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。     

宝鸡地区植被覆盖干旱敏感性监测

由于宝鸡地处大陆内部,地形封闭,降水年际变化量较大等原因,干旱已成为宝鸡最严重的自然灾害之一.而植被覆盖作为影响干旱的重要因素,对于改善宝鸡地区生态环境,减少雾霾天气具有重要意义.将气象站点数据和遥感数据结合,对比干旱事件与多尺度SPI的符合度,将植被覆盖干旱敏感性与SPI-3进行相关分析,比较植被覆盖敏感性与SPI-3之间相关性在季节上的差异.结果表明:①SPI-3与干旱事件的对应关系最明显;②春夏两季SPI-3与植被干旱敏感性的相关性高于其他季节;③运用植被覆盖干旱敏感性分析宝鸡地区2016年4—8月敏感性程度及分布,发现宝鸡地区敏感性分布区域逐渐扩大,敏感性增强,敏感程度多为轻微敏感和中度敏感.     

基于标准化降水指数SPI的西江流域多尺度干旱特征及其驱动力分析

为了较为全面表征流域气象干旱的演变特征,本文基于西江流域33个气象站1960-2015年降雨资料,采用标准化降雨指数(SPI)作为干旱指标,分别从年尺度(SPI12)和季尺度(SPI3)两个方面,分析了西江流域地区干旱站次比、干旱频率、干旱趋势和驱动力.结果表明:1)流域各地年降水量分布差异较大,且从东南往西北方向呈明...     

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.     

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.     

近50年黄淮海平原极端降水时空变化及其对农业的影响

气候变化下由极端降水引起的农业灾害频发,严重威胁我国的农业生产和粮食安全.以黄淮海平原63个气象站点逐日降水数据为基础,分析了1963-2012年降水事件频次和强度的时空变化、年际变化趋势的时空变化,并采用Pearson相关系数揭示极端降水对农业的影响.结果表明:(1)从空间分布来看,大雨总量、暴雨总量和大雨日数均呈现自东南向西北递减的特点,大雨强度的空间分布相对较均匀;山东省的暴雨雨量分布特征与总体不一致,自西南向东北递减.(2)从时间变化来看,大雨日数、暴雨日数和暴雨强度减少趋势均不显著,大雨强度上升趋势不显著.各指标年际变化趋势空间分布差异较大,呈增加趋势的站点少于呈减少趋势的站点.(3)从对农业的影响来看,河南省农业水灾面积与极端降水指标存在显著的正相关,降水日数的影响程度大于降水强度;冬小麦单位面积产量与全年和生育期内大雨日数和大雨总量均存在显著负相关;冬小麦单位面积产量与5-6月降水总量和降水强度呈显著正相关,与极端降水指标和连阴雨指标均呈显著负相关,不同降水指标对冬小麦产量的负效应表现为大雨>连阴雨>暴雨.     

呼伦贝尔市气候变化对森林草原火灾的影响及未来趋势分析

【目的】气候变暖是引发森林和草原火灾发生次数增加和过火面积扩大的重要因素。呼伦贝尔草原是中国北方地区重要的生态防护屏障,也是目前受气候变化影响最为严重的区域之一。通过研究呼伦贝尔市气候和森林草原火灾的历史变化,计算未来变化趋势以及干旱指数,为该地区应对气象灾害以及森林草原火灾的防御准备工作提供理论依据。【方法】利用重标极差(R/S)分析法、标准化降水蒸散指数(SPEI)分析等方法整理分析内蒙古自治区呼伦贝尔市1961—2018年的气象数据,得出过去及未来变化趋势以及干湿程度。通过分析1990—2018年呼伦贝尔市森林草原火灾数据,将气象要素与干旱状况分别与森林草原火灾数据相结合进行分析,得出火灾未来变化趋势。【结果】 ①1961—2018年内蒙古呼伦贝尔市气温和降水量增加,相对湿度和日照时间下降;气温未来变化趋势将与过去变化趋势相同,降水量、相对湿度、日照时间变化趋势将与过去变化趋势相反;2011年始呼伦贝尔市气候出现持续干旱状况,通过24个月的数据分析得出,未来将会持续保持干旱。②森林火灾的发生频度和过火面积均呈现上升趋势,分别为1次/a和318.38 hm ²/a;草原火灾的发生频度和过火面积均呈现下降趋势,分别为0.41次/a和12 486 hm ²/a。③当植物处于生长季时,草原火灾和森林火灾均与气温呈负相关,与降水量呈正相关,草原火灾与相对湿度和日照时间均呈正相关,森林火灾与相对湿度和日照时间均呈负相关。④森林草原的火灾频度和过火面积与短时间尺度SPEI均有很高的拟合程度,拟合曲线为二次函数。【结论】研究预测,未来呼伦贝尔地区干旱程度将会延续,森林草原火灾的发生与气象因素有很高的拟合度。建议当地有关部门在掌握本地气候变化基础上,制定合理的防护措施。     

新疆生产建设兵团地区气候资源变化及其对农业生产效率的影响

气候资源是农业生产的基本要素之一,当前全球气候变暖对农业造成一定的影响。对1990～2016年新疆生产建设兵团所在地区农业气候资源、农业生产要素、农业生产效率以及气候对农业生产效率的影响进行了研究。首先梳理了当地气温、降水和日照的变化特征和趋势;然后利用主成分分析当地农业生产的影响因素,基于投入产出理论利用数据包络模型分析当地农业生产效率,进一步构建农业生产效率和气象因素的多元线性回归模型。研究结果表明:多年来当地气温升高,降水增加,日照时长减少,南疆气温升高趋势比北疆明显,降水增量低于北疆;年平均气温变化以中长周期为主,降水从频繁的短周期转变为中长周期,波动幅度加剧;研究期内,气温和降水变化没有明显的突变点;自然资源、科技、现代农业生产条件和资金投入对当地农业生产影响较大;当地农业生产效率稳步提高,在当前气象变化条件下,气温和降水都对农业生产效率产生正效应,气温对农业生产效率的促进作用远高于降水。保障当地农业生产的长期稳定,要积极应对气候变化,充分利用气象资源变化带来的有利方面,预防极端天气带来的危害,提高农业生产的适应性和自我缓解能力。     

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。     

近48年长江源区降水时空变化特征分析

基于1966～2013年长江源区及周边在内7个气象站点的逐日降水资料,采用降水倾向率、Mann-Kendall趋势检验、Morlet小波分析及Hurst指数法等方法,分析了长江源区近48年来降水量时间序列空间分布特征、年际和年内变化趋势以及其周期性变化特征,并对降水未来的演变趋势进行了预测。分析结果表明：(1) 长江源区降水量存在明显的空间变化差异,总体分布趋势为由东南向西北递减;(2) 近48年来长江源区降水量呈现较为明显的增加趋势,增加速率为17 mm/10a,多年平均降水量为351.5 mm;(3) 长江源区降水量年内分配极不均匀,主要集中在汛期,约占全年总降水量的89.6%,而非汛期降水量仅占10.4%,且降水量具有较明显的季节差异,夏季降水最大,秋季次之,其次是春季,冬季降水量最小;(4) 长江源区降水量变化存在28 a左右的第一主周期,第二、三、四主周期分别为21 a、12 a和5 a;(5) 长江源区各气象站点及全流域的Hurst指数均大于0.5,表明降水量未来趋势与过去一致,即其未来仍将延续降水量增加的变化趋势。     

四平市降水量与农业干旱研究

四平市农业生产地位突出,但却受干旱灾害的困扰,特别是近几年旱灾已成为四平市农业发展的瓶颈,因此,研究农业干旱的发生规律尤为重要.从东北地区近500 a旱涝分布图中提取等级数据,结合四平市1951-1998年的年降水量和作物生长季(6-8月)降水量的变化特征,揭示了四平地区农业干旱的发生规律,得出四平地区在近一段时期将继续面临农业干旱威胁的结论.     

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。     

基于旋转经验正交函数法的广东省干湿状况时空特征分析*

基于1960-2011年广东省25个地面气象站点的逐日气象资料,采用6个月尺度的标准化降水指数（SPI）为干旱评价指标,计算了广东省各站点每月的干旱指数,并在此基础上利用Mann-Kendall 趋势检验法、旋转经验正交函数法（REOF）、小波分析等方法分析了该地区干湿状况的时间演变趋势和空间分布特征。结果表明：广东省变干趋势的月份主要集中在1-3月,而变湿的月份主要为7-9月,且中部地区变湿趋势的月份数要明显多于东西部。此外,雨季（4-9月）广东东部及沿海大部分地区呈变湿趋势,而冬季全省大部分地区都表现为变干的趋势;根据REOF方法可将广东省干旱分布特征划分为4个典型的空间异常型：南岭型、粤西型、粤东型和雷州半岛型;各空间型对应的旋转主成分（PRC ）序列分析结果表明,雨季各空间型都表现为统一的先变湿后变干趋势,而冬季除了雷州半岛型外则都表现为明显的变干趋势。小波分析结果表明各空间型干湿状况普遍存在1.5a、2～3a的显著变化周期。     

济南市降水特征时空演变规律分析

以济南市为研究对象,采用中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集中的降水数据,基于Mann-Kendall检验法和Sen‘s坡度法,对济南市各区域1979-2015年城区、山区及平原区域降水特征的时空演变规律进行了分析.结果表明:1)1979-2015年济南市年平均降水量为643.4mm,丰水年与枯水年常交替出现,年际变化幅度大,年平均降水量呈波动型增长,但增长趋势并不明显;2)济南市年降水量空间分布呈由西南向东北阶梯型递减的特征,且其分布特征与地形关系密切,南部山区降水普遍大于北部平原地区,空间分布极不均匀;3)济南市夏季降水集中,约占全年降水量的60%以上,且紧邻主城区的南部山区夏季降水量高达494.6mm,故主城区遭受山洪灾害的风险较大;4)近37年济南市平原区和主城区汛期降水量呈增加的趋势,山区汛期降水量有所减少,但降水量变化程度不显著.      

标准化降水指数在新疆极端干旱事件中的应用

利用1961-2008年新疆49个气象观测站逐月降水量计算相应标准化降水指数(SP I),利用RPCA模态分析的方法研究新疆极端干旱的气候特征.结果表明:1961-2008年新疆极端干旱面积率总体处于减小趋势;20世纪80年代以前极端干旱面积率较大,基本在20%以上;80年代后在10%左右;2000年后极端干旱面积率有增加的趋势;M-K突变检验表明,极端干旱突变出现在20世纪70年代中期.新疆北部是极端干旱发生频率最高的区域,利用主成分旋转法可将新疆极端干旱分为3个区域:北疆区(代表站为石河子观测站)、南疆区(代表站为柯坪观测站)和东疆区(代表站为七角井观测站).依据极端干旱年的定义,1961-2008年新疆极端干旱年份分别是1962-1965,1967-1968,1973-1979,1982,1984-1985,1991,1995和1997年,其中强极端干旱年分别是1962,1974-1975和1997年,相应年份极端干旱的站数远远超过该时段平均值.     

酒泉市50a气候变化特征及突变分析

利用酒泉市所属6个站点1959—2008年的气温和降水资料,采用滑动平均、趋势分析和Mann-Kendall等方法,分析该地区的气候变化的特征.结果表明:在全球变暖背景下,酒泉市的气温突变明显,而降水突变不明显.50a中,酒泉市年平均气温和各个季节的平均气温呈显著变暖趋势,其中90年代中后期的年平均气温发生了突变,酒泉市东部的突变年份早于西部;酒泉市年降水量呈微弱增长趋势,酒泉市东部的增长幅度略小于西部.这表明,气候突变在酒泉市不同的地区会有不同的体现,突变时间不同步.     

基于Mann-Kendall法和小波分析的降水变化特征研究——以重庆市沙坪坝区为例

以重庆市沙坪坝区1959-2008年50年的日降水资料为基础数据,以Mann-Kendall法和小波分析为主要研究方法,分析了沙坪坝区的降水变化特征.结果表明:近50年来沙坪坝区年降水量和汛期降水量成上升趋势,但变化不显著,非汛期降水量有较显著的上升,将有助于解决区域水资源在时间尺度上供需不平衡问题;年内分配的年代际变化分析表明,该地区年内分配极为不均,汛期多年平均降水量为843.9mm,约占年平均降水量的77%;根据年降水和汛期降水的小波方差图的比较可知,年降水的变化在很大程度上受汛期降水变化的控制.     

玉溪市干旱气候的基本特征分析

重点分析玉溪市干旱气候的基本特征.并以de Martonne干燥度指数和Kira干燥度指数初步探讨了干旱的成因,得出玉溪50 a来朝着变干旱的趋势发展,年降水量出现较大波动,降水量呈现下降趋势;50 a来玉溪年平均气温总体呈现变暖态势,玉溪市的干旱就是在全球气候变暖的背景下发生的.