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...     

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.     

基于标准化降水指数的贵州省近54a干旱时空特征分析

近年来我国干旱灾害频繁发生,对人们生活、生产造成了严重影响。本文以贵州省为例,选用标准化降水指数为干旱指标,分析年度和季节的干旱发生频率的变化特征。结果表明：近54年来,贵州省年季和季节干旱总体上呈现阶段化趋势,整体表现为干旱增加趋势,1980s中后期和21世纪初期是干旱频发期。干旱频率在空间分布上差异显著,东部地区年尺度干旱较为常见;季节尺度上,除了夏旱高频区呈零星状分布外,其他如春旱主要发生于中部及东部地区,秋旱高发区集中分布于中部和东北部地区,冬旱常发生于贵州省北部地区。研究表明SPI指数能够较好地反映研究区年际及季节性干旱变化特征,能为该地区制定防旱抗旱措施提供理论支撑。     

2018-2100年黄土高原地区干旱的时空变化

基于高空间分辨率的气候数据,计算黄土高原地区的标准化降水蒸散指数(SPEI),分析该地区干旱变化趋势、干旱等级转换以及干旱发生频率的时空变化.结果表明,与历史时期(1901-2017年)相比,未来时期(2018-2100年)的干旱发生次数增加,其中中旱发生次数明显增多;在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,未来时期整个黄土高原的SPEI将分别以0.120、0.096和0.206/10 a的速率显著下降.在地理空间上,未检测到未来时期呈显著上升的SPEI趋势,而干旱趋势显著加重的区域占黄土高原面积的51.62%～99.90%;在本世纪末(2071-2100年),该比例为44.54%～84.25%;这些区域主要分布于黄土高原的北部和西部.从当前时期(1981-2010年)到本世纪末,黄土高原超过80%的地区将发生无旱到轻旱的等级转换,黄土高原西北部将发生无旱到中旱的等级转换.气候变化将增加极端干旱发生频率空间分布的差异,在RCP8.5情景下,黄土高原西北部的极端干旱发生频率较高.     

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.     

我国北方干旱的时空分布特征分析

通过对北方干旱和半干旱地区时间序列的降雨、径流等资料研究,采用降雨距平百分率和分时段多年降雨空间分布分析方法,进一步了解我国北方降雨,径流与干旱空间变化的全貌,并据此对北方各主要地区的干旱情况进行了分析,为全面掌握、研究和预测北方干旱和生态环境的演变发展奠定基础。     

基于SPI指数的内蒙古干旱时空分布特征研究

利用内蒙古47个气象站点1961-2013年的气象资料,采用线性趋势分析、标准降水指数分析方法,研究内蒙古近53年干旱的时空变化特征.结果表明:1区域年降水量以-0.039 5mm/a的速率缓慢下降,在空间上呈现总体下降、局部上升的格局.2春季和冬季降水呈现全区性增加趋势,秋季东部减少西部增加,夏季呈全区下降趋势,且速率(-0.32mm/a)远大于年降水量,其中半干旱区下降趋势最明显,是气候变化的敏感地带.3年际尺度SPI呈现干旱波动性增强、强度加剧、影响范围扩大并向东移动的趋势,且与当地环境变化情况相吻合.4季节尺度SPI对降水的敏感性更强,其中各季节干旱逐渐频发且强度加剧,表明干旱强度是造成研究区生态环境恶化的重要因素,在空间上季节尺度SPI对半干旱到干旱的过渡地带响应最为敏感,而对极干旱的阿拉善地区敏感性较差,即SPI对降水变率大的地区指示性更好.5相对于降水距平法和降水Z指数,SPI在对干旱的定量化和滞后效应的描述方面更加直观且准确,能为区域干旱情况做出可靠的评价.     

珠江流域 1981-2020 年水文干旱时空特征分析

基于VIC模型和汇流模型生成的1981—2020年5 km×5 km网格模拟流量数据,构建了长历时、网格化的标准化径流干旱指数(SRDI),对珠江流域水文干旱时空演变特征进行了评估。结果表明：基于模拟流量构建的网格化SRDI能够较好地模拟珠江流域干旱时空演变过程;珠江流域水文干旱的时间演变特征明显,干旱集中发生在夏季,秋季可能发生大范围的水文干旱,季节尺度上一年四季均有可能发生极端干旱;珠江流域水文干旱在空间格局上呈现为自东向西由干旱高频区向干旱长历时、高烈度区过渡分布。     

基于标准化径流指数的水文干旱特征分析:以塔里木河为例

运用标准化径流指数(standardizedrunoffindex,SRI)和标准化降雨指数(standardizedprecipitationindex,SPI)对塔里木河源流区月径流量和月降水量进行了全面系统的分析,结合历史干旱资料和游程理论分析干旱指数适用性和干旱变化特征,结果表明:1)3个月尺度的SPI和SRI均能够较好地反映塔河流域干旱特征,阿克苏河流域和开都河流域山区气象站SPI3和SRI3的相关性高于其他域;2)和田河流域和叶尔羌河流域的干旱发生频率大于阿克苏河流域和开都河流域,但其干旱历时小于阿克苏河流域和开都河流域;3)1987年以后源流区的轻度干旱年均干旱次数少于1987年以前,主要是因为降雨、气温的增加和水利工程设施的修建.耕地面积迅速增加是1987年以后的极端干旱的干旱历时和干旱烈度大于1987年以前的主要原因.      

山东省2015—2018年空气质量指数的时空模式可视分析

随着我国经济的快速发展,不可避免的伴生了一系列环境恶化问题。为了分析和掌握近年来山东省大气质量的变化状况,本文充分利用山东省2015—2018年的空气质量监测数据,通过时序变化分析、空间自相关分析、大气质量重心迁移分析等方法,对山东省17个地市的空气质量指数（AQI）进行了年际序列变化及季节性变化特征分析,并通过建立的空间自相关和重心迁移模型,探索了17个地市AQI的空间聚集特征及重心迁移发展规律。研究结果表明：山东省各地市的AQI在年际尺度上是逐年降低,西部和中南部等地区空气质量较差,空气质量呈现出冬夏分明的季节性变化,而沿海地区的城市空气质量整体较佳,季节性规律表现不太明显;各地市AQI的Moran''s I（莫兰指数）逐年降低,各地市空气质量空间自相关性呈逐年减弱的聚集态势;重心迁移分析表明山东省城市群近年来的AQI重心呈现出自西向东微弱偏移的趋势。     

基于CMIP5多模式集合预估贵州省干旱时空变化

为了科学合理地预估干旱变化对水资源管理系统造成的影响,以贵州省为研究对象,标准化降水蒸散指数(SPEI)为监测指标,结合国际耦合模式比较计划第5阶段(coupled model intercom-parison project 5,CMIP5)多模式集合数据资料,综合分析了2020—2100年贵州省干旱变化趋势及时空演...     

基于降水Z指数的晋中市干旱特征分析

为了更好地了解晋中市干旱演变特征,为当地政府开展防灾减灾提供科学依据,利用晋中市所属11个县（区、市）1971～2020年逐月降水资料,采用降水Z指数作为气象干旱等级评价指标,分析了晋中市近五十年的年际及季节干旱变化特征.结果表明：近五十年来晋中市降水Z指数以0.023/10年微弱速度递增,其中1985～2008年期间为主要干旱时期;春季和秋季降水Z指数分别以0.148/10年和0.017/10年速率递增,夏季降水Z指数无明显变化,冬季降水Z指数以0.045/10年微弱的速率递减.晋中市严重干旱年发生的原因与夏季发生重旱和季节连旱有直接的关系.     

基于MCI的河南干旱时空变化特征分析

利用1971～2018年河南110个气象站点逐日逐日气温和降水量等资料,根据《气象干旱等级》干旱标准,计算得到各站点近48年逐日气象干旱综合指数（MCI）。基于MCI指数分析了历年平均干旱日数、各等级干旱年平均干旱日数、各季节平均干旱日数和干旱站次比的年变化、季节变化特征。结果表明：近48年来河南年平均干旱日数整体趋势自南向北逐渐增加,轻旱、中旱等级干旱年平均日数呈北多南少趋势,春季、夏季和冬季平均干旱日数呈北多南少趋势;近48年来干旱站次比的变化范围较大,区域性干旱在该地区出现的频率最高,河南干旱发生的范围有加大的趋势,除冬季外其它三个季节干旱发生的范围有逐渐加大的趋势。     

2001—2020年江西省农业干旱发生时空格局的遥感评价

基于MOD16A2蒸散数据产品,该文计算粮食作物生长季(4—10月)的作物水分胁迫指数(CWSI),分析江西省2001—2020年粮食作物生长季农业干旱发生时空分布特征.得到如下主要结论:1)利用CWSI遥感提取的农业受旱成灾耕地面积与统计结果具有高度一致性,这表明CWSI作为干旱评价指标具有一定的合理性; 2)赣北鄱阳湖平原和赣中吉泰盆地等农业耕地集中连片分布区的受旱程度较高,而农业耕地相对破碎化的山地丘陵区农业受旱程度较低; 3)在评估期内,2003、2004、2007、2008、2009、2013、2019和2020等年份农业干旱严重; 4)受降水季节性分配不均的影响,江西省的农业干旱主要发生在4、5和10月份.     

基于VCI的2003—2017年广东省干旱时空变化特征分析

为了研究近年来广东省干旱情况的时空变化特征,利用8天250 m分辨率的MODIS地表反射率数据,计算了2003—2017年广东省植被状态指数(Vegetation Condition Index,VCI),并以VCI为干旱指标,采用趋势分析、频率分析和MK检验等方法,对全省干旱的时空特征和趋势进行了分析.结果表明:广东省2003—2017年间的VCI整体呈现显著的上升趋势,80.3%以上区域的VCI变化趋势倾向率为正值,表示全省大部分地区旱情逐年减轻;全省大部分区域发生干旱的频率在0.2～0.6之间,以中旱为主(发生频率:0.2～0.4),重旱较少出现(发生频率:0～0.2);广东省总体干旱面积占比逐年降低,中旱和重旱面积占比也呈现下降的趋势; 2017年与2003年相比,总体干旱面积占比减少了39.5%;总体上看,广东省近年来干旱严重程度在逐年减轻,干旱面积也逐年减少.     

华北冬小麦作物气候干旱指数研究

作为农业干旱指标,降水距平百分率未考虑底墒作用,不同发育期水分对产量影响不同.利用降水距平百分率指数构建了华北冬小麦作物气候冬小麦干旱指数.该指数将冬小麦不同发育阶段的水分产量反应系数应用到降水距平干旱指数中,同时量化底墒对冬小麦生长发育过程中起到的重要作用.通过对河南省卢氏县冬小麦历年干旱和减产率进行计算和分析,结果表明,作物气候指标负距平百分率和减产率的相关性明显高于降水负距平百分率和减产率的相关性.作物气候冬小麦干旱指数在评估冬小麦干旱时要优于降水距平百分率,将作物和气候干旱相结合能更准确地评估冬小麦干旱,弥补降水距平百分率作为农业干旱指数只涉及气候干旱的不足.     

基于降水Z指数的贵州省农业干旱时空演化特征

探讨贵州省农业干旱时空演化特征,以期为农业干旱驱动机制研究提供理论参考。选取1961—2015年贵州省77个气象台站逐年降水资料,基于降水Z指数,识别贵州省农业干旱程度,结合空间插值与线性趋势方法,分析贵州省农业干旱等级及频率的时空特征。结果表明:1)近55年,贵州省农业干旱现象较为普遍,干旱面积百分比均值高达65%,干旱强度呈周期性增强、减弱交替出现的趋势; 2)重旱发生区域主要分布在贵州省东北部、中部、西南部,2011年重旱现象最为严重,重旱面积占全省总面积的26%; 3)贵州省农业干旱强度与干旱频率呈负相关,重旱频率为1. 26%～11. 39%,大旱频率为1. 55%～25. 74%,偏旱频率为1. 53%～29. 11%。     

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.     

1960-2014年河南极端降水特征分析

基于河南1960-2014年17个气象台站日降水实测数据,采用线性趋势与分析方法,根据选取的9个极端降水指数,分析了河南省极端降水的时间演化和空间分布,探讨了影响极端降水的因素.结果表明:(1)河南极端降水指数多年均值的空间分布整体呈现由北向南连续干日数减弱、年总降水量和大雨暴雨日数增多,自西向东平均日降水强度增强的分布规律.(2)该区极端降水指数长期演变趋势存在一定的空间差异.大部分地区降水量减少,但发生干旱和大到暴雨的日数却增加;而河南东部地区的极端降水事件呈现增强趋势,南部地区则表现为减弱趋势.(3)极端降水指数具有明显的年际和年代际时间变化规律,整体表现为20世纪80年代早期偏多、90年代偏少、21世纪后又增多的特点.河南地区极端降水变化符合我国中部和北部地区极端降水整体呈减少趋势的研究结果;引起其变化的重要原因为异常大气环流所致.而由于极端降水事件本身的特殊性和复杂性,区域内极端降水事件的物理成因和机制还需要深入研究.     

商丘市1960—2018年暴雨时空变化特征

利用商丘市8个气象站1960—2018年逐日降水观测资料,通过统计分析、线性回归分析,对商丘市暴雨进行统计和趋势分析.结果表明:1960—2018年商丘市共出现暴雨、大暴雨和特大暴雨1187站次,其中暴雨日、大暴雨日、特大暴雨日各占83.7%、16.3%和0.4%.平均年暴雨日数20世纪80年代较少,90年代多,2000—2009年最多,2010—2018年最少,暴雨日数有7～9 a的变化周期.暴雨出现在春、夏、秋季,夏季暴雨日、大暴雨日分别占年总数的75.2%、84.9%,春秋季相差不大.暴雨日出现在3—11月,大暴雨日出现在5—10月,均在7月最多.年平均暴雨日为0.3～0.5 d,由东南向西北逐渐减少.暴雨开始日期提前3.614 d/10 a,结束日期推迟0.283 d/10 a,暴雨发生时间有延长趋势.单站暴雨日、区域性暴雨日分别占总暴雨日数的51.4%,48.6%;90.9%暴雨过程不超过1 d.平均年暴雨强度以2.416 mm/10 a的速率增大,一日最大降水量为363.6 mm.