西北干旱区主要自然灾害的形成,分布和减灾措施

我国西北干旱区的干旱、风沙、盐碱等自然灾害频仍,严重地限制了当地经济发展,必须查明其成因、分布、危害程度等基本情况,积极采取因地制宜,因害设防的减灾、救灾措施,这也是当前“国际减灾、救灾十年”重大任务之一。     

西北地区农业旱灾与预测研究

西北地区干旱灾害在中国乃至世界上具有代表性,常常对农业生产、社会经济和人民生活带来巨大威胁。利用西北五省区(陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆)1951～2000年的50年农业旱灾面积统计资料,分析了农业旱灾的时空强度变化。表明西北地区农业旱灾有增加趋势,以20世纪90年代增加最明显。利用西北地区均匀分布的40个站点50年的降水和气温资料,采用变换的Z指数法,探讨了干旱强度和地表径流量的时间变化与西北地区农业旱害的关系。表明降水量的减少及河川径流枯期与农业旱灾面积负相关关系密切。应用波谱分析与逐步自回归方法,分别建立了西北地区干旱指数的拟合回归预测模型,农业旱灾面积、成灾面积和绝收面积预测模型,并对西北地区干旱灾害的趋势进行了预测。表明西北地区干旱灾害在21世纪前十年有所减缓。经检验,模型预测效果良好,根据预测结果可以采取有针对性的减灾措施,减少西北地区农业灾害损失。     

中国科学院新疆生态与地理研究所发明一种干旱荒漠区土质工程边坡鼠害防治方法

正2016年6月23日,由中国科学院新疆生态与地理研究所赵振勇副研究员等科研人发明的"一种干旱荒漠区土质工程边坡鼠害防治方法"获国家发明专利授权。(专利号:ZL201410554354.0)本发明涉及一种干旱荒漠区土质工程边坡鼠害防治方法,该方法通过在边坡基础层上嵌入钢筋混凝土网格梁,在混凝土网格梁充填砂砾石,以破坏害鼠营巢环境,达到边坡鼠害防治     

非平稳标准化降水蒸散指数构建及中国未来干旱时空格局

旱灾是一种致灾因子与成害机理均非常复杂的自然灾害,也是目前对其检测与风险防御最为困难的自然灾害种类之一。随着全球气候变化,干旱的变化逐渐趋于非平稳化,水文气象序列的非平稳性已有广泛研究,但在干旱检测指标中却鲜有考虑。基于标准化降水蒸散指数（SPEI）和非平稳性理论,构建非平稳性标准化降水蒸散指数（NSPEI）并进行适用性评价,利用NSPEI评估未来不同排放情景下中国气象干旱时空格局演变规律。结果表明：① 非平稳性站点集中在东北平原、黄淮海平原、长三角地区、青藏高原及周边区域,NSPEI拟合最优的站点占中国气象站点的88%（2177个站点）。② SPEI对温度较为敏感,在评估未来干旱变化时会高估干旱强度和持续时间性,而NSPEI能够克服这一弱点,较SPEI可更好的检测中国气象干旱,且能很好的刻画中国未来干旱变化。③ 低、高排放情景下中国北方干旱加剧,南方呈湿润化趋势;中排放情景下中国北方湿润化趋势明显,而中国南方则呈干旱化。基于NSPEI干旱检测结果,中高排放情景下中国未来极端干湿历时与发生频率均呈增加趋势。     

新疆洪旱灾害与大尺度气候强迫因子的联系

通过对新疆洪灾灾害历史资料和太阳黑子、ENSO事件年数据以及北大西洋涛动指数的分析,表明在太阳黑子极低值年或不活跃年,新疆易发生重大洪灾,而在太阳黑子低值年或相对不活跃年,新疆也易发生重大旱灾。近200a来,新疆重大洪旱灾害绝大部分都发生在太阳黑子的低谷时期。ENSO事件对新疆夏季降水的影响效应明显。因而该事件对新疆的洪旱灾害也产生了影响。对近50年来灾害统计资料分析显示,与拉尼娜年相比,在厄尔尼诺年新疆更易发生洪旱灾害。20世纪后半段新疆洪旱灾害指数与北大西洋涛动指数进行对比可以发现．夏季NAO指数与新疆洪水灾害之间存在大致上的反相关系。而冬季NAO指数与新疆干旱灾害之间存在比较明显的反相关系。     

宁夏中南部地区干旱变化趋势分析

采用国家最新发布的综合气象干旱指数,详细分析了宁夏中南部地区干旱发生频率、日数和强度的变化趋势。发现宁夏中南部地区春、夏季干旱变化趋势基本相似,而与秋季干旱变化趋势基本相反。20世纪60年代至80、90年代,宁夏中南部地区春、夏季干旱总体呈弱减轻趋势,而秋季干旱呈非常显著的加剧趋势,80、90年代秋季干旱强度较60年代增强了两倍多;进入21世纪以来,春、夏季干旱显著加剧,中部干旱带春、夏季干旱、南部山区夏季干旱强度较20世纪90年代平均增加了约1~2倍,而秋季干旱出现了明显减弱的新趋势。随着春、夏季干旱加剧,对农林牧业\,生态环境、人畜饮水的影响越来越严重,旱灾造成的损失也在不断增大,应引起高度重视。最后提出了应对干旱加剧的措施建议。     

东北地区夏季干旱风险评估与区划

利用东北地区逐日平均气温、降水量资料,定义了夏季干旱指数,分析了东北地区夏季干旱的时间和空间演变规律和特点,计算了东北地区夏季降水变异系数、夏季干旱风险指数和风险概率并进行了分析,定义了夏季干旱综合风险指数,并进行了综合风险分区。结果表明:东北地区夏季干旱在空间分布上呈西重东轻的特点,20世纪90年代以来,东北地区夏季干旱处于前所未有的多发阶段。黑龙江西南部,吉林、辽宁两省西部为夏季干旱高或较高风险区;黑龙江中北部和东部以及吉林、辽宁两省中部为夏季干旱较低风险区;黑龙江中南部、吉林东部,辽宁东南部为夏季干旱低风险区。对于夏季干旱的高风险区和较高风险区要采取重点防御、大力推广抗旱农业生产技术、加大气候预测研究力度、加强东北地区抗旱能力建设等措施,以减轻夏季干旱损失。     

干旱灾害评估研究进展

在各种自然灾害中,干旱是发生范围最广、频率最高、灾情和影响最严重的灾害。近年来,随着自然灾害损失的加剧,减灾工作得到各国政府前所未有的重视,各国科技工作者开始了包括干旱在内的自然灾害的评估工作。本文旨在把握干旱灾害评估的研究现状,力求对干旱灾害评估各个方面的研究做出较全面的总结和评价,以期达到促进中国干旱灾害评估研究进一步深化的目的。文章从干旱指标、干旱评估理论、干旱评估方法以及干旱评估类型等方面对国内外的研究进展进行了较全面的分析,分析表明,现有干旱评估研究多侧重于农业干旱和区域单品种干旱灾情的特征研究,缺乏从系统的角度综合研究干旱对生态环境、社会经济效应等区域灾害系统的模拟研究,干旱评估模型结果不能反映干旱带来的系统影响。未来的干旱评估研究要更多地应用新技术和新方法,不断向多学科、综合研究方向发展。     

农业干旱监测研究进展与展望

本文全面分析了农业干旱的概念内涵及其与其他干旱类型之间的关系,进而从基于站点监测和基于遥感监测两个方面,系统梳理了国内外农业干旱监测的近今进展,对比了不同干旱监测指标的适用范围和局限性;同时,通过文献统计和重要文献引用揭示了国内外农业干旱监测研究的发展历程和最新进展,即农业干旱监测指标从传统的单一气象监测指标逐渐向气象与遥感相结合的综合监测指标转变。最后,在分析农业干旱监测现有挑战和困境的基础上,将农业干旱监测未来发展趋向归纳为5点展望,即进一步明晰农业干旱发生机理和受旱过程、识别农业干旱影响因素及其相互作用关系、构建多时空尺度农业干旱监测模型、耦合农业干旱定性表征与定量评估模型以及提高农业干旱监测模型中遥感数据的应用水平。     

基于标准化降水指数的陕西黄土高原地区1971—2010年干旱变化特征

利用陕西黄土高原地区68个气象站降水资料,选择标准化降水指数（SPI）为干旱指标,分析了该地区最近40年（1971—2010年）的月、季、年干旱特征,在此基础上利用经验正交函数(EOF)分解方法进行了干旱分区,并分析了全年及各季节干旱站次比和干旱强度的年际变化。结果表明:EOF分解第1、2、3特征向量分别反映了陕西黄土高原地区干旱的一致变化、南-北反向分布和中部-南北反向分布的不同特点;年度干旱站次比和干旱强度有明显的阶段性分布特点,在年代之间有重-轻-重-轻的变化趋势。2001年以来,年度和夏、秋、冬季干旱强度都有不同程度降低,春季干旱有增强趋势。陕北和关中地区的春季、夏季干旱变化趋势相反,秋季、冬季干旱变化趋势一致。地区平均每年出现干旱月3.8个,几乎每年都有干旱月出现,最多的一年可出现6—9个干旱月。     

东亚夏季风的变化特征及其对甘肃夏季暴雨日数的影响

采用NCEP/NCAR再分析资料,计算了1974—2013年乔云亭等定义的东亚季风指数,研究了东亚夏季风的变化特征,利用甘肃省80个站逐日降水资料,分析了东亚夏季风对夏季甘肃暴雨日数的影响。结果表明：（1）夏季,西南季风、东南季风和偏北季风存在明显的年际变化且有所差异。（2）夏季,西南季风、东南季风对甘肃省暴雨日数的影响存在很大差异：当西南季风盛行时,西太平洋副热带高压位置偏西,东亚大槽位于贝加尔湖至中国西北部,冷空气与西太平洋副热带高压输送的暖湿气流在陇东南一带交汇,贝加尔湖至张掖为西南暖湿和西北干冷气流,孟加拉湾水汽输送在陇东南地区辐合,造成河东陇南南部、天水东部、平凉、庆阳西部一带和河西张掖地区暴雨日数偏多;当东南季风盛行时,西太平洋副热带高压西伸北抬,冷暖空气主要交汇于甘肃中西部,孟加拉湾西南水汽输送在河东西南部辐合,造成甘南高原、甘肃中部、河西武威一带和酒泉地区暴雨日数偏多。     

夏季风变异与我国持久性旱涝

本文根据1978—1981年4年的流场,相当位温和湿度场资料讨论了夏季风年际变异与旱涝的关系,着重分析了1978—1980年3年南北半球低纬度700毫巴等压面流场来了解夏季风几支气流与旱涝的关系。     

云南2009～2010年秋冬春连旱成因分析

2009年秋季至2010年春季,云南降水量比常年同期偏少50%～78%,创有记录以来最少,气温比常年同期偏高0.9～2.5℃,发生了百年不遇的秋、冬、春连旱。分析其发生的原因主要是：2009年秋季开始,西太平洋副热带高压偏强,阻断了从孟湾和南海到云南的水汽输送,加之东亚大槽偏弱偏北、亚洲极涡偏弱,导致冷暖空气不能在云南上空＂相遇＂,造成降水偏少。2009年6月开始El Nino事件开始显现,冬季达到旺盛期,在其影响下,南海、中南半岛到西印度洋的对流活动受到抑制,造成输送至云南的水汽偏弱。全球气候变暖使各种气象要素的变化偏离了平均值,容易引发极端气候事件,导致近年来干旱发生的频率增多增强。     

低纬准双周振荡对2018年8月广东持续性特大暴雨过程的影响

2018-08-27—09-01广东发生了一次持续性特大暴雨过程，被列为广东省2018年十大天气事件之一。文章综合利用欧洲中期天气预报中心（ECMWF）全球再分析资料ERA-Interim、广东省加密自动站观测资料、中国地面累年值日值数据集(1981—2010年）、NOAA日平均和长期平均向外长波辐射数据，采用小波分析、带通滤波、回归分析等方法，对此次暴雨过程进行分析，主要探讨低纬大气准双周振荡对此次持续性暴雨过程的影响。结果表明：此次暴雨持续时间长、影响范围大，影响此次暴雨天气过程的主要天气系统为季风低压，并伴随有切变线和低空急流；季风低压减弱西移后，与南海西北部高压共同作用，广东沿海极端降水达到最强。2018年7—9月广东省降水和向外长波辐射OLR有显著的6~13 d振荡特征，同时受低纬西北太平洋对流振荡和热带北印度洋对流振荡的影响。低频振荡自西太平洋地区，向西北方向传播，引起了华南沿海的低频对流与环流的发展；来自热带北印度洋上的气流经由孟加拉湾、中南半岛到达华南沿海地区，形成了低频振荡的垂直环流圈，有利于水汽输送及对流发展。两者叠加，影响了此次持续性暴雨的发生发展。     

夏季北极涛动与西北夏季干湿特征的年代际关系

 摘要： 利用中国西北地区（新、青、甘、宁、陕及内蒙古西部地区）1960—2003年131个测站夏季降水量、小型蒸发皿蒸发量，NECP/NCAR月平均再分析资料及夏季北极涛动指数，首先通过降水量和蒸发量定义了均一化干湿指数，进而分析了夏季北极涛动同西北地区夏季干湿特征之间的关系。研究表明：夏季北极涛动与西北地区大部分地区夏季干湿特征之间存在着显著的正相关关系，特别是年代际尺度上关系尤其密切。夏季北极涛动与西北地区夏季干湿特征空间变化的南北差异密切相关，在夏季AO偏强年代，海平面气压场在东亚大陆为正距平，太平洋为负距平;700 hPa风场在贝加尔湖地区及其下方有较强的反气旋性距平环流，西北西风带区出现西风距平，季风区出现北风距平，而500 hPa高度场在中国西北地区表现为西低东高结构。这样使得东亚夏季风偏弱，西北西风带区在夏季以西风气流为主，降水偏多，气候偏湿，而季风区盛行偏北气流，降水偏少，气候偏干。反之亦然。     

近60 a来中国西南春季持续性干旱异常特征分析

利用1953-2012年中国西南地区44个气象台站的逐日降水、温度以及NCAR/NCEP月平均高度场、风场、地面气压、比湿、垂直速度和NOAA月平均海表温度资料,分析了西南地区4～5月持续性干旱的大气环流特征,并对前期印度洋海表温度对西南地区4～5月持续性干旱的影响进行了初步探讨,结果表明：在西南4～5月持续性干旱年,同期4、5月乌拉尔山脊偏弱,东亚大槽南段偏弱,南支槽也偏弱,中高纬西风带偏强,这样北方冷空气和西南暖湿气流均偏弱;对应西南地区表现为异常的下沉运动,同时水汽输送通量表现为异常的辐散中心,从而使得西南地区发生干旱。另外,在西南4～5月持续性干旱年,从前期2月中印度洋异常偏暖的海表温度区逐渐向东移动,在4～5月到达东印度洋,东印度洋异常偏暖的海表温度加热该地区的大气,使得该地区表现出异常的上升运动,导致哈德莱环流增强,而我国西南地区对应异常的下沉气流,从而使得西南地4～5月发生干旱。     

西北地区伏期干旱特征及影响因子分析

利用西北的甘肃、宁夏、青海、新疆四省(区)140个气象观测站1971—2000年的伏期（7—8月）总降水、蒸发资料计算湿润指数,用REOF方法对伏期干旱的时空特征进行了分析,选取5个典型干旱和湿润的年份,利用NCEP/NCAR再分析资料对比了干旱和湿润年份的500 hPa高度、700 hPa 湿度、SST和OLR的距平场特征。结果表明:西北干旱具有一致性,西北地区东部区、青海西北部及甘肃河西区、南疆区和北疆区是西北伏期干旱的异常区域。20世纪70年代前期、90年代后期干旱明显,80年代较湿润。干旱年中国北方的环流形势为西高东低,冷空气活动在西伯利亚,新疆高脊强盛, 西太平洋副热带高压较弱,700 hPa湿度距平场青藏高原中部、西亚及西太平洋为负,SST距平场太平洋北部和西太平洋为负,赤道太平洋为正,OLR距平场中国北方、印度半岛和西太平洋为正距平,而且印度半岛的正距平比湿润年份高。湿润年欧亚500 hPa高度距平场呈西正东负的分布,乌拉尔山脊强盛,东亚槽深,中国大陆700 hPa湿度为正距平场,水汽最大中心位于青藏高原,SST距平场太平洋北部和西部为正距平,日本、太平洋中部和赤道为负,OLR距平场中国大陆以负距平为主,中心位于甘肃中部和南疆盆地。     

夏季风活动与长江流域的旱涝

本文指出夏季风活动与我国主要雨区位置有对应的配合。中国大部分降水集中在夏季风时期对某一年来讲,虽然年或季的雨量可以接近正常,但这并不意味着全国降水都接近正常,有些地方多雨,有些地方少雨,甚至还有些地方遭受旱涝灾害。其次,作者对长江流域旱涝的高低空环流特征作了概括,发现夏季风活动与西太平洋副高及其脊的东、西移动有密切联系。特别是副热带环流及青藏高压和西太平洋副高之间的相互作用对长江流域旱涝起到重要作用。最后探讨季风形成的基本因子及其对夏季风活动的可能影响。     

2012-2013年中国西南地区秋、冬、春季持续干旱的成因

利用多种资料从大尺度大气环流、水汽输送、热带海表温度、北极涛动、平流层极涡等方面分析了2012-2013年中国西南地区秋、冬、春季持续干旱的成因。结果表明, 西南水汽输送偏弱、高纬度地区南下冷空气路径偏东、冷暖空气难以在西南地区上空交汇, 是此次持续干旱的直接原因。这段时间西南地区大都受平直西风气流控制, 孟加拉湾和中南半岛地区位势高度较常年偏高, 不利于这些地区气旋性环流的发展;热带海表温度异常变化,特别是冬春季印度洋海表温度的持续偏高, 使得菲律宾地区上空低层反气旋异常环流增强。这些都导致了西南向水汽输送偏弱。此外, 北极涛动异常变化对西南地区的干旱也有重要影响, 北极涛动持续处于负位相, 不仅使南支槽减弱变浅, 西南水汽输送减少, 还导致贝加尔湖高压脊偏弱, 使北方南下冷空气主体偏东。冬季平流层极涡强度的变化在各个高度的位势高度场和位势涡度场上都有体现, 其变化对冷空气的强度及路径有明显影响。     

2006年云南省盛夏高温干旱成因分析

对2006年云南盛夏严重的高温干旱及其成因进行分析。结果表明：西太平洋副热带高压强度偏强,位置偏西、偏北,不利于将孟加拉湾等地的暖湿气流带到云南、四川等地,使这些地区7-8月降水明显偏少;亚欧地区经向环流偏弱,纬向环流偏强,中高纬地区大气环流以纬向环流占优势,不利于冷空气向南方地区输送;阿拉伯湾、孟加拉湾、南海及云南、四川等地的OLR值偏高,对流活动受到抑制,不利于水汽的输送及降雨的产生;850 hPa温度场上,云南多处于高温暖区内,7-8月无明显冷空气影响云南等都是形成高温干旱的重要原因。