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。     

鲁西南地区旱涝指标及旱涝变化特征分析

选取1961~2010年鲁西南9个县区气象观测站降水资料,计算了各站逐年、四季Z指数及区域旱涝指数I,在此基础上分析了单站旱涝频率、I指数的年代际变化趋势,并对区域典型旱涝年的确定及旱涝特点、季节旱涝和年旱涝的关系进行了探讨。结果表明,近50年来鲁西南典型雨涝年出现11次,典型干旱年出现13次,雨涝年以21世纪以来最多,干旱年以20世纪80年代最多;鲁西南年及四季旱涝有明显的年代际变化特征,旱涝指数拟合曲线夏季与年度变化较为一致;鲁西南降水波动较大,旱涝转换频繁,季节性旱涝发生频繁,常连续出现和相伴出现,冬旱和春旱有减缓趋势,秋旱和夏涝有增加趋势;年雨涝和干旱指数均与夏季相关性最好,其次是秋季,即夏季和秋季雨涝(干旱)对年度雨涝(干旱)有重要贡献。     

新疆阿克苏地区气象干旱特征研究

研究区域干旱特征规律能够为干旱风险管理提供技术支撑,利用研究区内9个气象站点1960 ～ 2007年日降水数据,计算SPI 4个时间尺度3、6、9、12个月的干旱指数,分析该地区的干旱程度.在此基础之上,利用马尔可夫链预测随后3年阿克苏地区干旱的概率,与实际情况做比较.结果表明,①12个月时间尺度的结果表明,干旱强度最高的是沙雅,相对干旱频率最大的是库车;6个月时间尺度的结果表明,干旱强度最高的是柯坪,相对干旱频率最大的是拜城和库车.②年平均降水量呈上升趋势,基于SPI的马尔科夫模型的计算结果与阿克苏地区2008 ～ 2010年的气象情况一致.③SPI-12和SPI-6空间分布整体变化趋势一样,但是12个月时间尺度的结果干旱的整体趋势大致是东部比西部要严重;而6个月时间尺度的结果干旱20世纪60年代、80年代、90年代西部的干旱要比东部的严重.     

基于SPI的潍坊市近50年的干湿特征分析(英文)

[目的]该研究旨在分析潍坊市干旱与洪涝气象灾害的演变特征和发生规律。[方法]基于1961-2010年潍坊市9个气象观测站的逐月降水资料,采用标准化降水指数为指标,计算出潍坊市近50年逐月的SPI指数,分析了潍坊市的干湿时空分布特征。[结果]结果表明,潍坊市干湿变化具有阶段性特征,20世纪六七十年代相对较为湿润,并且由60年代初期的极端湿润向70年代末期干旱方向发展,20世纪80年代潍坊市区域持续干旱,20世纪90年代-21世纪00年代震荡波动变化趋于平缓。潍坊市干湿空间分布上具有一定的区域性,20世纪60年代中西部区域相对较为湿润,东南部区域较旱;70年代各区域干湿程度相差不大;80年代各区域普遍较旱,其中东南部干旱最重,北部最轻;20世纪90年代-21世纪00年代各区域干湿变化基本一致。由于降水的时空分布不均,造成局地的干湿分布异常现象,如1999年;各年代间干湿时间长度的空间分布也有各自特点,为抗旱防汛部门的统一部署带来难度。[结论]该研究为应对气候变化背景下潍坊市抗旱防涝减灾提供理论依据。     

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。     

标准化降水指数在干湿条件分析及旱涝监测中的应用——以衡邵干旱走廊为例

文章基于标准化降水指数(SPI)和M-K检验方法,研究了如何将标准化降水指数应用到衡邵干旱走廊地区干湿条件分析及旱涝监测中。研究结果表明:衡邵干旱走廊地区的降水量整体上呈增加趋势,且2008年之后增加趋势明显;径流序列的变化总体上呈下降趋势,径流突变特征较为明显,特别是2000年之后由于人类活动增强,水库调度和下垫面变化对径流变化影响显著,改变了自然状态下的水文响应关系,降低了地表径流量;洪水的月际分布特征显示,湘江干流和支流的洪峰时间及洪水期存在较长时间的延迟;资水流域的月际变化较为平缓,月际差异小;衡邵干旱走廊的气象干旱整体上处于缓解趋势。     

内蒙古中部区干旱指数演变及其对马铃薯产量的影响

为了解内蒙古中部马铃薯主产区干旱发生程度对马铃薯产量的影响，选用内蒙古中部马铃薯主产区23个气象站1961—2017年逐日降水量数据，统计分析了近50年的降水集中度（PCD）、降水集中期（PCP）、标准化降水指数（SPI）和标准化降水蒸散指数（SPEI）的时空特征及其与马铃薯产量变化的响应关系。结果表明，从年际变化来看，PCD呈下降趋势，突变年份为1998年，表明研究区区域降水量年度内的分配更趋近于均匀；PCP、SPI和SPEI无明显趋势变化。从区域变化来看，PCD与马铃薯生长季的降水量呈负相关关系，即降水越少的地区降水越集中；东部的PCP要早于西部，平均值出现在6月25—30日之间；SPI和SPEI低值区主要位于中部。SPI和SPEI气候倾向率的空间分布表征西北部地区干旱程度有所缓解，东南部地区有所增强。PCD>0.37、PCP>39 候、SPI<0.13或SPEI指<0.34的年景马铃薯产量可能因干旱出现减产；PCD>0.48、PCP>41 候、SPI<-0.54或SPEI<-0.29的年份可能因干旱成灾。研究结果为内蒙古马铃薯干旱的防灾减灾提供了科学的决策依据。     

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。     

中国北方地区春玉米干旱的时间演变特征和空间分布规律

【目的】研究北方地区春玉米各生育阶段干旱年代际演变特征及空间分布规律。【方法】基于研究区域1961—2010年291个气象站点的逐日气象资料以及春玉米生育期资料,利用农业干旱指标作物水分亏缺指数（CWDI）,明确了研究区域春玉米干旱的年代际演变特征及空间分布规律。【结果】西北地区春玉米水分亏缺指数年际间波动平稳,华北和东北地区在20世纪80和90年代波动较为剧烈;华北地区春玉米水分亏缺指数在抽雄—成熟阶段明显低于其余两个阶段,东北、西北地区各生育阶段变化不明显;华北中部地区干旱等级的年代间波动明显。北方地区春玉米干旱等级和干旱发生频率的空间分布均呈现西高东低、北高南低的形势,西北地区最高、华北地区次之,东北地区最低;各旱级干旱频率的空间分布以特旱和轻旱最为明显,其中特旱主要集中发生在新疆大部、甘肃北部、内蒙古西北部等地区,发生频率在3年2遇以上,而轻旱主要集中在东北大部、华北大部以及西北东南部地区,发生频率在5年1遇以上。中旱和特旱主要集中发生在华北地区以及西北东部地区,频率均在5年1遇以上,并且随生育阶段更替有减轻的趋势。【结论】北方地区春玉米农业干旱指标CWDI年代间波动以华北、东北地区较为剧烈,且从20世纪80年代以来波动有上升的趋势。干旱的等级和频率空间分布均呈现明显的东西向分布。各旱级中特旱频率呈西高东低分布,生育后期在区域上呈扩大趋势,轻旱频率呈东高西低分布,生育后期有加重趋势,中旱和重旱频率呈中高东西低分布,生育后期在区域和程度上均呈下降趋势;生育阶段间旱级变化敏感的区域主要是新疆北部和华北中部地区。     

湖南省基于scPDSI指数的干旱时空特征分析

本文基于高空间分辨率的改进帕默尔干旱指数(sc PDSI),采用Mann-Kendall非参数突变检验法、经验正交函数分析法(EOF)对湖南省干旱时空特征进行分析。结果表明,(1)1961—2009年,湖南省发生干旱的频率为8.2%;(2)整体上,湖南省年际、春季、秋季变湿趋势显著,且均以1988年为突变点,但是在进入2000年代后进入相对干旱的时期;夏季呈现由干变湿的显著趋势,并在1990年发生突变;冬季呈现显著变干趋势,并在2004年发生突变;(3)整体来看,湖南省处于正常状态,其中湘西北小面积处于轻微湿润,湘中小面积和湘西南小面积处于轻微干旱状态;(4)利用经验正交函数得到的前4个EOF空间模态,将湖南省划分为4个干湿特征区域,分别为湘南地区、湘西北地区、湘东北地区和湘中地区,其中湘东北和湘中地区变湿趋势显著,湘南和湘西北区域变干趋势显著。     

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。     

用标准化降水指数分析粤西地区冬、春旱的气候变化特征

干旱是影响粤西地区的主要气象灾害之一。基于粤西地区湛江、徐闻、电白、阳江、上川岛5站1961～2005 年的逐月降水资料,采用标准化降水指数（SPI）及其干旱等级序列,统计分析了粤西地区历年冬春季节干旱强度年际变化。研究结果表明,冬春两季干旱强度在20 世纪60 年代初期达到近45 年来最强。2000 年以后春季干旱的区域逐渐扩大。近45 年来,春旱发生的次数比冬旱多。在当前的气候变化背景下,粤西地区干旱对农业生产的不良影响有加重的趋势。     

基于SPI和SRI的马别河流域气象与水文干旱相关性分析

利用马别河流域1982—2015年逐月降水量和径流量资料,采用标准化降雨指数(SPI)和标准化径流指数(SRI)分析马别河流域气象与水文干旱特征,并探索气象与水文干旱之间的相关性。结果表明,1982—2015年,马别河流域每2～3年会出现1次不同程度的干旱,年尺度上,气象干旱变化趋势不显著;季尺度上,秋旱有显著加重趋势,春、夏、冬三季变化趋势不显著;年尺度上,水文干旱有显著加重的趋势,2000年后水文干旱频率明显增加,干旱年数占1982—2015年水文干旱年数的70%。马别河流域气象与水文干旱之间有紧密的相关性和一定的时滞性,1、3、6、12个月的时间尺度中,12个月尺度的SPI12与SRI12相关性最好,水文干旱滞后气象干旱1个月。     

基于SPI指数的满洲里市气象干旱特征分析及农牧业影响

本文利用1957-2020年共64年满洲里市气象局逐月降水资料。基于标准化降水指数(SPI),采用线性趋势分析、滑动平均等分析方法对满洲里市气象干旱进行特征分析。分析了满洲里市64年中干旱出现频率为29.69%,轻旱出现频率10.94%,中旱出现频率14.06%,重旱出现频率4.69%;干旱强度在-2.11至2.76之间,SPI值呈减小趋势,干旱强度呈增加趋势,变化率在-0.15/10年。通过春夏秋冬四个季节时间段的标准化降水指数分析显示春季和夏季出现干旱概率最高均为31.25%,特旱在春季出现频率最高为4.69%,重旱在冬季出现频率最高为7.81%,中旱在春季出现频率最高为21.88%。最终分析干旱对满洲里市农业和畜牧业的不利影响。     

本溪冷凉山区气候干湿状况分析

选取草河口气象站1954～2010年气象资料,应用Penman—Monteith模型,分析了本溪冷凉山区潜在蒸散、干湿指数的年际变化趋势、年代际变化特征,并探讨了影响干湿指数变化的气象因子。结果表明,近57年本溪冷凉山区潜在蒸散以1．75mm／10a的速率减小;四季潜在蒸散除夏季外,其他各季呈微弱增加趋势变化;57年来本溪冷凉山区干湿指数呈非一致性变化,年干湿指数20世纪50年代最大,90年代最小。干湿指数与日照时数呈明显的负相关,与降水量、相对湿度呈显著的正相关;随着降水减少、温度升高,冷凉山区呈暖干化发展趋势。通过Mann—kendall检测发现,除冬季潜在蒸散在1986年出现突变,其他年、季潜在蒸散和干湿指数均无突变现象发生。     

石羊河流域气候变化特征及干旱变化趋势分析

本文以1961—2015年石羊河流域的武威和民勤气象站气温和降水气象数据为基础,利用线型趋势分析法和距平值法分析了河西走廊石羊河流域气候的年际变化和季节变化特征,用气候干旱指数综合分析了该流域不同地区不同年代干旱情况。结果表明,近55年来,石羊河流域年均气温总体呈上升趋势,其中20世纪90年代至21世纪初气温升高幅度较大。降水总体也呈相对增多趋势,但存在较大的年际变化和丰枯交替现象。同时,石羊河流域气候干旱指数也趋于增大。气候越来越干旱,而民勤的干旱化趋势会更加明显。     

基于标准化降水指数的保定旱涝演变特征分析

基于1979～2018年河北省保定市19个气象站的月降水资料,采用标准化降水指数(SPI)分析年、季的旱涝特征。利用SPSS 19.0软件,结合GIS空间技术和数理统计理论,分析了保定市旱涝时空分布规律和变率。结果表明:保定地区1979～1999年旱涝变化幅度较大,2000～2018年旱涝变化幅度较小。21世纪以来,干旱频率大于雨涝频率,保定市气候趋于干旱化。保定市春旱、夏旱呈弱增加趋势。秋涝、冬涝呈弱增加趋势。空间上分析得出,保定旱涝分为2个区域,为西部山区、浅山区和中南部平原,旱涝在2个区域总体上有相对一致的变化特征,但在某些时段也表现南北相反的特征。西部阜平、涞源在四季中易出现干旱。徐水、满城、顺平、望都、清苑、市区在四季中易形成雨涝。20世纪80年代后期、90年代中期旱涝变率较大,21世纪以来旱涝变率较90年代明显变小。4个区域(东、西、南、北)旱涝变率趋势大致相同。21世纪以来,南部旱涝变率逐渐增大。     

基于标准化降水指数的保定旱涝演变特征分析

基于1979～2018年河北省保定市19个气象站的月降水资料,采用标准化降水指数(SPI)分析年、季的旱涝特征。利用SPSS 19.0软件,结合GIS空间技术和数理统计理论,分析了保定市旱涝时空分布规律和变率。结果表明:保定地区1979～1999年旱涝变化幅度较大,2000～2018年旱涝变化幅度较小。21世纪以来,干旱频率大于雨涝频率,保定市气候趋于干旱化。保定市春旱、夏旱呈弱增加趋势。秋涝、冬涝呈弱增加趋势。空间上分析得出,保定旱涝分为2个区域,为西部山区、浅山区和中南部平原,旱涝在2个区域总体上有相对一致的变化特征,但在某些时段也表现南北相反的特征。西部阜平、涞源在四季中易出现干旱。徐水、满城、顺平、望都、清苑、市区在四季中易形成雨涝。20世纪80年代后期、90年代中期旱涝变率较大,21世纪以来旱涝变率较90年代明显变小。4个区域(东、西、南、北)旱涝变率趋势大致相同。21世纪以来,南部旱涝变率逐渐增大。     

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。     

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.