变化规律及其异常特征

[目的]研究宁夏中南部作物生长期可利用降水变化规律及其异常特征。[方法]利用1961～2010年宁夏中南部9个气象站3～9月逐月降水、气温和美国NCEP/NCAR再分析资料,采用高桥浩一郎蒸散经验公式、Mann-Kendall、Lepage法、Morlet小波分析等方法对宁夏中南部作物生长期可利用降水的变化特征及其异常特征进行分析。[结果]近50年宁夏中部干旱区与南部丘陵区作物生长期可利用降水量差异明显,呈南多北少特征,2个区域可利用降水量均呈减少趋势;各年代的变化各不相同,中部干旱区70年代以后、南部丘陵区90年代以后可利用降水量持续偏少,且中部干旱区可利用降水量变率大;2个区域作物生长期可利用降水分布极不均匀,均主要出现在7、8、9月,占生长期总量的76%以上,而3、4、5月低于生长期总量的14%。中部干旱区和南部丘陵区均未出现突变现象;中部干旱区主要存在5～7年的周期,其次是2～3年的周期;南部丘陵区主要存在2～3年的周期,其次是10～12年的年代际周期。多雨年北半球欧亚500 hPa高度距平场中贝加尔湖、蒙古国和我国西北部地区为负距平区,少雨年则为正距平区。[结论]该研究为宁夏中南部空中可利用水资源的合理利用提供参考。     

设施农业发展对潍坊气候变化的影响分析

[目的]研究设施农业发展对潍坊气候变化的影响。[方法]选取寿光站作为温室大棚种植区的代表站,利用潍坊市1961～2010年的降水、气温、相对湿度等资料,分析了全市及温室大棚种植区的气候变化情况,并对比分析设施农业种植以前和以后的气候变化趋势及不同季节的演变特征。[结果]近50年全市年降水量呈下降趋势,相对湿度呈下降趋势,年平均气温、年最高气温、年最低气温均呈上升趋势;自温室大棚大规模种植以来,温室大棚种植区年降水量下降幅度低于全市,相对湿度下降幅度明显高于全市,年平均气温升幅高于全市,年最高气温升幅高于全市,年最低气温升幅略高于全市。[结论]该研究为设施农业发展提供理论依据。     

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。     

贵阳喀斯特地区夏旱特征分析

[目的]揭示贵阳喀斯特地区夏旱强度指数变化的多尺度时空分布规律,分析夏旱变化的周期特征和突变点,为工农业生产服务。[方法]利用1951～2004年共54a8个站6～8月日降水量资料,计算了贵阳喀斯特地区夏旱强度指数。采用Morlet小波函数,时贵阳喀斯特地区夏旱强度指数时间序列进行了小波分析。[结果]贵阳喀斯特地区夏旱强度指数序列变化具有明显的周期和突变点,夏旱强度指数存在22a的周期特征;2～3a的周期震荡也很明显;并且存在着2a的主周期。[结论]根据主周期进行预测,干旱程度将加重。同时,还分析了夏旱的分布特征、形成的环流形式和物理因子。     

近50年宁夏中卫市降水变化特征分析

[目的]对宁夏中卫市中心气象站1961～2010年降水资料进行分析,以期找到该地区降水变化的历史演变规律,为中长期降水趋势预测提供依据。[方法]采用五点滑动平均法、趋势系数法、Mann-Kendall趋势检验法和方差分析法,分析了中卫市1961～2010年的降水资料。[结果]1961～2010年宁夏中卫市年降水序列有下降趋势,但变化趋势不显著;季降水序列中春季降水与年降水变化基本一致;夏季降水在1978年以前呈微弱下降趋势,1978年以后呈明显下降趋势;秋季降水变化趋势在1978年以前呈下降趋势,1978年以后呈上升趋势,但是变化趋势不显著;冬季降水变化趋势在1978年以前呈明显上升趋势,1978年以后呈上升趋势,但是变化趋势不显著。年降水和季降水序列均具有明显的周期变化规律。[结论]该研究结果有助于了解宁夏中卫市年降水序列变化总体趋势及其季节分布特征和变化规律,为该地区未来水情预报提供可靠依据,为中长期降水变化趋势估报提供参考。