基于春季阴雨过程的冬小麦涝渍指数模型构建与应用

春季涝渍灾害对南方小麦生长发育和产量形成严重影响,本文在对阴湿系数做降尺度修订的基础上,利用Logistic曲线方程构建了冬小麦涝渍指数模型,根据涝渍指数临界值、持续天数以及冬小麦的可能减产率将春季涝渍灾害划分为三个等级,并使用江苏省59个气象站1961-2010年逐日气象资料对模型进行历史反演。结果发现,春季涝渍指数与冬小麦相对气象产量呈显著负相关,随着涝渍指数增加,小麦气象产量线性下降;灾年发生的涝渍过程以1~3次为最多,超过80%,5次以上最少,占1.9%。最后,将涝渍指数模型应用于2014年冬小麦春季涝渍灾害的判别及评估,效果很好。     

安徽省夏玉米涝渍灾害时空特征及其灾损风险

为分析安徽省夏玉米全生育期涝渍灾害发生的特征,定量化评估涝渍灾害风险程度。利用安徽省48年的气象资料(1971-2018年),采用夏玉米涝渍指数模型,计算分析了安徽省夏玉米涝渍指数的时空特征,并确定了夏玉米涝渍指数等级指标,最后采用灾损风险指数模型得到了安徽省夏玉米产量涝渍灾损风险分布。结果表明:(1)夏玉米全生育期涝渍指数以0.027/10a的速率呈显著上升趋势,其中6月上旬和8月上旬上升趋势最为明显;涝渍指数的空间分布显示其值变幅在0.08～0.38之间,其中大别山区、江南中东部和淮北局部是夏玉米涝渍指数的高值区。(2)建立的夏玉米涝渍灾害等级指标和实际涝渍减产的结果较为一致,其中涝渍等级与实际减产率一致的比例为82.2%。(3)而夏玉米涝渍产量灾损风险分布显示大别山区、江淮东部和江南东部地区是安徽省夏玉米涝渍产量损失的高风险区。研究结果对开展区域农业气象防灾减灾有很好的借鉴意义。     

安徽省冬小麦水分盈亏特征及其对产量的影响

利用安徽省1971—2010年的气象资料和冬小麦产量资料,采用水分盈亏指数分析了安徽省冬小麦全生育期和关键期（孕穗至乳熟期）水分盈亏的时空变化特征,以及旱涝对产量的影响。结果表明：冬小麦全生育期和关键期水分盈亏指数基本呈纬向分布,合肥以北水分亏缺明显,江淮南部及其以南地区水分供应基本充足,越往南水分盈余程度越大,总体来看缺水程度关键期大于全生育期;近40年冬小麦水分盈亏指数的时间变化趋势不明显,但年际波动大,旱涝灾害风险增加。干旱主要发生在沿淮淮北地区,涝渍在江淮及其以南地区发生频率较高,典型旱涝年平均减产率分别为4.2%和12.4%;造成冬小麦减产10%的中度旱灾风险北部大于南部,中度涝灾风险南部大于北部。南部涝渍风险和造成的产量损失明显大于北部的干旱,水分偏多的南部地区要尽量减少冬小麦的种植。     

湖南省油菜春季涝渍过程灾变判别指标

以湖南省油菜为研究对象,综合洪涝与连阴雨的致灾因子,利用历史灾情数据反演涝渍过程样本,构建临灾、受灾状态样本,采用均值t检验方法,定量分析不同降水累积衰减系数w情况下,降水因子差异的显著性,构建有效累积降水量P_E。基于Fisher判别准则,计算涝渍灾害临灾与受灾的临界线,构建逐日动态的油菜春季涝渍过程灾变判别指标y,并进行涝渍过程样本反演及独立样本验证。分析春季涝渍受灾频率与相对气象产量的关系,构建灾害影响评价模型。结果表明:当w=0.899时,受灾与临灾样本P_E的差异最显著。灾变判别指标y可逐日动态监测涝渍灾变过程及灾害后续影响,为动态监测区域油菜涝渍过程提供了数据支撑;指标指示的灾变范围与实际受灾情况基本一致,为区域防灾减灾提供了科学参考。开花期及结荚期湖南油菜涝渍受灾频率较高,成熟期较低。湖南省油菜春季涝渍灾害影响指数呈东南高西北低,长沙东部、株洲中部及北部、湘潭、永州及郴州中部油菜产量受涝渍灾害影响最重。     

基于Z指数的江西省旱涝指标与时空分布特征

利用1961—2020年江西省逐日降水资料,基于Z指数分析确定了适用于江西省的旱涝指标。运用M-K检验、小波分析和EOF等方法分析了江西省旱涝时空分布特征。结果表明,1961—2020年江西省降水量年际变化大,20世纪90年代出现突变,但未出现显著的持续增加或减少。江西省干旱、雨涝事件存在准20 a主周期,从90年代开始偏涝年份明显增多,且雨涝呈增强的趋势。江西省旱涝主要存在4种空间分布型,分别为全区型、北涝（旱）南旱（涝）型、西涝（旱）东旱（涝）型、中心涝（旱）南北旱（涝）型,累计贡献率为83.61％。Z指数作为表征江西省旱涝指标的方法具有一定的适用性。     

基于SPEI的安徽滁州市旱涝特征及其对小麦产量的影响

利用1961—2019年安徽滁州地区7个国家站常规气象观测资料和1980—2019年小麦生育期观测资料及单产数据,采用多时间尺度的SPEI旱涝指数,探讨分析滁州地区气象旱涝特征及其对小麦产量的影响。结果表明:滁州地区SPEI具有明显的月际、季节变化特征,冬季各月的SPEI收敛性最强,夏季各月的SPEI离散度最大,且呈现明显的春旱、夏涝特征,季节性连旱、连涝中春夏连旱、春夏连涝造成的影响最重。滁州市2000年以后春季呈现干旱化态势,20世纪90年代后夏、冬季均转为变湿的态势,尤以冬季变湿趋势最为显著,而秋季干湿趋势不明显,但2009年以后略有增湿趋势。3月的SPEI3与小麦气候产量相关性最显著,两者存在二次项系数为负的抛物线关系,当3月的SPEI3值大于0.81或小于-1.93时,可能会造成小麦高度减产。     

我国西南地区夏季长周期旱涝急转及其大气环流异常

利用1961~2015年中国567站逐日降水资料,定义了一个西南地区夏季长周期旱涝急转指数,结果表明:1961~1970年夏季旱转涝多于涝转旱,1971~1980年夏季涝转旱年较多,1981~2000年旱转涝与涝转旱年相当,21世纪初以来,指数又呈现出负值的趋势,涝转旱年偏多。选取西南地区夏季旱涝急转典型年,对旱涝急转年的大气环流和水汽输送异常进一步分析发现,旱转涝年旱期西太平洋副热带高压偏西偏强,中高纬西风带偏强,冷空气不易南下,垂直场上表现为下沉运动,来自孟加拉湾和南海的水汽输送异常偏弱,西南地区亦处于水汽辐散区,因此降水偏少。而涝期中高纬环流的经向运动增强,乌拉尔山以东的槽加深,东亚沿岸脊加强,中高纬西风带偏弱,在垂直场上表现为上升运动,孟加拉湾和南海为西南地区提供了充足的水汽,有利于该地区降水增多;涝转旱年则相反。     

利用Z指数确定吉林省旱涝指标及干旱分布特征

根据1961—2009年吉林省46个站各月降水量资料,利用z指数方法进行了计算分析,结合吉林省实际情况提出了z指数界限值的修改和订正方法,从而确定吉林省46个站旱涝指标及等级,并将吉林省分为4个区：西部、中部、南部、东部,在此基础上,确定了反映吉林省旱涝时空分布和强度的区域旱涝指标及旱涝等级。并研究了吉林省及4个区4—9月干旱事件的分布特点、频率分布。研究表明：吉林省4—9月期间,9月发生干旱的频率最大,且东部和中部比西部和南部发生干旱的频率大;其次是7月,西部比中部、南部、东部发生干旱频率大,且重旱频率也是全省最大的;6月干旱频率最小。4—9月偏旱型多于偏涝型,尤其是2000年以来重旱频发。     

安徽省近554年旱涝演化规律和跃变现象

基于安徽省近 554年的旱涝等级资料 ,利用偏度系数、峰度系数、频次、累积距平等计算公式和方法进行分析。结果表明 :安徽省旱涝等级序列具有偏态分布性即涝明显多于旱的非正态分布特征 ,呈现干燥期、湿润期的阶段变化特性 ,以旱为主和以涝为主的现象间隔出现 ;旱涝序列分析和滑动t 检验法、Yamamoto法的检验方法都证明 1 72 3年附近、1 774年附近和 1 91 3年附近出现序列的跃变现象 ,数种方法都表明序列有基本相同的干湿转折点     

河南省春季降水量的时空分布

利用河南省分布均匀的60个测站1961-2006年春季降水量资料,采用线性趋势、多项武拟合、最大熵谱分析、EOF等方法对河南省春季降水量的年际、年代际变化及时空分布特征进行分析,结果显示:河南省春季降水量空间分布南北差异较大,呈现南多北少;春季旱年多于涝年,尤其4、5月偏旱的年份显著多于偏涝年;春季降水量的线性趋势不明显.年际变化具有显著的5 a振荡周期;春季及其各月降水量场第一特征向量呈现全省一致型,其方差贡献率达70%左右,全省春季同涝同旱特征显著.     

双季稻主要气象灾害研究进展

热害、洪涝、干旱和冷害是影响我国双季稻安全生产的主要气象灾害。气候变化背景下,双季稻遭受的极端气候事件增加,应对气象灾害的任务更加紧迫。我国双季稻主要气象灾害的时空分布特征不同:热害、洪涝和干旱发生频率整体呈增加趋势,西部南部较高;冷害弱减轻,北高南低,不同生育期存在差异。文中对双季稻生产的影响、监测预警技术（站点监测、遥感监测、指标预警、数理统计和动态机理模型）以及防御气象灾害的减灾保产技术进行了阐述。针对当前气候资源的时空分布特点以及关于双季稻气象灾害研究存在的不足,提出了双季稻气象灾害在未来研究中需要重点关注的科学问题,即双季稻气象灾变过程及其动态监测指标体系、气候变暖背景下双季稻气象灾害遥感监测技术及其气象灾损动态评估技术、星-地耦合的双季稻气象灾变过程数值模式研发、双季稻种植制度对气候变化的适应性及其抗灾减灾新技术与示范研究,为双季稻有效防御气象灾害和稳产高产提供依据和技术支撑。     

INTEGRATED RISK ASSESSMENT OF MAJOR METEOROLOGICAL DISASTERS WITH PAPRIKA PEPPER IN HAINAN PROVINCE

Paprika pepper, as one of the main vegetable crops, is originated in the tropics and now widely planted in the world for its dietary therapy and medicinal functions. For its typical physiological properties referring to low tolerances to flood, drought and cold, paprika pepper often suffers from one or several disasters during its growing period, especially under tropical climate. Paprika pepper in Hainan, as a typical region of tropical climate in China, sustains flood, chilling and drought disaster risks induced by varied weather systems. This study was to develop and employ appropriate indices to assess hazard, sensitivity, vulnerability and prevention capability for major disasters during paprika pepper growth period, using long-term meteorological data from 1998 to 2011, actual disasters record from 1999 to 2011, production and socioeconomic statistics from 2002 to 2011 at 18 weather stations. Based on the Analytic Hierarchy Process and Entropy method, the combined weight was given to each disaster factor, thus an integrated disaster risk assessment model was developed and applied at regional level. High flood hazard mainly occurred in eastern Hainan, high chilling hazard in north and central mountain areas, and high drought hazard in the western part of Hainan. Drought and chilling sensitivity had a similar spatial distribution which decreased from central to coastal regions while flood sensitivity was the opposite. High vulnerability of the disasters mainly occurred in central regions, similar to low prevention capability. Eastern Hainan suffered from high integrated damage risk. The predicted damage occurrence showed a good agreement with the occurrence of actual disasters. We concluded that an integrated damage risk assessment model could provide a new tool to assess major meteorological disasters and help farmers and policy makers to alleviate the risks of major meteorological disasters for paprika pepper, which seems also suitable for other crops.     

中国农业洪涝灾害研究进展

农业洪涝灾害是国内外灾害研究的重要分支领域。该文采用分类归纳总结已有研究成果并与观测事实相佐证的方法,从农业洪涝相关概念出发,系统阐述了中国农业洪涝灾害的研究进展,评述了气候变暖对中国农业洪涝灾害的影响。基于影响作物及发生时段,中国农业洪涝灾害可分为影响越冬作物的春涝、影响夏播夏收和夏季作物生长的夏涝及影响秋播秋收作物的秋涝。农业洪涝灾害的形成及强度,是天气气候、作物抗涝性、地形地貌、土壤结构及人类活动等多种因素综合作用的结果;气候变暖背景下,中国农业洪涝成灾率呈南方增强北部减缓的趋势,总体呈上升趋势;一方面与极端降水事件的变化有直接关系,另一方面受作物气候适宜性变化等的间接影响。农业洪涝灾害的致灾机理包括物理性破坏、生理性损伤及生态性危害。其影响包括对农业生产环境、作物生态生理和生长发育的影响及诱发病虫害等。气候变化背景下的农业洪涝综合性指标、基于灾变过程的综合风险评估及气候变暖对不同作物洪涝灾害的影响事实将是未来重点研究方向。     

我国北方地区冬小麦干旱灾害风险评估

选取我国粮食重要生产区——北方冬麦区作为研究区,基于干旱灾害对作物产量的影响开展冬小麦干旱灾害风险评估和区划。在确定干旱灾害危险性指标过程中,通过对比分析MCI、CWDIa、CI、Pa及Ma干旱指数的适应性,确定了干旱灾害风险危险性指数;在分析北方冬麦区干旱背景和脆弱性时,考虑了冬麦区的地形、土壤类型、土壤有效持水量、河网水系、灌溉条件、降水量及干燥度等环境因素,以及冬小麦的耕地面积、播种面积、主要生育期的水分敏感系数、历史产量等。与以往致灾因子危险性分析方法不同,本文首先建立了干旱指标与冬小麦减产率之间的关系,通过减产率等级来确定干旱致灾临界阈值,在此基础上计算分析了冬小麦全生育期和6个关键生育期不同等级干旱发生的频率。综合考虑干旱发生的危险性、不同地区干旱背景和脆弱性,建立了我国北方冬麦区全生育期和6个关键生育期的干旱灾害风险评估模型和区划方法,实现了我国北方冬麦区干旱灾害的风险评估和区划。结果表明,MCI更能反映北方冬麦区干旱的特征,故以MCI指数作为干旱灾害风险危险性指数;我国北方冬麦区中北部的干旱灾害风险较高,应该加强防旱抗旱能力建设,南部地区包括苏皖和河南东南部的干旱灾害风险较小。本文建立的北方冬麦区不同生育期干旱灾害风险评估模型可应用于干旱灾害风险动态评估实时业务中。     

10—11月海南省瓜菜苗期湿涝风险评估与区划

为了评估海南省冬种瓜菜苗期生长阶段容易遭受的湿涝灾害,基于1998—2011年海南省18个气象站气象资料、各市县西瓜、豇豆、辣椒、丝瓜4种冬种瓜菜产量及苗期湿涝灾情资料,以降水量、降水日数等因子建立主成分分析综合指标,通过灾情反演构建苗期湿涝致灾等级指标,结合孕灾、灾损和防灾能力进行瓜菜苗期湿涝灾害综合风险分析与区划。结果表明:瓜菜苗期湿涝危险性从西南至东北增加,轻度与重度湿涝风险概率分布趋势相反,苗期湿涝孕灾敏感性从中西部山区向沿海和平原地区增加,瓜菜苗期湿涝灾损风险和防灾能力分布存在差异,且不同瓜菜差异明显;4种瓜菜苗期湿涝综合风险总体分布趋势一致,从西南至东北地区风险等级加重,降水、地势、土地等因素综合导致东部和北部部分地区苗期湿涝的风险高。     

河北省主要气象灾害时空变化的统计分析

根据1984~2011年河北省气象灾害统计数据和河北省气候影响评价资料,分析了河北省气象灾害灾次和灾情的时空分布特征。研究表明:河北省主要的气象灾害有暴雨洪涝、旱灾、雹灾、风灾和雷灾等5类,5类气象灾害存在明显的时空分布特征。河北省暴雨洪涝主要集中在河北省西北部,灾次比最大值0.038;冰雹灾情主要集中在张家口、承德以及位于太行山东麓的保定西部地区,灾次比最大值为0.027;干旱灾情主要集中在邯郸以及沧州南部,灾次比最大值为0.036;大风灾情主要集中在河北中部,高值中心在唐山北部,灾次比最大值为0.030;雷电灾情主要集中在秦皇岛、张家口以及石家庄,灾次比最大值为0.034。河北省暴雨日数分布与暴雨洪涝灾情分布的不一致表明气象灾害灾情除与致灾因子有关外,还与承灾体脆弱性密切相关。     

黄淮海地区春花生旱涝灾害危险性评价

利用1960—2019年黄淮海地区186个气象站逐日气象数据,结合春花生发育期数据,采用标准化降水作物需水指数将旱涝灾害分为7个等级,分析春花生旱涝灾害的时空分布特征;并以旱涝灾害发生的强度和频率构建春花生旱涝灾害危险性指数,开展黄淮海地区春花生旱涝灾害危险性评价。结果表明:黄河流域西北部和中部、淮河流域东北部以及海河流域北部是干旱灾害高发区;涝害高发区主要集中在黄河流域的大部分地区、淮河流域北部和南部地区以及海河流域东部,以中度涝害为主。春花生干旱灾害高危险性地区零散分布,主要集中在黄河流域西北部;而涝害中、高危险性地区多分布于黄河流域。