美国帕尔默旱度模式的修正和应用

在中国黑龙江，吉林，河北，山东，江苏，广西和新疆等７个省和自治区的部分地区进行了对美国帕默旱度模式的适用性检验，提出了应用中存在的一些问题及修正的帕尔默旱度模式。运用修正模式得到的计算成果与历史旱情文献记载的对照表明，帕尔默旱度指标可以成为我国这些地区区域干旱分析的有效工具。     

干旱频率分析研究进展

从干旱定义与识别、点干旱频率分析和区域干旱频率分析3个方面系统阐述了干旱频率分析研究进展和存在问题,归纳了适用于干旱频率分析的干旱定义,干旱识别存在的主要问题以及区域干旱频率分析研究的3种途径。提出综合利用研究区域水文气象特性、干旱成因、旱情、旱灾,并结合前期的大气环流条件等信息来描述和识别干旱,重点开展对干旱特征变量的理论分布、干旱事件重现期公式和经验频率公式等基本理论的研究,关注区域干旱频率分析,注重对径流、土壤水、地下水和供水系统的干旱特性分析。     

河北省平原区土壤墒情预报研究

研究以冬小麦和夏玉米为典型作物,分析河北省平原区土壤墒情变化特点,研究三个旱情试验站土壤墒情变化规律,结合河北省实际情况进行分区研究,创建代表山前平原区、中部平原区、滨海平原区的区域土壤墒情模型和高精度区域预报方案,揭示河北省平原区土壤墒情变化规律和演变趋势,对类似地区相关研究具有一定的借鉴意义。     

以土壤缺水量为指标的干旱模型

本模型以降水、蒸发为输入,以土壤缺水量Ｐs为输出,Ｐs呵较清楚地表述干旱。该模型可用于湿润地区及干旱、半干旱地区。模型已在安徽省试运行,从逐日Ｐs等值线图看,可较 好的反映干旱的地区分布及旱情的发展过程。并运用历史资料分析了４个代表站的３１年逐日Ｐs值,与安徽历史旱情基本吻合。     

区域土壤水贮量及旱情预报

本文对传统的土壤水均衡方程进行了改进,把二维空间坐标(x,y)引入到土壤水均衡方程中,建立了分布式土壤水均衡方程,可进行区域土壤水贮量分布动态的计算与预报。利用地理信息系统(GIS)技术,实施了所建立的区域土壤水贮量预报模型。根据作物对土壤水的要求,进一步求得了区域土壤旱情分布图。此方法已实际应用于黄淮海平原曲周研究区。     

应用模拟技术进行区域干旱分析

根据历史资料,应用干旱模拟模型对旱作物进行了区域农业干旱时空分布规律研究,研究典型干旱年的发生、发展和缓解过程,并对旱情的实时监视、跟踪,可能的灾情评估作了初步探讨。     

自然界水循环中的水量平衡原理与干旱研究

概述了国际、国内干旱研究概况。指出区域多年平均降水量的多少,反映了区域中水资源对生态、经济发展承载力的大小。农业生产中把防止土壤蒸发措施叫抗旱;水利建设中拦河筑坝、引水灌溉、凿井汲水,叫兴修水利抗旱救灾。因此干旱的实质是径流消退、土壤蒸发自然衰减并达到区域内水资源对生态和经济发展的承载能力下降到某一限度或阀值的称谓,如人们感官中的小旱、大旱等。根据径流消退公式和土壤蒸发衰减曲线,参照大风、地震研究方法,输入降水、逐日蒸发观测值,即可成功实现统一干旱标准的实时旱情监测。     

安徽淮北旱情分析浅见

通常表示干旱现象的特征是：严重程度、持续时间、比正学年分偏少的量，本文则把干旱指数法，降水距平法和降水频率分析法作为最基本的方法，对１９９４年安徽淮北的旱情进行分析，取得了符合实际的成果。     

地下水动态承载力与区域旱情监测预报研究

对地下水动态承载力进行分析,并在区域旱情监测与预报中进行了理论和应用研究。先对地下水资源承载力建立了评价指标体系和相应的评分标准,再对旱情与承载力的关系从理论上进行了分析,利用大汶河流域地下水资源承载力的实例进行验证,得出了动态地下水承载力可以监测预报区域旱情的结论。提出可利用计算机程序进行动态承载力的计算,来监测和预报区域旱情的创新性结论。     

沧州市主要农作物——冬小麦干旱分析

依据1950-2007年的降水资料,采用作物供需水量比作为干旱指标,对沧州市主要农作物～冬小麦的受旱情况进行了计算分析。结果表明,冬小麦几乎年年出现旱情,而且多数年份为重旱和极旱。从而说明沧州市农业干旱严重,水资源不足,势必要制定和实施必要的节水措施。     

利用MODIS数据产品进行全国干旱监测的研究

利用MODIS植被指数和陆地表面温度产品建立全国3个农业气候区NDVI-Ts、NDVI-ΔT和NDVI-ATI空间,并由NDVI-Ts、NDVI-ΔT和NDVI-ATI空间分别建立温度植被干旱指数(TVDI)、温差植被干旱指数(DTVDI)和表观热惯量植被干旱指数(AVDI)3个干旱评价指标研究全国干旱分布,利用实测土壤含水量对3个干旱指标进行检验评价.NDVI-ΔT空间中的湿边基本与横坐标平行,表明当土壤水分处于饱和状态或植被完全无水分胁迫条件下,植被和土壤对缓冲环境温度变化的能力大体相当;由NDVI-ATI空间看出,随着植被覆盖增加,表观热惯量有增加的趋势.对比3个干旱评价指标表明:当监测范围较大,区域内地形复杂时,由NDVI-Ts空间计算的TVDI评价干旱最合理,由NDVI-ΔT空间计算的DTVDI在干旱监测中也具有一定的价值,而由NDVI-ATI空间计算的AVDI已经不能合理评价干旱.     

基于FY-3 A/VIRR数据的藏西北干旱遥感监测研究

藏西北地区生态环境脆弱,由于地形复杂、气候独特,该区的观测资料非常缺乏。利用遥感技术开展藏西北地区的干旱监测,能获取在空间上连续变化的地表干旱情况,对于指导该区农牧业生产具有重要的意义。基于FY-3A/VIRR的一级数据和标准旬产品（地表温度、植被指数）,采用温度植被干旱指数（TVDI）进行藏西北地区的干旱监测研究,并将监测结果分别与基于EOS/MODIS数据监测的结果、同期的野外实测土壤水分数据以及气象站点的降水量数据进行了对比分析。结果表明：利用FY-3A/VIRR数据的TVDI遥感监测结果与实测土壤水分、气象站累计降水量数据均呈显著的负相关关系,通过了0.01水平的显著性检验;利用FY-3A/VIRR数据与EOS/MODIS数据估算的TVDI干旱等级空间分布特征基本一致,FY-3A/VIRR数据可以代替EOS/MODIS数据在藏西北地区开展干旱遥感监测,可为指导藏西北地区农牧业生产提供数据支持。     

Designing of the perpendicular drought index

In this paper, a simple, effective drought monitoring method is developed using two dimensional spectral space obtained from reflectance of near-infrared (NIR) and Red wavelengths. First, NIR–Red reflectance space is established using atmospheric and geometric corrected ETM+ data, which is manifested by a triangle shape and in which different surface targets possess certain spatial distribution rules. Second, perpendicular drought index (PDI) is developed on the basis of spatial characteristics of moisture distribution in NIR–Red space, as well as the relationships between PDI and soil moisture is examined. Validation work includes: comparison of PDI with in-situ drought index obtained from field measured data in the study area which includes bulk soil moisture content at different soil depths, field moisture capacity and wilting coefficient, etc.; and comparison of PDI with other recognized drought monitoring methods such as LST/NDVI and vegetation temperature condition index (VTCI). It is evident from the results that graph of PDI of field measured plots demonstrates very similar trends with ground truth drought data, LST/NDVI and VTCI. PDI is highly correlated with in-situ drought values calculated from 0 to 20 cm mean soil moisture with correlation coefficients of R ² = 0.49 (r = 0.75). This paper concludes that PDI has a potential in remote estimation of drought phenomenon as a simple, effective drought monitoring index.     

长江流域陆地水储量与多源水文数据对比分析

从趋势性、滞后性及相关性三方面,对2002—2013年间GRACE重力卫星反演的长江上游与中游陆地水储量与模型模拟土壤含水量、实测降水和实测径流数据进行了对比分析,并从干旱强度及发展时间两方面评估了标准化陆地水储量指数SWSI、标准化降水指数SPI、标准化径流指数SRI和标准化土壤含水量指数SSMI对区域性干旱的表征能力.结果表明:长江上游地区陆地水储量与降水、径流和土壤水蓄量均无显著变化,而中游地区陆地水储量则与水库蓄量同样具有显著性增加,反映人类活动对中游地区陆地水储量变化有很大影响;各指标指示的各等级干旱月份数量基本相当,但各指标反映的特旱具体月份有较大差别,基于GRACE数据构建的SWSI指标对特大干旱的指示性不好;对比各指标对上游与中游地区干旱事件发展时间,体现出水文干旱、农业干旱对气象干旱存在一定的迟滞关系.     

多尺度气象干旱与土壤相对湿度的关系研究

通过分析我国东北、华北、西北地区东部、西南以及黄淮、江淮和江汉5个区域不同时间尺度气象干旱指数与20 cm土壤相对湿度的相关关系, 探讨了前期气象干旱对后期土壤湿度的影响, 并利用多元线性回归方法分区域、分季节建立了土壤湿度预测模型.结果表明: 春季, 东北地区土壤湿度主要受前5~6个月, 尤其是上年秋末冬初的降水的影响, 而其他4个区域土壤湿度主要受前1~2个月大气水分的影响;各区域夏季土壤湿度与前1~2个月时间尺度上的大气水分相关最密切;秋季, 东北地区20 cm土壤湿度主要受前2~4个月的气象干旱的影响, 其余区域土壤湿度仍与前1~2个月尺度的大气水分相关最密切.基于前期气象干旱指数建立的各区域、各季节的土壤湿度回归模型对当地土壤湿度具有一定的拟合能力, 平均估计偏差在10.1%~13.9%之间, 其中, 西北地区东部和华北地区春、夏季偏差较大, 2008-2011年间干旱等级拟合准确率在65%~74.9%之间;东北、西南、黄淮、江淮和江汉区域拟合较好, 拟合准确率在88%以上.     

水文干旱研究进展

水文干旱是自然干旱中的一种重要类型,影响自然界水循环过程中蒸发、下渗和径流三大环节,关系着水文循环和水量平衡。当前的干旱研究多集中在气象干旱、农业干旱上。鉴于水文干旱研究的重要性和目前水文干旱研究的不足,对当前水文干旱研究进行了分类评述,提出了研究中存在的问题及主要发展方向,可为水文干旱的进一步研究提供参考。     

基于区域气候模式的流域农业干旱成因分析

以湄公河流域为研究区,采用区域气候模式RegCM3为模拟工具,以根系层土壤含水量为代表性指标,对A1B情景下未来研究区月尺度农业干旱进行了预估。基于地表能量平衡原理,系统分析了降水、蒸发、地表温度和根系层土壤含水量等农业干旱主要影响因素与区域气候模式模拟的大气环流、地表感热通量、地表潜热通量、地表净通量之间的联系和变化规律,从气陆间能量和水汽通量平衡角度,对农业干旱发生机理进行了识别。预估结果表明:从年内各月地表净通量和地表温度变化来看,未来春末(6月)和秋末(10月)湄公河流域温度增加明显,且土壤含水量减少也较为明显;同时,这两个时段蒸发旺盛和降水减少的趋势,有可能导致流域局部地区(尤其是非灌溉农业区)农业干旱的发生。     

土壤水分监测技术方法应用比较研究

土壤墒情是反映旱情最直接的重要指标,土壤水分是植物水分的直接来源,决定着植物的生长状况的好坏,因此测量土壤水分有着重要的实际意义。近年来,随着抗旱工作的全面深入开展,土壤水分监测工作日益得到重视,土壤水分自动监测仪器逐步推广应用,但由于水利系统开展土壤水分自动监测较晚,对其工作原理认识不足。本文在概述土壤水分常用监测技术方法基础上,较为系统的介绍了频域反射法(FDR)和时域发射法(TDR)工作原理,以及有关数学公式,评述了主要监测技术方法的优缺点,并对今后有关工作开展提出了建议。