安徽省旱涝监测业务系统建设及旱涝灾害指标的检验

介绍了安徽省旱涝监测业务系统,并利用1961～2006年安徽省20个代表站的逐月气温、降水资料,对旱涝灾害指标降水距平百分率（Pa）、Z指数、标准化降水指数（SPI）和相对湿润度指数（Mi）、综合干旱指数（Ci）进行检验。结果表明,Pn、Z指数和SPI指数3种指标具有较好的一致性,能有效反映旱涝状况;Mi指数中过分夸大了气温对旱涝的影响程度;Ci指数是SPI指数和胁指数的综合反映,由于埘指数误差较大也直接导致Ci不能准确地反映气候旱涝实际。     

三峡库区上游(川渝地区)旱涝指标研究

根据1961~2007年川渝地区156个台站逐日温度降水资料,测试了3种单站旱涝指标,并做了相互比较。结果表明,CI指数能较好地反映逐日的干旱变化,Z指数对月、季的旱涝评估较好,对Z指数的划分标准进行修正,修正后Z指数更适合三峡库区上游(川渝地区)旱涝等级的划分。基于各站Z指数,提出了一种能反映三峡库区上游区域旱涝强度的区域旱涝计算方法。     

3个不同旱涝指标划分旱涝等级的比较研究

利用襄城县1957—2006年50年春季和夏季的降水量资料,分别计算出逐年春季和夏季降水量的Z指数、旱涝指数和降水距平百分率,按概率分位数的原则和累计频率的大小分别设计旱涝指标,其三者所确定的旱涝等级和气候频率完全相同。由于计算旱涝指数和降水距平百分率要比计算Z指数简单得多,因此在设计旱涝指标问题上,可以用旱涝指数或降水距平百分率代替Z指数。     

汉江上游安康市近50年旱涝特征分析

根据1961~2009年汉江上游安康市逐月降水资料,利用Z指数旱涝指标划分了7个旱涝等级,并对旱涝发生的时间演变规律及成因进行了初步分析。分析结果表明:Z指数能较好地反映本区的旱涝变化情况,近50年安康市由偏涝向偏旱发展,与降水量以4.9 mm/10 a的速率呈减少趋势一致。四季的Z指数变化趋势表现出明显不同,春、秋季略呈下降趋势,为干旱增强趋势;夏、冬季呈上升趋势,为洪涝增强趋势。在1982~1986年间,安康市发生了明显的降水趋势转型,春秋季降水减少,夏冬季降水增多。且从1998年之后,降水表现出波动大、不稳定的特征,四季Z指数年际间波动幅度都较大,旱涝灾害明显增多。进入21世纪以后,旱涝灾害发生频率明显增加。     

铜仁市夏季干旱指数适应性研究

基于铜仁市10个县区气象台站的降水和气温资料,计算出了1961 ～2011年铜仁市夏季Z指数、降水距平百分率Pa、气象干旱综合指数CI、相对湿润指数MI以及标准化降水指数SPI,并与干旱实况进行了详细对比,得出5种干旱指数在铜仁的适应性.结果表明,5种干旱指数中Z指数在夏季运用的总体效果最好,铜仁市10个台站中,Z指数除了对德江的旱情反映较差外,其余9站中运用效果在5种干旱指数中均是最好;其次为降水距平百分率Pa,Pa在铜仁市的东南部运用效果好于西北部;而修正后的非等权的CI指数在西北部的运用效果较好;在强度分布上,Z指数的效果比Pa指数在中旱以上量级更为精准,在此基础上,运用EOF方法对铜仁市夏季Z指数场进行展开,得出前5个特征向量的方差贡献达91.3％,其中第1特征向量占67.0％,第1特征向量为清一色的正值,说明整个铜仁市的夏季旱涝在变化趋势上具有相当好的一致性,此外还有南北反向和西北—东南反向2种空间型.     

基于SPI的旱涝气候演变及对洪湖水位的影响分析

利用洪湖市气象站逐月降水数据和洪湖水位站水位资料,计算不同时间尺度标准化降水指数(SPI)及其干旱等级,分析洪湖市旱涝气候演变及不同时间尺度旱涝气候事件演变特征,探讨降水量、不同时间尺度SPI与洪湖水位的相关性。结果表明,洪湖市近62年来干旱年和洪涝年频次和等级均相差较小,不同季节旱涝变化及等级频次分布存在一定差异,洪湖市呈湿润化演变趋势,SPI以0.086/10年的速率弱增长,春、秋季SPI呈下降趋势,干旱略加剧,夏、冬季SPI呈增长趋势,洪涝加剧;洪湖水位与降水变化趋势一致,但时间上有所滞后,洪湖水位与SPI具有较好的相关性,相关程度因SPI的时间尺度存在一定差异,其中SPI_3与水位相关性最好,利用3个月时间尺度的SPI_3来监测洪湖水位变化,两者具有很好的一致性,可以采用SPI_3指数监测洪湖水位。     

“Z指数”在抚顺地区旱涝分析中的应用

利用1961～2000年间历年月、季、年降水量资料,通过＂Z指数＂计算、等级划分等对抚顺地区旱涝情况进行分析。结果表明,抚顺地区旱多于涝,同一级别的旱涝类型各地差别较小,西部旱情略重于东部。     

冬小麦旱涝灾害及其对产量的影响 ——基于驻马店数据分析

对河南省驻马店市1980—2012年多种农业气象资料进行分析,在相对湿润指数的基础上,充分考虑冬小麦不同发育阶段对水分的敏感程度、有效降雨量以及土壤底墒对冬小麦产量的影响,构建了适于驻马店冬小麦的旱涝指标。根据《中国气象灾害大典·河南卷》、农业气象旬报和农业灾害旬报等资料设定旱涝指标的等级标准,并对指标进行了检验,结果表明,旱涝指标对冬小麦旱涝情况具有很好的指示作用。在此基础上进行了冬小麦旱涝灾害特征分析,发现1980—2012年冬小麦以旱灾为主,且多为中旱及中旱以下等级旱灾;返青至抽穗两个生育阶段发生的灾害均为旱灾,抽穗至成熟两阶段偶有涝灾发生。     

青海省海东市不同等级降水和旱涝关系研究

利用1961～2015年青海省海东市5气象站逐日降水资料,根据中国气象局降水等级划分标准和旱涝Z指数的计算方法,分别统计海东市夏、冬半年不同等级雨量和雨日及计算Z指数,利用线性回归法分析海东市55年来不同等级雨日和雨量和Z指数的变化趋势,并采用偏相关系数、相对贡献率和合成分析等方法研究不同等级雨日和雨量对旱涝的影响。得出以下结论：①海东市夏(冬)半年降水以小雨(雪)和中雨(雪)为主,雨日和雨量及占年比例均呈现自南向北递增的空间分布。②夏半年小雨和大到暴雨的雨量及雨日呈减小趋势,中雨雨量和雨日呈增加趋势,冬半年小雪、中雪和大到暴雪的雨量及雨日均呈减小趋势。③夏、冬半年Z指数均表现为不显著的减小趋势。④夏、冬半年不同等级雨量和雨日与Z指数偏相关系数和相对贡献率分析,夏半年中雨和大到暴雨的雨量及雨日对Z指数有显著的影响,冬半年小雪的雨量和雨日对Z指数变化影响最大。⑤采用合成分析法的标准化值,无论是夏半年还是冬半年,在偏涝年,不同等级降水雨日和雨量基本都为正值,在偏旱年,不同等级降水雨日和雨量基本都为负值。在偏涝年,不同等级降水雨日和雨量差异夏半年主要表现在大到暴雨和中雨雨日及雨量,小雨雨日及雨量差异较小,而冬半年主要表现在小雪雨日及雨量,中雪次之,大到暴雪最小;在偏旱年,不同等级降水雨日和雨量差异夏半年主要表现在中雨雨日及雨量,大到暴雨次之,小雨最小,冬半年主要表现在小雪和中雪雨日及雨量,大到暴雪差异较小。     

基于融合降水产品的春季淮河流域干旱指数适用性分析

本文使用CMORPH地面卫星融合逐小时降水产品和2008—2012年淮河流域26个地面观测站春季降水资料计算降水量距平百分率(Pa指数)、Z指数和同期的验证指数,即标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)。结果表明,CMORPH地面融合逐小时降水产品月累积降水数据资料可靠,与实测数据的相关系数r为0.94,显著相关;通过修正的Z指数和Pa指数与SPI的相关系数r分别为0.74、0.75,满足相关性检验。表明基于CMORPH地面卫星融合逐小时降水产品的Pa指数和Z指数对淮河流域春季的干旱监测是有效的。     

北方半干旱区的PDSI和SPI比较研究

以北方半干旱地区老哈河流域为研究区域,利用流域内及其周边15个气象站1957～2008年的长序列日观测资料,计算逐月的帕默尔干旱指标(Palmer Drought Severity Index,PDSI)和不同时间尺度(1、3、6及12月)的标准化降水指标(Standard Precipitation Index,SPI)。结果表明,52年间分别有6段主要的湿润期和干旱期,持续时间都在1年以上,说明老哈河流域旱涝持续性较强。将不同时间尺度的SPI与PDSI进行对比发现,随着时间尺度的增大,SPI对干旱持续性的表现能力增强,12个月时间尺度的SPI与PDSI一致性较好。     

基于标准化降水指数的鲁西地区旱涝时空特征分析

利用鲁西地区8个台站1962—2015年逐月降水资料,计算了鲁西地区各月的标准化降水指数(SPI),在此基础上分析了全年及各季节的标准化降水指数,应用M-K突变检验、小波分析和Arc GIS空间插值方法分析了旱涝的时空分布特征。结果表明,春季SPI呈现增加趋势,其余各季节及全年SPI均呈减少趋势。空间分布,年尺度干旱分布中东部县干旱次数高于西部县;雨涝呈现南北分布,南部县次数高于北部县。季节旱涝分布,春夏干旱多发生在东部及南部县,秋冬干旱集中在西北部县;季节雨涝次数较多发生在南部及东部县。     

Comparison between TVDI and CWSI for drought monitoring in the Guanzhong Plain,China

Temperature vegetation dryness index(TVDI) and crop water stress index(CWSI) are two commonly used remote sensing-based agricultural drought indicators. This study explored the applicability of monthly moderate resolution imaging spectroradiometer(MODIS) normalized difference vegetation index(NDVI) and land surface temperature(LST) data for agricultural drought monitoring in the Guanzhong Plain,China in 2003. The data were processed using TVDI,calculated by parameterizing the relationship between the MODIS NDVI and LST data. We compared the effectiveness of TVDI against CWSI,derived from the MOD16 products,for drought monitoring. In addition,the surface soil moisture and monthly precipitation were collected and used for verification of the results. Results from the study showed that:(1) drought conditions measured by TVDI and CWSI had a number of similarities,which indicated that both CWSI and TVDI can be used for drought monitoring,although they had some discrepancies in the spatiotemporal characteristics of drought intensity of this region; and(2) both standardized precipitation index(SPI) and SM contents at the depth of 10 and 20 cm had better correlations to CWSI than to TVDI,indicating that there were more statistically significant relationships between CWSI and SPI/SM,and that CWSI is a more reliable indicator for assessing and monitoring droughts in this region.     

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。     

PDSI与降水Z指数在贵州省应用的对比分析

本文基于1980～2018年逐日气象资料计算了PDSI干旱指数与降水Z指数并对两种指数场进行了EOF分析并与干旱实况进行了比对。结果表明：(1) PDSI指数能很好地表征贵州省的冬春秋三个季节的干旱特征,降水Z指数在夏季应用效果较好贵州省四季旱涝特征具有全区一致变化的特征。（2）四个季节的年代际变化特征明显,仅冬季和秋季的有由涝变旱的趋势,其中冬季倾向率达到0.2,冬旱有所抬头;夏季的旱情从整体上看还是呈现略有减缓的趋势,但年际变化较大;2011年以后就没有出现过明显的春季旱情,呈现由干变湿的趋势,春旱近些年有所缓解。（3）冬春秋季在1980年前后发生突变后干旱化趋势一度在加重,而春季在2016年、秋季在2014年突变后干旱都有减缓的趋势,夏季则相对复杂多次反复后在2014年再次发生突变,干旱化趋势减缓。（4）Z指数与PDSI指数反映出的周期基本一致,冬春夏有2-3年的周期,秋季有3-4年周期。     

基于标准化降水指数分析宁夏山区干旱演变特征

利用宁夏山区8个县站降水资料,采用标准化降水指数(SPI)比较分析了宁夏山区近38 a(1971-2008年)的各月干旱指数,并分析全年、月度干旱的站次比和干旱强度的年际变化。研究结果表明,宁夏山区年季干旱强度呈现降低趋势,但干旱发生频率和干旱面积增加,特别是2000年之后干旱频率和站次比呈增加趋势;宁夏山区以轻旱-中旱为主,特大干旱发生相对较少,近5 a来山区各县发生区域性干旱频率增加较明显;春旱和秋旱有加重的趋势,而夏旱和冬旱发生少,但春、夏、秋连旱在2000年之后发生频率和涉及的区域呈现增加的趋势;在当前气候变化背景下,宁夏山区干旱对农业生产的不利影响有加重的趋势。     

基于SPI指数的黑河地区5—9月干旱趋势分析

利用黑河地区1968—2015年5—9月的降水资料对时间尺度为12个月的SPI指数进行了计算,探讨了黑河地区干旱发展特征及变化趋势。结果表明,近48年内SPI最大值出现在2013年,最小值出现在2008年;2007年以后总趋势在向干旱发展,2015年前后达到顶点,未来几年黑河地区有向干旱发展的趋势。从旱涝趋势的变化周期来看,16年的时间尺度为旱涝变化的第1主要周期。2015年黑河地区处于丰水期,预计未来将逐渐向枯水期转换。干旱指数变化的突变点发生在1980年,20世纪80年代以后转入多水年,2000年以后,趋势向少水发展,到2010年前后,再次出现突变点,气候转向湿润。从黑河地区干旱发生频次来看,20世纪80年代开始,中旱和重旱频次一直在增加,到2000—2010年,旱情达到最重,中旱和重旱频次显著高于其他年代。     

Comparing water-vegetative indices for rice (Oryza sativa L.)-wheat (Triticum aestivum L.) drought assessment

Drought indices (DI) are an useful tool for assessing different sectarian droughts. Standardized Precipitation Index (SPI) has been used worldwide to assess/monitor the onset, active phase, cessation and severity of drought. Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) provides a comprehensive vegetation dynamics, which directly linked with rainfall received in a particular region. Indo-Gangetic Region (IGR), providing employment and livelihood to tens of millions of rural families directly or indirectly and rice (Oryza sativa L.)-wheat (Triticum aestivum L.) (RW) system of the Indo-Gangetic Plains (IGP) contributes 80% of the total cereal production and is critical to food security of the region. This study tries to verify the applicability of water-vegetative indices viz., SPI, Rainfall Index (RI) and NDVI for drought assessment of rice-wheat system productivity over IGR-India. The relationship between monsoon rainfall and NDVI shows that at around 1100 mm rainfall, the NDVI reached saturation point and no further significant increase in NDVI with increase of rainfall is noticed. Even though, there was a positive correlation of seasonal monsoon rainfall and average NDVI, conflicting results are noticed between monthly distribution of rainfall and monthly anomaly of NDVI over IGR States. It is noticed that June dif NDVI (actual NDVI-mean NDVI) contributes more to rice productivity followed by July. However, the combined effect of June, July and August, explains 15% of the variation of Kharif Rice Productivity Index (KRPI). As far as wheat is concerned, statistically significant relation was found between Wheat Productivity Index (WPI) and anomaly NDVI during December-March. This explains 35% of the variability in WPI.     

营口地区干旱指标的确定

采用降水距平百分率、Z指数、K指数和辽宁省干旱指标,根据大石桥和盖州1987~2006年的气象资料,对营口地区干旱指标的确立进行研究。结果表明,辽宁省干旱指标经过修正比较适合评价营口地区的干旱;降水距平百分率准确率也较高,但只对春旱敏感;Z指数对春旱、夏旱、秋旱都不敏感;K指数一致性较低,但对春旱较为敏感。