基于最优拟合函数的SPI指数的松嫩平原干旱特征分析

松嫩平原是我国重要的商品粮生产基地,利用松嫩平原21个气象站点1961—2015年逐月降水数据,选用基于最优拟合函数的标准化降水指数作为干旱指标,分别从干旱频率、干旱历时、干旱站次比等角度,分析松嫩平原干旱的时空变化特征.从季节来看,松嫩平原冬季出现了显著的湿润趋势(P=0.002),春季次之(P=0.039),两季的干旱频率分别为26%和29.7%,且均有重旱现象发生;夏季和秋季呈干旱化趋势,干旱频率均为22.2%,但没有重旱现象发生.从年尺度上看,松嫩平原54 a间发生持续时间为7个月及以上的干旱事件共7次,远高于其他连旱事件的次数,但总体表现为湿润化趋势.从空间来看,在年、季尺度上干旱频率整体从西南向东北递增,冬季的高频干旱区主要分布于泰来、明水和扶余及其周边地区,呈零星分布;春季和夏季主要集中于松嫩平原东北部,其中春季的高频干旱区面积大于夏季的高频干旱区面积;秋季主要集中于松嫩平原西北部和中部,主要分布于富裕、齐齐哈尔和安达等地.尽管松嫩平原的干旱严重程度有所下降,但54 a间有39次出现了全域性干旱,并且干旱的影响区域呈扩大趋势.该结论能为松嫩平原的抗旱减灾及保障粮食安全提供...     

三江源区多尺度水文干旱特征及植被的响应

采用标准化降水指数SPI和遥感植被指数(NDVI、EVI)量化1961—2018年三江源区的生长季植被和水文干旱的演化特性,基于Mann-Kendall趋势检验法分析了三江源区1961—2018年干旱与植被的时空演变趋势,并基于斯皮尔曼等级相关系数进行了不同干旱变量与植被指数的相关性分析。结果表明： 三江源区季度干旱事件发生于1963年、1966年、1984年、1992年、2000年和2017年;春季有显著湿润化现象（平均趋势特征值Z=228）,秋季澜沧江源和长江源中部有不显著干旱威胁;5月黄河源以北地区有显著植被增加趋势,9月长江源中部与澜沧江源有不显著植被退化趋势,2000—2018年植被变化趋势是北部强于南部、西部强于东部;21世纪以来,干旱事件与植被有一定的响应关系,SPI3与植被指数显著正相关。     

基于标准化降水指数(SPI)的宝鸡地区干旱趋势变化及周期研究

目的研究基于标准化降水指数(SPI)的宝鸡干旱变化、突变以及周期等特点。方法利用宝鸡地区3个标准站1961-2016年的逐月降水数据,选用SPI作为干旱监测指标,辅以小波分析、滑动T检验、Yamamoto检验等方法进行分析。结果 1961-2016年宝鸡地区SPI在波动中呈下降趋势,变化倾向率为0.095/10a。夏季最为湿润,春季和秋季有下降倾向,倾向率分别为-0.06/10a和-0.062/10a,冬季最干旱。1961-2016年宝鸡地区干旱变化存在多个震荡周期,其中15a为第一主周期,6a为第二主周期。宝鸡地区干旱突变年份主要为20世纪70年代末到80年代初以及2000年左右。结论宝鸡地区1961-2016年气候变化呈现干旱倾向,春、秋两季的干旱气候主导了地区干旱趋势,且未来几年仍有干旱趋势。     

1991—2020年南靖县气候特征和干旱化趋势分析

基于漳州市南靖县国家气象站1991—2020年的逐月降水量和气温资料,通过线性倾向估计法及计算标准化降水—蒸散指数(SPEI),对近30年南靖县降水、气温变化及干旱化趋势进行分析。结果显示,1991—2020年南靖县气候呈现暖干化发展态势,降水量以87mm/10a的速率减少,冬季、春季和夏季降水量均呈减少趋势,其中夏季减少最显著,减少的速率达91mm/10a,秋季降水以30 mm/10a的速率呈上升趋势;年平均气温以0.3℃/10a的速率逐年增高,四季的平均气温均呈上升趋势,夏季和秋季上升趋势显著,上升速率分别为0.3℃/10a和0.5℃/10a;干旱强度以0.16/10a的速率在增强,干旱月数呈增加趋势,干旱强度和月数均随年代际呈逐步增强的趋势。     

西北春季标准化降水指数及干旱时空特征分析

利用西北5省(区)137个测站的1961-2009年历年春季降水量资料计算标准化降水指数(SPI),统计了西北春季轻旱、重旱、特旱发生的空间分布和时间变化,然后用EOF,REOF,M-K等方法对西北春季SPI时空特征和变化趋势进行了研究.结果表明:新疆北部、甘肃河西及青海中部是干旱的主要发生区域;干旱面积率在1980年以前较高,而1981-1990偏轻,1991-2009缓慢增加.西北春季SPI结构的最明显特征是整个西北表现为一致的旱(或涝)的特征,新疆、青藏高原及西北东部是2个异常中心区,过渡带位于新疆的东部;西北春季SPI异常结构的另一显著特征是,新疆北部及青海南部与西北东部旱涝为反相结构,西北东部的多(少)雨往往对应新疆北部和青海南部的少(多)雨.利用SPI可将西北春季划分为4个旱涝异常区:青海高原区、西北东部区、新疆北部区、南疆区;并由各区代表站的SPI的M-K突变检验得,从1980年代开始,青海高原区春季降水增多,并且趋势十分显著;与其相反的是,西北东部区近年春季降水有减少的趋势;北疆区从1997年开始,春季降水有增多的趋势,而南疆区春季降水增多的趋势不十分显著.     

基于SPEI的华北平原近55年干旱时空特征分析

基于华北平原53个站点1960—2014年逐日气象数据,利用标准化降水蒸散指数(SPEI)、Mann-Kendall趋势分析、小波分析等方法,对华北平原的干旱年际变化趋势、干旱频次变化特征、干湿周期变化、干旱四季变化趋势、干旱频率等进行分析,从而揭示出华北平原干旱的时空特征变化.结果表明:近55年华北平原及表现出干旱化趋势.干湿变化存在3年、5年以及10年的振荡周期,且未来几年干旱趋势为偏旱.四季干旱趋势变化具有明显差异性,秋旱范围最广,具有较明显干旱化趋势.春旱频率分布呈北多南少,东多西少的特点;夏旱频率以河北省西部和河南省最高;秋旱高频区较夏季少,频率大都在32%~34%间;冬季干旱频率在河南省北部、山东半岛以及河北省西部较高.     

基于Z指数的若尔盖湿地干湿变化研究

若尔盖湿地位于青藏高原的东部边缘,是世界上海拔最高的泥炭湿地沼泽.但随着全球气候变化,若尔盖湿地正面临着严重的环境和生态危机.本文利用若尔盖湿地4站近30年(1982～2011年)的春季(3～5月)月降水数据,计算并分析了该区域的气候干湿变化情况.利用能较好反映区域气候干湿变化的指标Z指数,研究和讨论了若尔盖湿地区域近30年来干湿状态的变化的基本特点.近30年内,湿地北部的若尔盖和玛曲两站干湿变化趋势较小,但出现了旱涝发生频率增加并且严重旱涝事件增多的现象;而位于湿地南部的红原和松潘两站,则表现出了较为显著的变湿润的趋势.     

1961—2019年南平市四季开始日期及长度变化特征

利用1961—2019年南平市10个区县国家自动站的气温资料,分析南平市气候季节开始日期及长度的变化趋势.结果表明,春季、夏季开始日期由东南向西北依次推迟,秋季、冬季开始日期则正好相反.四季开始日期春、夏均提早,秋、冬均推迟.各台站春季、秋季平均长度相差不大,夏季、冬季平均长度相差较明显,北部夏季平均长度明显比南部短,...     

新疆气候干湿变化特征分析

选取1961～2015年新疆55个气象站点的逐月观测气温、降水数据,采用标准化降水蒸散指数(SPEI),3个月时间尺度可以反映季节的干湿变化状况,因此采用SPEI-3分析得到近55年新疆气候的干湿变化特征。结果表明:1)从SPEI-3每10年干湿变化速率分析,新疆气候整体有微弱的变干趋势,变化速率为0.055,表现在不同站点上的干湿变化速率有所不同,最大的变湿速率为0.229,最大的变干速率为0.400。2)在1961～1987年,处于干旱和干旱缓解期的交替期,1987～1996年处于干旱缓解期,其中1997年和2008年,是较严重的干旱年份,干旱站点数比例分别为82%和78%;在阈值R1=-0.20、-0.30、-0.40下,1997年干旱烈度和干旱历时均达到最大值。3) EOF1特征向量值最大为0.150,反映研究区整体干湿变化在减弱,且有变干趋势;EOF2和REOF2是南北疆反向变化,特征向量值最大值分别为0.210和0.250,从线性变化趋势可看出北疆的干旱化加剧,而南疆变干趋势减弱;EOF3和REOF3是东西相反的分布形式,最大特征向量值均为0.320,表现为东天山有变干趋势,而南疆西部有干旱缓解趋势。     

临沧市近46年秋季旱涝分布规律初探

应用临沧市各县（区）1961～2006年9～11月秋季降水量资料,统计分析临沧市秋季旱涝的时空分布特征,秋季降水每10年变化特征以及秋季降水异常情况,结果表明,临沧市秋旱多于秋涝,20世纪90年代,是临沧市旱涝多发期,21世纪初期是临沧市秋旱出现频率最高时段;秋季旱涝分布不均,北部与南部较西部和东部多,且南部多于北部;46年来,临沧市秋季降水呈偏少趋势,共出现秋季降水异常12站次,占总站次的3．3％。     

基于标准化降水蒸散指数的宁夏中部干旱带干旱趋势分析

基于标准化降水蒸散指数(SPEI),选取1960～2012年宁夏中部干旱带的海原、同心、麻黄山、兴仁、盐池五个气象站的降水和平均气温资料作为代表,计算各站SPEI序列,研究宁夏中部干旱带在不同时间尺度、不同季节尺度下的干湿演变趋势、干旱发生强度和频次变化以及干旱发生范围变化。结果表明:①SPEI中起决定性作用的因素是降水;②SPEI值的变化对不同时间尺度的敏感性不同,时间尺度越小,干湿变化趋势越明显,甚至是正负波动振荡;③宁夏中部干旱带干湿变化明显,不同季节均呈湿润化趋势,且以轻度干旱和中度干旱为主,干旱发生范围和干旱发生强度总体呈缩小趋势。     

祁连山东、中段树木年轮反映的春季降水变化信息

春季降水是祁连山树木生长的主要限制因子。本文利用树木年轮资料重建了祁连山东、中段春季降水,对比了东、中段春季降水的变化特点,发现东段树木年轮主要反映短周期的降水变化,中段反映较长周期的降水变化;东段280年以来大部分时间比近50年湿润,即近50年东段的春季降水有所减少,中段230年以来大部分时间比近40年干旱,但相比于20世纪40年代的多雨,近十多年来中段春季降水正处于减少阶段;祁连山中段春季降水从湿润到干旱过程比较缓慢,即逐渐变干,而从干旱到湿润经历时间短,变湿相对迅速,东段呈现相反的变化趋势。祁连山东、中段春季降水的不同特点可能和不同的降水系统影响有关,树种的不同可能也有一定的影响。     

西北地区干旱趋势变化特征及其对气候变化的响应

选取西北地区1961~2014年124个气象站点逐日气象资料,分析该区域降水量及可能蒸散量变化特征,采用相对湿润度指数探讨分析该区域四季及喜温、喜凉作物生长季干旱趋势变化特征及其对气候变化的响应。结果表明:(1)西北地区降水量短缺呈增加趋势,可能蒸散量呈减少趋势,二者区域间差异均较大,其上升、下降趋势信度达99%及无明显变化站点分别占西北地区总站点的23.4%、0.8%、75.8%和18.5%、31.5%、50%。(2)西北地区相对湿润度表现为春季多特旱,夏秋两季多轻旱,冬季及喜温、喜凉作物生长季多中旱,且秋季呈变干趋势,其余各时段呈变湿趋势,春、夏、冬三季极为显著,空间上总体呈东南向西北逐渐递增后趋缓的趋势。(3)西北地区不同干旱发生频率总体呈现出春季冬季秋季夏季,喜温作物生长季喜凉作物生长季,而干旱频率区域分布特征与相对湿润度基本一致。(4)西北地区各时段日平均气温均呈显著增加趋势,降水量在秋季表现为减少趋势,其余各时段均呈增加趋势;日照时数在春季、喜温和喜凉作物生长季表现为增加趋势,而在夏、秋、冬三季表现为下降趋势;相对湿度、风速在各时段均表现为减少趋势。(5)相对湿润度指数M与各时段降水量、日照时数及相对湿度的相关性最大,与各时段风速及日平均气温也存在一定的相关性。     

河南省干旱的时空分布规律与趋势分析

利用河南省1973—2012年的日平均气温和降水数据逐日计算综合气象干旱指数IC,通过统计各季节的干旱发生频率、强度、天数分析河南省干旱发生频率、空间分布、随季节的演变和年际、年代际变化,同时对全球变暖背景下的干旱时空分布规律和趋势进行分析.结果表明,河南省干旱具有显著的向北增多的分布特征,无论干旱的发生频率、持续天数还是强度都是北部地区大于南部地区,安阳、新乡是干旱最严重的地区.从干旱发生的季节性来看,易发生全省性春、秋旱,发生频率均在75%以上.从干旱的多年平均发生天数来看,春、夏和秋季易发生大范围轻旱,大部分地区的干旱天数在15d以上;大范围的重旱、特旱不易发生.从趋势分析来看,春、秋旱呈增加趋势,夏、冬旱呈减少趋势.在所统计的年份中,1978,1988,1995,1997和2001年是干旱最严重的5年.     

山东春季降水的时空分布特征

根据1961～1998年共38年的山东省81个地面站的降水资料，应用自然正交函数展开(EOF)方法，分析了山东省38年春季月、季降水量．根据总体累积贡献率和空间分布特征，发现前1个典型场就基本能全面地反映山东省春季降水分布的主要特征，其贡献率高达92．27％，据得出山东省春季降水分布类型：总体一致型．山东3、4、5月份降水第2特征向量的变化特征反映了山东春季季节转换的特点．山东春季易出现干旱．山东春季降水有明显的年际变化，存在4．8年的周期振荡。     

淮北平原区浅层地下水埋深时空分布特征

基于淮北平原区104个观测井1980～2007年的月地下水埋深数据和97个气象站点月降水数据,研究地下水埋深的时空变化规律,并探讨影响地下水埋深的主要影响因素。主要结果如下:①年代际来看,地下水埋深1980年代是最浅的,1990年代地下水埋深最深,最大地下水埋深发生在淮河流域的特大干旱、严重干旱和中度干旱的当年或下一年。②南部地区地下水埋深小于北部地区,东北部的地下水埋深最深;夏季地下水埋深平均最小,春季最大,其次是秋季和冬季。③1980～1985年和1990～2007年地下水埋深在作物生长季节(3～9月)呈增加趋势,1985～1990年地下水埋深呈减小趋势。④3～5月和9月的中西部地区尽管地下水埋深减少,但是降水呈减小趋势。8～9月中东部地区地下水位下降主要是因为降水减小引起的。     

陕甘宁及内蒙古西部地区春季降水的气候特征

利用陕西、甘肃、宁夏和内蒙古西部地区64个测站1961～2000年春季降水量的资料,采用EOF、REOF、小波分析和突变分析等方法,对陕甘宁及内蒙古西部地区春季降水的空间分布特征和时间演变规律进行了诊断分析研究.结果表明:陕甘宁及内蒙古西部地区春季降水的空间分布既有整体一致的特性,也存在东部和西部、南部和北部相反变化的差异,可将陕甘宁及内蒙古西部地区划分为三个主要的降水异常区域:陕南秦岭区、甘蒙西部区和河套区.各异常区代表站资料反映出近40a来陕甘宁及内蒙古西部地区春季降水呈减少趋势,但未发生突变现象,并且存在着14a,8a和2～6a的周期变化.     

河南省近53年旱涝变化特征分析

根据河南省17个气象站1961-2013年逐年的降水和温度资料,基于降水温度均一化指标,并结合趋势拟合方法,定量分析河南省降水温度均一化指标、干旱站比例、洪涝站比例以及旱涝站比例,揭示了该研究区域旱涝时空变化特征.结果表明:降水温度均一化指标总体上以-0.15/10a的速率下降,在一定程度上说明河南地区趋于干旱化的趋势;在空间分布上,各测站的降水温度均一化指标线性趋势值有较强的空间分布规律,干旱化趋势沿西北-东南方向逐渐减弱,黄河流域以南旱涝频率较高,而其中孟津地区的旱涝频率也较高.总体来看,河南地区干旱有加剧趋势,洪涝则减缓.研究结果与实际基本相符,可为河南省相关部门制定抗旱涝对策提供参考.     

基于多源数据的2001—2010年我国干旱时空分布特征

准确和全面评价我国陆地干旱时空变化格局,有助于防旱减灾及评估生态系统的稳定性及其对气候变化的响应.利用气象和遥感观测数据,选取3类干旱指数,包括仅基于降水数据的标准化降水指数(SPI)、基于2层土壤模型的帕尔默严重性干旱指数(PDSI)及基于遥感植被指数信息的干旱严重性指数(DSI),对比分析了我国2001—2010年的干旱时空分布特征.结果表明:1)就国家尺度上而言,2001—2010年,我国干旱程度没有呈现显著变化的趋势(P0.05),3类干旱指数在2001—2010年变化趋势基本一致;SPI和PDSI在时间尺度上的相关性达到66%;2)时间尺度上,2001,2006和2009年是那个10年内干旱程度最大的3个年份;3)我国干旱变化在南北地区有着不同的趋势:东北地区及北部地区(华北平原一带)干旱化范围和程度在减弱;而南部地区,特别是西南地区干旱影响的范围在加大,干旱程度呈严重的趋势.     

四川南部秋季降水变化及相应大气环流异常特征

利用1961—2014年全国756站的降水资料和美国NOAA-CIRES的20CR月平均再分析资料,研究了四川南部秋季(9～11月)降水变化及其相应的大气环流异常特征。结果表明,四川南部秋季降水具有显著的年际和年代际变化特征,其年际周期以2～4 a和准6 a为主,年代际周期以9～15 a为主。它与黄淮流域同期降水存在显著的负相关关系,与四川南部秋季降水关系密切的大气环流结构是北大西洋—俄罗斯西部—蒙古西部—东亚(NRMA)遥相关波列,NRMA遥相关波列在东亚地区激发出一个气旋性环流,与此同时,中南半岛西侧存在一个反气旋性环流,以上环流型有利于北方冷空气和来自孟加拉湾的暖湿气流在四川南部地区汇合,从而容易导致该地区降水的产生,反之亦然。