基于植被指数和地表温度的干旱监测方法的对比分析

以陕西省关中平原和渭北旱塬为研究区域,应用1999-2005年每年5月上旬的AVHRR卫星遥感数据,对比分析了基于归一化植被指数(NDVI)和地表温度的几种干旱监测方法:包括条件植被指数(VCI)、条件温度指数(TCI)、距平植被指数(AVI)和条件植被温度指数(VTCI)等,研究了VTCI与其他干旱监测方法的优缺点及其在研究区域的适用性.从研究区域旱情分布来看,VCI的干旱监测结果不符合研究区域干旱的分布规律.从监测结果的影像纹理特征来看,VTCI和AVI可能适合于研究区域的旱情监测.通过进一步对比分析遥感干旱监测结果与累计降水量的监测结果,得出了VTCI更适合于研究区域的干旱监测.     

面向大范围降水空间插值的普通克里金模型开发与实例分析

基于Matlab平台,开发了面向大范围降水空间插值的普通克里金模型—Matlab based ordinary Kriging(MatOK).与已有模型相比,MatOK的主要特点是:(1)在降水空间变异函数计算环节,采用SCE-UA算法拟合理论变异函数;(2)在OK方程组估值环节,引入降水空间发生概率的计算,完善了日等短时间尺度降水空间估值方法;(3)通过对OK方程组的标准化处理,有效提高了模型数值计算的稳定性.同时,将MatOK初步应用于集水面积为83374km2的赣江流域年、月、日降水空间插值中,并重点讨论了MatOK的计算稳定性和计算效率,结果初步说明了采用MatOK进行大范围区域降水空间插值是可行的.     

多种气象干旱指数在新疆干旱评价中的应用对比研究

选取新疆50个气象测站1960-2010年间逐日降水、气温资料,采用模糊C均值聚类方法,并结合新疆地形地貌及水汽来源等地理特征,将全疆分为北疆、南疆、天山北坡、天山南坡及天山东段5个区域,对比分析标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散发指数(SPEI)、自适应帕默尔指数(scPDSI)及有效干旱指数(EDI)的优缺点及其在各分区干湿监测过程中的适用性。SPI、SPEI、EDI对降水、气温响应较快,且干湿趋势变化所呈总体特征一致,EDI较SPI及SPEI对降水量变化更加敏感,SPI较EDI对"干"的评定较重,对"湿"的判定较轻,SPEI综合考虑气温及降水对"干"、"湿"的共同作用,能够监测到SPI及EDI无法监测到的一些特大旱情,而scPDSI对干湿事件的判断结果与其他三种指数相差较大,甚至会出现完全相反的判断结果,且scPDSI对旱情严重程度的判断偏轻,对干湿变化响应较慢,不适用于新疆干湿监测。SPI与SPEI相关性较好,SPI与EDI相关性明显好于SPEI与EDI的相关性,而scPDSI与其他三种干旱指数的相关性均较弱。另外,从干旱发生频率、干旱站次比及干旱强度三个角度进一步分析不同等级干旱事件的发生规律,整体上,干旱发生具有明显的区域性和季节性特征,不论是年或者四季干旱,干旱影响范围均呈缩减趋势。     

不同插值方法对降水量空间不确定性的影响

鉴于点状数据的降水插值方法在时间和空间两个方面具有不确定性,从空间角度出发,以山东省多年平均降水量为例,采用交叉验证方法,对反比距离权重法、克里金方法、径向基函数法、全局多项式法和局部多项式法5种常用插值方法的整体插值精度和分区后各分区的插值精度分别进行分析验证。研究认为:山东省整体插值的最优方法为反比距离权重法;分区插值的最优方法中,平原地区为克里金方法、丘陵地区为全局多项式法、鲁中山地为反比距离权重法。并在此基础上,对整体插值精度和分区插值精度作了比较。研究结果可为区域降水插值模型的选取提供指导,同时分区插值的思路可为后续相关研究提供借鉴。     

福建省降水空间插值方法比较与区域分布特征研究

选取福建省70个气象站点(其中10个为检验站点)1960—1990年的多年平均降水量作为数据源,基于Arc GIS10.1平台,采用了反距离权重加权法(IDW)、克里金法(Kriging)和趋势面法(Trend)三种空间插值方法,对降水的最优插值方法进行探究.结果表明,克里金法取得较好的效果,并对空间插值结果进行分析得出结论:福建省降水存在较大的空间变异性,并深受地形的影响,地区降雨量呈现出由东南沿海向西北内陆逐渐递增的趋势.而在德化、九仙山以及平和地区降水量呈现异常偏大情况,分析原因主要是由于在区域高大山脉的影响下,暖湿气流在地形抬升的过程中形成了大量降水.     

基于5G与AI辅助决策的远程心电监测预警平台

江西省远程心电监测预警平台由心电云平台、动态心电记录仪、实时心电监测系统组成.动态心电记录仪可通过5G网络把患者12导联同步采集的心电数据实时传输至监测系统,可提供远程心电数据监测、异常心电实时预警、长程数据自动分析、AI辅助决策等专业服务[1].心电监测中心可全天候对远程实时心电数据进行异地监测,监测结束可为患者出具24 h动态心电图诊断报告.通过心电云平台建设,推动心电检查的分级诊疗模式和结果同质化,建设患者实时心电检查的监测、诊断平台.平台应用可使居民不出社区,便可享受大型医院远程监测及诊断服务,将大众心电监测成本最低化;同时通过远程心电监测平台,可筛查出高危患者,为患者救治争取宝贵时间,提高区域心脏类疾病的救治水平.     

云参数法干旱遥感监测模型在非洲地区的适应性研究

从云参数法干旱遥感监测模型的需求角度分析了欧洲静止气象卫星SEVIRI数据的应用潜力,并提出了一种适合该数据的多光谱云检测方法;利用云参数法干旱遥感监测模型进行非洲地区2009年底和2010年初的干旱监测,以月度降水和蒸散数据作为参考数据评估监测结果.研究结果表明:云参数法监测结果与参考数据在干旱程度与范围方面基本一致,相对精度高达83.88%,云参数法适合进行非洲地区的干旱监测.     

新疆天山山区降水量插值方法比较

雨量站网通常采用插值法获取降水空间分布信息,但在气象站点分布不均,海拔落差大的复杂山区,普通插值法插值结果精度较低.针对复杂山区,应在普通插值方法的基础上加入高程等地形因素.以我国新疆天山山区及周边44个气象站点57年(1958～2015)的平均年降水量和平均季度降水数据为基础,采用克里金插值法、样条函数插值法、反距离权重插值法、考虑高程的反距离权重插值法以及考虑高程的协同克里金插值法5种方法进行空间降水插值,选用36个为插值站点,8个为检验站点,通过相对误差和均方根预测误差为指标对插值结果进行检验,研究不同插值方法对天山山区降水插值结果精度影响.结果表明:采用混合插值的考虑高程的反距离权重法与考虑地形因素的协同克里金法的插值结果与实际情况较为一致.     

基于ArcGIS的中国区域降水空间分析及其可视化

ArcGIS是面向企业级地理信息系统软件,空间分析具有科学性和实用性。中国区域降水观测数据具有空间差异大、数据量不足等问题,如何有效地实现空间分析．如何进行可视化显示,是本文研究的重点。本文介绍了ArcGIS用于分析中国区域降水空间分布情况及可视化的效果,分析了软件在使用过程中的优势,对空间插值结果进行了验证。     

淮河流域植被NDVI与干旱条件的相关性

淮河流域特殊的地理环境导致干旱灾害频发且持续时间长,严重影响该区域植被生长,而前人大多探讨了该区域气象干旱情况或植被生长状况,对二者之间的关系研究较少,且多采用气象站点降水资料进行干旱分析,不能充分反映降水时空分布的差异性。因此,基于MODIS NDVI遥感影像与TRMM 3B43卫星降水数据,采用降水距平百分率(P_a)作为气象干旱评价指标,分析了2001—2016年淮河流域植被NDVI与降水距平百分率的年际变化特征以及二者的相关性。结果表明:2001—2016年淮河流域植被NDVI总体呈现稳中有升的趋势,植被NDVI有所改善的区域比例为54.86%,NDVI基本不变的比例为43.25%,仅1.89%的NDVI出现退化。流域16年间以轻旱和中旱为主,较少出现重旱和特旱,干旱程度有所降低。植被NDVI和降水距平百分率呈正相关和负相关的区域分别占流域的61.31%和38.69%,正相关最显著的区域为河南省和安徽省的南部,而河南省东北部、安徽省西北部、山东省西部以及江苏省东部边界呈负相关关系。     

广西林业气象灾害风险调查与服务效益评估分析

【目的】为加强林业气象服务能力建设,改善和提高林业气象服务质量,2016年11月至2017年5月开展了全国林业气象灾害风险调查与服务效益评估调查。【方法】通过问卷调查、专家评估和现场勘察等方法,广西共收集到196个风险点相关信息。【结果】数据显示:火灾、病虫害及风灾风险是广西风险点的主要类型。调查得知:在灾害风险点附近属于林业部门的监测站共77个,主要是监测火险灾害,其他灾害还没有布设监测点;预警设施还在不断完善;影响林业生产的气象灾害类型为干旱、大风及强降水,主要致灾气象因子为温度、风速及降雨量;森林防火、林业资源开发与利用、造林抚育等对气象服务需求量比较大,并希望通过电话、手机短信及预警系统获取林业气象服务产品。专家对广西气象服务效益贡献率给出了客观评价,全区林业气象服务效益贡献率为8.41%,按照2016年广西林业总产值为314.784亿元的规模测算,2016年广西林业气象服务效益值已达到26.47亿元。【结论】加强林业气象监测、技术开发和应急联动等多方面合作,进一步做好林业气象服务,有效地减轻林业灾害损失是目前气象部门的当务之急。     

我国近50年旱涝灾害时空变化及监测预警服务

本文根据近50年来旱涝灾害灾情统计资料，分析了我国干旱、洪涝灾害的时空分布特征及其变化趋势。统计结果是表明：近50年来，特别是20世纪80年代以来，受全球气候变化的影响，我国降水呈现南方偏多、北方偏少的变化趋势，致使我国干旱灾害发生频率增加的同时洪涝灾害也不断增加，农作物受灾和成灾面积增加趋势明显，损失日趋严重。此外，为做好防灾减灾服务，及时向政府有关单位提供旱涝监测实况信息，国家气候中心自1995年开始开发了实时逐日早涝监测预警系统。该系统利用全国600个基本气象站点的降水量、气温、湿度等气象观测资料和未来7天降水预报资料进行统计，确定气象干旱监测、预警指标，并结合气象部门农业气象站土壤湿度监测资料和卫星遥感干旱监测结果，发布《中国旱涝气候公报》，为政府有关部门和社会公众服务。     

基于非平稳的淮河流域干旱时空演变特征研究

基于非平稳性标准化降水蒸散指数（non-stationary standardized precipitation evapotranspiration index，NSPEI）表征气象干旱程度，运用游程和Copula理论识别气象干旱特征演变规律，分析淮河流域干旱持续时间与烈度及干旱时间与强度的联合频率特征，并初步揭示干旱对植被覆盖度的影响．研究结果表明:1）淮河流域中部NSPEI较低，区域内68%的站点NSPEI呈上升趋势，淮河沿岸及其以南地区干旱程度增强；2）长历时、高强度的干旱事件主要集中在南部大别山区与蚌埠附近，高烈度干旱事件集中分布在中北部定陶附近，干旱事件历时集中在0.5~1.5个月，烈度基本<3，强度大多为10~30；3）干旱事件历时与烈度联合重现期低值（1.6 a）集中出现在信阳、蚌埠、菏泽附近地区，历时与强度联合重现期低值（1.7 a）同样集中出现在信阳、蚌埠站附近；4）1990—2015年淮河流域耕地面积减少2.01%，建设用地增加2.07%，土地利用类型变化集中在区域北部，区域内NDVI变化趋势通过95%显著性检验的面积仅占0.89%，植被覆盖度变化趋势不明显，干旱对其影响小．      

基于TVDI的横断山区干旱时空演变特征及影响因子研究

以横断山区为研究区,通过对比2001—2019年基于 MODIS获取增强型植被指数（EVI）和归一化差分植被指数（NDVI）反演的温度植被干旱指数（TVDI_N、TVDI_E）及潜在蒸散量（PET）和实际蒸散量（ET）反演的作物缺水指数（CWSI）,与土壤含水量进行相关性分析,选择适用于横断山区干旱监测指标,采用Mann-Kendall 检验等统计方法研究干旱的时空变化特征,并分析干旱在不同土地类型、海拔和气象要素影响下的空间演变特征．研究结果表明:1）基于EVI反演的TVDI_E与土壤含水量相关性最高,更适合于监测横断山区的干旱情况．2）TVDI_E监测结果表明横断山区近19 年来干旱变化情况整体呈下降趋势,空间分布呈现南高北低的变化趋势,严重干旱主要集中分布在攀枝花市附近及湿热地带;北部则集中于三江流域（澜沧江、怒江、金沙江）附近及红原草原地区;干旱程度最严重的阶段是夏季,由春季逐渐向夏季过渡期阶段干旱面积明显增加．3）随海拔的增加,耕地分布多集中于海拔<3 000 m的地区,林地分布海拔为1 000~5 000 m的地区,草地主要生长于海拔>5 000 m的地区;19年来耕地、林地和草地中TVDI_E总体呈减弱趋势,但处在高原过渡带及干热河谷周围的植被的干旱呈增加趋势．在生长季缺水期时,南部地区的植被、高原过渡带林地和北部高原的草地受干旱影响严重．4）TVDI_E与日照时间的正相关性最高,与相对湿度的负相关性最高．气象因子对春初和秋末的TVDI_E复合作用最强,大部分区域呈现显著正相关．      

云南连年旱灾的社会应对行为构成及变化研究

本文以云南省2009—2013年连年旱灾为例,利用气象数据和报刊资料分别构建了逐月的气象干旱演变序列和逐日的社会应对行为次数序列,通过序列的对比分析得出:4年间气象干旱持续发生,旱情不断叠加,缓解困难,其中以2009—2010年的旱情最为严重;旱灾形成原因复杂多样,主要由大气环流异常配置引起.社会应对行为的多少与气象干旱的严重程度有较大相关性,随着时间推进,社会对干旱的敏感性逐渐增加、从初期的滞后(2~3个月)应对变为及时应对;政府在抗旱救灾中起主导作用,其应对行为占所有行为的79%,第一年以短效应急行为(统筹部署)为主,随着干旱持续,长效减灾行为(水利建设)增加;社会组织主要的应对行为主要是捐赠;灾民个体应对相较而言能力有限,其行为不能通过报刊信息得以全面反映.政府应在后续旱灾防范工作中加强生态建设和提高工农业用水效率.     

驻马店市灾害性天气预报服务系统

驻马店市灾害性天气预报服务系统平台包括信息资料采集与处理、资料分析应用、灾害性天气预报模型与本地客观预报方法、灾害性天气实时监控、预报产品制作与分发、上级与本地预报产品查看、灾害性天气过程资料备份与气象资料统计查询、灾情收集与上传、预报管理与质量评定9个子系统,用于灾害性天气监测、预报、预警与对外服务.该系统主要用于常规气象预报服务、公共气象服务、决策气象服务工作.目的是使灾害性天气预报业务服务更加系统化、规范化,减少重复劳动.     

1961—2010年中国旱灾时空分布特征研究

采用《中国统计年鉴》和中国农业灾情数据库中的统计资料,重建了1961—2010年中国旱灾的时空分布特征．通过对旱灾时间分布特征的研究结果表明,近50年我国的干旱化程度呈上升趋势．干旱的时间分布存在几个明显的高值区和低值区,旱灾严重年份大多分布在高值区内,旱灾较轻年份大多分布在低值区内．对旱灾空间分布特征的研究结果表明,中国旱灾的空间格局存在东西分异,且以东部型为主．旱灾在不同省（市、区）的分布有很大的差异,山西、河北、内蒙古、山东等省份的旱情比较严重．另外,中国各区域旱灾的季节分布差异也很大,东北、华北和西北地区多发生春、夏旱,长江中下游地区多发生夏、秋旱,华南和西南地区多发生冬春连旱,青藏高原地区的干旱主要发生在5—7月和10月．     

GIS的干旱监测信息系统研究

利用遥感信息数据，结合地面观测资料，通过干旱监测模型及高程（DEM）数据，在GIS的平台上建立干旱监测信息系统。在监测不同灾害时，能根据监测区的特性将监测区设置成不同的分区，并针对每一分区确定监测指标，快速、准确地实现监测区内的农业气象灾害监测及等级划分。并以2004年6月份辽宁省干旱监测为例，进行了干旱等级划分及面积监测分析。     

气候变化背景下中国西北地区作物干旱灾损评估技术——以甘肃省春玉米为例

 为了定量评估气候变化背景下中国西北地区作物干旱灾害损失,本研究以甘肃省春玉米为例,构建了用于春玉米干旱灾损评估的生物气象指标——DI指数,该指标由CI指数和水分适宜度构成,前者反映中长期降水和热量条件的作用,后者表征作物供水与生理需水的关系。在对该指标进行了验证分析和可行性评价的基础上,以干旱减产和生长季降水量为依据对DI指数进行了等级划分,分别表示轻、中、重、特重干旱。利用气象台站逐日降水量和气温、玉米单产和总产、发育期和生理需水量资料反演了历史逐日DI指数,计算了累积DI指数,给出玉米种植区代表站春玉米DI指数时空变化规律,对农业种植制度调整、作物布局和防灾减灾具有一定的实际意义。     

明清时期河南省干旱灾害时空变化特征

干旱是我国自然灾害中发生最频繁,最严重的一种气象灾害,对农业生产生活造成了严重的损失.当前已有学者对我国明清时期华北、华中、江南地区的干旱灾害进行较多的研究;而关于河南省的干旱灾害的研究,尤其是干旱灾害等级的划分标准和时空变化特征仍鲜有报道.基于此,通过对历史资料的收集和整理,对明清时期(公元1368-1911年)河南省干旱灾害的等级划分与时空变化特征进行研究.结果表明:(1)明清时期河南省共发生轻度旱灾115次、中度旱灾86次、重度旱灾7次,特大旱灾29次;(2)在时间分布上,干旱灾害年际变化呈现波动性,同时与"小冰期"有较好的对应关系;(3)在空间分布上,干旱灾害发生频次呈现出西北部较多,东南部较少的特征.其研究结果对探索未来气候变化规律提供新的视角.