1961—2019年长江中下游区域性干旱过程及其变化

客观识别区域性干旱过程，评估其强度是开展精准监测、评估干旱影响业务的基础。基于长江中下游地区502个国家级气象站1961—2019年逐日气温、降水资料以及1971—2019年干旱受灾面积，运用气象干旱综合指数（MCI）及区域性干旱过程识别方法，识别出长江中下游地区126次区域性干旱过程，干旱过程的次数随着持续天数增多呈明显减少趋势，决定系数达0.89。1961—2019年长江中下游地区共发生6次特强区域性干旱过程、19次强区域性干旱过程、38次较强区域性干旱过程，其余63次为一般区域性干旱过程，区域性干旱过程的持续天数、平均强度、平均影响面积以及综合强度指数的变化趋势形态各异。长江中下游地区年干旱日数总体呈现“北部多于南部、平原多于山区”的分布特征，且总体呈现“西北部增多、东南部减少”的变化趋势，干旱日数与干旱受灾面积变化趋势较为一致，相关系数达0.66。由典型区域性干旱过程监测评估可知，干旱综合强度指数与干旱站数存在明显的正相关，干旱综合强度指数越强，各等级干旱站数越多；各地干旱日数的多少与干旱受灾面积的大小也较为一致，干旱日数越多的地区，干旱受灾面积越大。总体来看，区域性干旱过程识别方法及评估结果与干旱灾情较为吻合，能较好地识别出区域性干旱过程，并可从持续天数、平均强度、平均影响面积以及干旱综合强度等多角度对干旱过程进行监测评估。      

基于MCI的中国干旱时空分布及灾情变化特征

利用中国825个气象站点1961—2015年逐日降水量、平均气温、最高气温、最低气温和平均风速等资料,根据2017年修订的国家标准《气象干旱等级》,计算得到各站点1961-2015年逐日气象干旱综合指数(meteorological drought composite index,MCI)。基于MCI指数系统分析了中国及东北、华北、西北东部、西南、长江中下游、华南6大区域中旱及以上干旱日数的时空分布及气候变化特征,并结合1951-2015年全国各省(区、市)农业干旱受灾面积和成灾面积,分析了我国不同地区干旱受灾情况以及灾情变化特征。结果表明:华北、黄淮、西北东部、东北西部、华南西部、西南大部以及内蒙古等地是我国干旱多发区,其中华北大部、黄淮东北部及陕西北部、甘肃河东大部、宁夏等地年干旱日数在60天以上,河北南部、宁夏大部、新疆北部和西部、云南中南部、海南南部等地最长连续干旱日数达210天以上;长江中下游、华南东部、西北中部、东北东部等地干旱日数相对较少。东北、华北干旱主要出现在春末和夏、秋季,西北地区东部主要发生在春末夏初,长江中下游地区主要出现在盛夏和秋季,华南地区的干旱主要出现在秋、冬季节,西南地区多出现在冬、春季节。1961—2015年,中国平均年干旱日数总体呈增加趋势,其中甘肃东南部、宁夏、陕西、山西南部、河南西部、湖北西北部、贵州中西部、云南中西部等地增加趋势明显,但西北中西部、东北中东部、江南大部、华南大部及青藏高原中西部、内蒙中西部等地年干旱日数呈减少趋势。1951—2015年,中国农作物因旱受灾和成灾面积总体呈增加趋势,但近年来有减少趋势。     

CI和MCI干旱指数在宁夏的适应性对比

利用1981—2017年宁夏18个气象站逐日降水量、平均气温等资料以及各县市灾情和年度气候影响评估报告,以CI和MCI为干旱监测指标,从干旱日数、干旱强度、典型干旱事件3方面,对比分析2种干旱指数在宁夏气象干旱监测中的差异,探讨其适用性。结果表明:近36 a来,CI和MCI监测的宁夏中旱及以上等级干旱日数的年变化趋势一致,总体呈减少趋势,但CI的中旱及以上等级干旱日数比MCI偏多,且空间分布特征不尽一致,尤其在北部干旱区差异显著;CI和MCI干旱强度的变化趋势基本一致,但CI干旱强度比MCI偏强,且降水偏少越明显,CI比MCI强度越强。对于典型干旱事件,CI监测的干旱强度强,开始时间早,持续时间长,跨等级的跳跃现象明显,不符合干旱演变特征,而MCI的干旱监测效果更稳定,持续性更好,但干旱程度偏轻。宁夏降水量总体偏少,多集中在5—9月,且蒸发量大,由于MCI放大了更长时间(150 d)前降水的作用,使其干旱表征比实际干旱程度轻,总体上CI比MCI更适合于宁夏逐日气象干旱监测,但2种干旱指数均可反映宁夏中南部气象干旱日数和强度的时间演变特征。     

四种气象干旱指数在新疆区域适用性研究

利用降水量距平百分率(PA)、标准化降水蒸散指数(SPEI)、自适应帕默尔干旱指数(scPDSI)和气象干旱综合指数(MCI)四种气象干旱指数，进行变化趋势、相关性和干旱频率的分析，并与历史灾情进行对比，来研究1961—2020年新疆不同区域干旱指数适用性。结果表明，scPDSI和MCI指数显著上升，干旱程度呈减轻趋势，其干旱监测结果一致率高。PA指数变化趋势均平稳，但与其他三种干旱指数在全频域和高频域干旱监测结果一致率较好。SPEI指数在东疆和南疆东部区域显著下降，干旱程度呈加重趋势，与其它三种指数低频域干旱监测结果存在显著负相关。干旱频率分析结果显示，PA指数的特旱等级判定存在异常情况，特别是南疆和东疆。与历史灾情对比结果显示，MCI指数是对干旱灾害反映最好的。总体上，MCI指数在新疆地区的适用性要优于其它三种干旱指数。近60年来，全疆不同区域的MCI指数均呈上升趋势，各区域的干旱程度均有所减轻。空间上，新疆西北部发生干旱显著比南疆和东疆区域概率大。全疆不同区域在1962—1967年、1974—1977年、1989—1991年、1997年、2020年均发生干旱，并且主要集中在春夏两季较多，其中北疆西部和伊犁河谷区域易出现干旱灾情。     

1961—2021年四川省区域性暴雨过程时空变化特征

利用四川省156个国家气象观测站1961—2021年逐日降水资料,运用暴雨过程综合识别方法及评价指标,探讨四川省区域性暴雨过程时空变化特征。研究表明：1961—2021年四川省共出现875次区域性暴雨过程,过程次数逐年变化整体呈弱增长趋势,综合强度在20世纪90年代到21世纪初持续偏弱,21世纪以后呈现较明显增强趋势。四川区域性暴雨过程主要发生在6月下旬到9月上旬,大多持续1～2 d,区域性暴雨日数大值中心主要分布在盆地西部和东北部,阿坝州中部和东部、甘孜州东南部及攀西地区东北部,6—8月区域性暴雨日数大值中心从盆地东部逐渐向西部变化,9月则在盆地北部;盆地各月平均过程雨量以西部和东北部最强,攀西地区6、9月区域性暴雨日数偏少,但中部和东北部过程雨量强度未明显减弱。     

基于DI指数的连州市气象干旱变化特征

根据连州市1963—2018年逐日气象干旱DI指数,采用线性回归、M-K突变检验和小波分析等数理统计方法,对连州市56年来的气象干旱变化特征进行分析。结果表明:(1)连州市出现气象干旱过程共80次,年均1.43次,出现干旱过程的季节集中在秋冬季,春夏季较少,与降雨量季节分布成反比;(2)连州市气象干旱总日数为2 939 d,年均52.5 d,极端最多为183 d (1963年),线性回归分析显示年干旱日数呈减少趋势;(3)小波分析结果显示年气象干旱日数存在准3、7、14及22年左右的振荡周期,其中准22年是年气象干旱日数变化的主周期;(4)M-K突变检验表明,总体上连州市年气象干旱日数呈减少趋势,特别是在20世纪70年代的减少趋势十分显著。1964、1984、2013年为连州市年气象干旱日数的突变点;(5)年气象干旱强度的趋势变化与年气象干旱日数的趋势变化相似。     

关中平原旱涝时空变化分析

基于陕西省关中地区39个气象站点逐月降水观测数据,计算各站月、季及年尺度标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,简称SPI),结合该区域旱涝灾害的已有研究,利用标准降水指数及线性趋势分析等统计方法,对关中地区1961—2012年旱涝灾害的时空演变规律进行分析。结果表明:(1)1961—2012年,关中平原多年平均降水量为537mm,多年来年平均降水量呈下降趋势,表明关中平原干旱频次增加。(2)关中平原无雨日数和暴雨日数呈现上升趋势,小雨日数和大雨日数呈下降趋势,表明关中平原极端降水发生频次增多。(3)春季、秋季、年SPI整体呈现较为一致的下降趋势,这表明关中平原春季、秋季、年尺度均呈干旱化的趋势;而夏季、冬季SPI则呈上升趋势,表明这两季趋于湿润化。(4)渭南西部、咸阳东部、宝鸡东部发生干旱的频率较高;西安中部户县、长安等地,宝鸡西部、咸阳北部发生雨涝灾害的频率则更高。     

汉中干旱时空分布特征分析

基于1971—2015年汉中11个县区地面气象观测站逐日降水观测资料,以降水距平百分率为干旱划分标准,采用干旱频率、干旱站次比和干旱强度三个指标,分析了汉中地区年尺度和季尺度干旱时空变化特征。结果表明:汉中地区年尺度干旱频率东南部低,西北部高,并从东南部向西北部递增;季节尺度来看,各季干旱频率分布差异明显。年尺度干旱强度从1996年开始有较弱增强趋势,而干旱站次比有明显降低趋势,汉中地区干旱朝着小区域性中旱发展;季尺度干旱特征为春季和夏季干旱站次比有增加趋势,秋季和冬季有减少趋势,春季和夏季干旱范围逐渐扩大,秋季和冬季干旱范围逐渐减少;春季、夏季和秋季干旱强度基本为轻旱,冬季多为中旱,有时能达到重旱。     

西南地区1971—2012年干旱变化特征分析

利用西南地区378个气象观测站1971—2012年逐月降水量和气温资料,计算标准化降水蒸散指数（SPEI）,分析西南地区干旱气候及气候变化特征,结果表明：1971—2012年西南地区干旱强度中部最高,西部次之,东部最低;干旱强度增强,中部地区干旱强度增强最为显著,东部地区干旱强度增强趋势明显强于西部地区;干旱面积明显增大,干旱面积比率线性趋势率为（47%）/10 a,2000年以后该地区干旱发生范围增大最为明显;干旱持续时间中西部长、东部短,随时间变化呈明显上升趋势,中部地区增长最明显,东部次之,而北部减少。总之1971—2012年西南地区干旱强度增强,干旱面积增大,持续时间增长,中部地区干旱化最为明显,其次为东部地区。     

基于CI指数的淮河流域干旱时空特征研究

本文运用淮河流域170个气象台站1961—2010年共50年逐日气温、降水资料以及历史干旱灾情资料,研究CI指数在淮河流域的区域适应性,并以此为基础运用多种统计方法分析淮河流域近50年的干旱时空特征。结果表明：基于CI指数计算得到的历年干旱日数与受灾面积和成灾面积的相关性通过了0.01的显著性水平检验,表明CI指数在淮河流域具有较好的区域适应性。淮河流域年均干旱日数基本呈纬向空间分布,流域北部多于南部;流域东部和西部的干旱日数略有增多趋势,而中部和北部的干旱日数有减少趋势,但均未通过0.05的显著性水平检验;EOF前3个模态累积方差贡献达94.4%,前3个分布型依次为全流域干旱日数一致多或少型、南北相反型以及东西相反型;1961年以来干旱日数共经历了由少到多4个循环交替,目前正处于相对偏少期;M K突变检验表明近50年来淮河流域干旱日数没有明显的突变。     

基于不同干旱指数鲁中地区干旱变化规律研究

利用1980—2014年鲁中地区8个代表气象站逐日的气象观测资料,采用累积频率法对5种干旱指数的阈值进行修正,分析了鲁中地区干旱的时空变化特征,并研究不同干旱指数在鲁中地区的适用性。结果表明:1980—2014年鲁中地区5种干旱指数计算的年平均干旱日数为92—106 d,干旱中心位于鲁中中部地区,干旱日数随时间变化均呈减少趋势,减少幅度为2—6 d/10 a,其中综合气象干旱指数对干旱持续时间长和干旱程度较重年份的监测效果较好;鲁中地区四季干旱日数监测效果较好的干旱指数不同,春季、夏季和冬季干旱日数随时间呈减少的趋势,四季干旱日数的空间变化规律不一致;鲁中地区干旱日数最多和最少的月份分别为5月、8月,干旱日数年变化呈近余弦的变化规律,鲁中地区不同月份干旱日数监测适用的干旱指数不同。     

1961—2021年江西省气象干旱时空分布特征

基于1961—2021年江西省93个国家气象站逐日气温和降水资料,采用修订后的气象干旱综合监测指数（MCI）进行干旱过程识别,分别对江西省单站、区域干旱过程的频次和累积强度的时空特征进行了分析。结果表明：1） 江西省单站干旱过程发生频次范围为0.57—2.08 次/a,干旱过程年均累积强度范围为-171.9—-35.2,整体空间分布不均,呈“南多北少、南强北弱”的特征,赣南地区干旱频次高、强度强,赣北南部的干旱发生频次和强度则较少较弱。2） 夏、秋季是江西省干旱发生最频繁、累积强度最强和中旱、重旱及以上等级的累积强度最强的季节,春季其次,冬季最次,不同季节的空间分布特征有所差异。3） 1961—2021年江西省区域干旱过程的发生频次（范围为0—4 次/a）随年份增加没有明显的变化趋势,但年干旱过程累积强度（范围为-260.9—0）出现显著增强趋势,增加速率为3.9 (10 a)-1,但均未发生突变。     

基于SPI的1961－2020年昌吉地区作物生长季气象干旱时空特征研究

基于昌吉地区7个气象站1961－2020年降水量资料，计算昌吉地区作物生长季标准化降水指数（SPI-7）。运用趋势分析法、M-K突变检验法和小波分析法探究了昌吉地区作物生长季SPI-7指数的年际和年代变化特征；在此基础上分析了作物生长季干旱的站次比和干旱强度的年际变化,并结合该区实际发生的旱灾对SPI进行了验证。结果表明：1961—2020年昌吉地区作物生长季标准化降水指数以0.08/10 a的速率呈微弱的正趋势（变湿），在年代变化趋势中呈现出变干-变湿-变干的变化波动, 1981年标准化降水指数由低到高突变；干旱强度呈增加趋势，干旱发生的区域面积有轻微减少的趋势；干旱强度在全区范围内主要为轻旱和中旱等级，并表现为全域性干旱和区域性干旱；空间分布上看干旱率最高区域在东部地区，轻旱主要集中在东部，中旱、重旱和特旱集中在西部地区，干旱强度大的区域大致分布在西部地区；在周期性变化方面，SPI指数存在着6年、9年、16年周期震荡；历史旱灾与SPI指数干旱评价结果吻合率较高，SPI指数在昌吉地区作物生长季的干旱监测与分析中具有较好的实用性。     

贵州省区域性重要过程监测与评价指标阈值确定

利用贵州省85个国家气象观测站1981—2010年逐日降水量、最高气温、MCI指数资料,区域站2009年4月—2020年8月日降水量,对区域性暴雨、高温、干旱相关监测与评价指标阈值进行确定。结果显示:某日贵州境内有6个及以上国家站(或5个及以上国家站且6%及以上的全部站)日降水量≥50 mm则为一个区域性暴雨日;日最高气温≥35℃的站点数百分比≥12%为一个区域性高温日,持续出现3 d及以上为一次区域性高温过程。出现中度及以上强度干旱(MCI≤-1.0)的站点数百分比≥12%为一个区域性干旱日,当某日与前一日区域性干旱站点的重合率≥50%,且持续时间≥15 d,则为一次区域性干旱过程开始;当连续5 d出现中旱或以上强度的站点数百分比12%或者与前一干旱日的站点数重合率50%,则该次区域性干旱过程结束。对于贵州省范围内区域性暴雨、高温、干旱过程监测与评价,不再考虑相邻站点距离以及高温过程中站点重合率≥50%的要求。     

基于灾情信息的1981—2017年北京地区降雹特征

该文对1981—2017年北京地区1010个高精度冰雹灾情信息进行统计分析。从年代际变化看,1981—1990年平均降雹日数为10 d,1991—2000年和2001—2010年年平均降雹日数均有所减少（5.67 d和4.33 d）,而从2011年起,年平均降雹日数急剧增加到21 d。1981—1995年年平均最大冰雹直径总体呈增加趋势,2002年开始总体较小。从年变化看,冰雹日数的年变化呈明显的单峰型即初夏峰型,4月起降雹日数逐渐增加并在6月达到峰值,其后缓慢下降。从空间分布看,北京地区的降雹分布十分广泛,但高频次降雹区域主要集中在北京西北部延庆区,平均每年至少发生两次降雹,此外降雹高值区还出现在城区的海淀区。2010年后,降雹范围明显增大,同时降雹分布也由相对集中变为相对均匀。     

基于CI指数的怀化市干旱时空特征分析

该文采用综合气象干旱指数(CI),利用线性分析、空间分析等方法对怀化市1963—2015年气象干旱特征进行了分析。结果表明:近53 a来怀化市年干旱频率在5.6%~41.9%之间,平均为22.7%,在空间上,干旱频率分布在21.4%~24.1%之间,新晃区域干旱频率最高;1963—2015年干旱日数呈增加趋势,变化率为1.5 d/10 a,从四季看,除夏季外,其他3季干旱日数均呈增加趋势;怀化市年平均轻旱日数为44.1 d、中旱25.9 d、重旱9.4 d、特旱3.4 d。     

基于CI指数的宁夏干旱致灾因子特征指标分析

基于1981 2010年宁夏23个气象站逐日降水和气温资料,采用综合气象干旱指数CI,从干旱发生日数、干旱范围、干旱频率和干旱强度等方面对宁夏干旱致灾因子特征指标进行了分析,并作了致灾因子危险性评估与区划。结果表明,近30年宁夏干旱发生日数、发生范围、干旱频率和干旱强度均呈增加趋势;干旱致灾因子危险性呈从南到北不断增加的趋势,致灾因子危险性指数最大为0.94,最小在0.1以下,南部大部分地区普遍处于干旱致灾因子低危险区,北部大部分地区处于干旱致灾因子高危险区。     

基于GIS的贵州省农业干旱灾害危险性评价

贵州是典型喀斯特地貌发育区,生态环境脆弱,农业干旱灾害频发,开展农业干旱灾害危险性评价与区划研究,可为贵州农业防旱减灾工作提供科学指导。该文从气候、地形、水资源、土壤环境、地表覆盖性质等方面选择了气象干旱综合指数(MCI)为致灾因子,坡度坡向、水源邻近度、土壤粘粒含量为孕灾环境因子、土地利用类型、植被覆盖(NDVI)为承载体脆弱性因子,采用层次层析法、熵权法结合确定权重,在GIS平台上实现了多个时间节点的农业干旱灾害危险性评价与区划,并分析了39 a以来的干旱灾害危险性格局形成过程。研究表明:(1)贵州省农业干旱灾害危险性指数为0.36,总体属于中度危险等级;(2)低危险区、次低危险区、中度危险区、次高危险区、高危险区面积依次占总面积的15.05%、27.22%、27.55%、20.91%、9.27%,次高及以上危险等级区集中分布在贵州省遵义市北部、毕节市大部、黔西南州南部及其与安顺市、黔南州交接周围地区;(3)1981—2019年,贵州农业干旱灾害危险性格局由起初的东部—北部较高危险区逐渐向西向南演变成西北—西南—北部农业干旱灾害较高危险区分布格局。总体上,西部、南部的农业干旱灾害危险性有明显增强趋势,未来贵州应该加强西部、南部的防旱抗旱工作。     

江门市2003—2021年干旱特征分析

基于2003—2021年江门市6个国家气象观测站和17个区域自动气象站逐月降水和气温资料，应用标准降水蒸发指数(SPEI)分析该区域干旱时空特征。研究结果表明：(1)近19年来，江门市干旱整体有不明显的湿润趋势，年发生频率为31.6%,平均站次比为38.4%,平均强度值为0.7,发生干旱时，以全域性轻旱为主。空间分布上，干旱发生的频率较高，但强度较低且以轻旱为主。全市存在一致变旱或变涝的特征，易出现全域性的干旱或洪涝。(2)江门市除了夏季有微弱的干旱趋势外，其他季节都呈湿润趋势，冬季最为明显。各个季节干旱发生的频率都较高，发生干旱时覆盖的范围也较大，且多数为全域性或区域性干旱。各个季节的干旱强度也比较接近，都以轻旱为主。年尺度SPEI在江门地区的适用性表现优秀，能准确识别出5个干旱过程，但季节尺度SPEI适用性表现一般，仅识别出3个干旱过程。     

关中夏玉米生育期气象干旱特征分析

利用1971—2012年宝鸡、泾阳、武功、长安、临潼、渭南、大荔7个地面气象观测站点逐日降水、标准化降水指数(ISP30、ISP60、ISP90)、和相对湿度指数(IM30)计算关中夏玉米生育期逐日有效降水和改进的综合气象干旱指数,采用趋势分析、滑动t检验及相关数理统计法分析了近42a关中夏玉米生育期干旱时空分布特征。结果表明:夏玉米生育期有效降水量总体表现出不稳定性,播种至出苗有效降水变化量最大;20世纪90年代初夏玉米生育期有效降水发生由多到少的突变,2002年出现由少到多的转变;7月上旬至8月下旬是夏玉米干旱多发时段;轻旱发生频率最高,为51.7%,发生频率随着干旱等级加重而逐渐降低;20世纪90年代是干旱多发且较为严重阶段,干旱过程累积强度强,且持续时间长,进入21世纪以后有减少趋势;关中西部干旱日呈减少趋势,东部呈增加趋势,有效降水量与干旱日变化相反,关中西部有效降水量呈增加趋势,东部有减少趋势。