基于信息扩散理论的四川盆地农业旱灾风险评估

采用四川盆地农业旱灾灾情资料数据,基于信息扩散理论,研究了不同风险水平下的农业旱灾发生的概率及其分布,并对四川盆地的农业旱灾风险进行区划。结果表明:正态信息扩散方法可以较好地拟合农业旱灾受灾率的风险分布。与20世纪末相比,21世纪初四川盆地的眉山、重庆等地区发生受灾率xi≥10%和xi≥40%的农业旱灾风险增加。以受灾率xi≥5%和xi≥40%的超越概率作为农业旱灾风险区划阈值,四川盆地农业旱灾风险表现出区域性差异,农业干旱灾害高风险区位于巴中、中江、泸县等地区;西部地区发生农业干旱灾害的风险较小,与该地区丰富的降水量以及平原地形有关。该风险区划结果较为合理,可为当地政府防范农业旱灾提供决策依据。     

甘肃省小麦干旱灾害风险评估及区划研究

利用1980—2016年甘肃省84个县(区)的小麦产量资料,分析平均减产率、减产率概率系数、减产率变异系数构建的综合干旱灾害风险指数,根据综合干旱灾害风险指数来评估甘肃省各市小麦单产干旱灾害风险。结果表明:河西地区干旱发生频率高,属于灌溉农业,变异系数较大,其东部地区平均减产率高,风险概率大,属于高等风险区,河西地区的西部和中部分别属于低等和中等风险区;陇中地区干旱发生频率高,属于雨养农业,变异系数小,而平均减产率和风险概率较高,大部分属于中等风险区;陇东地区干旱发生频率较低,变异系数低,平均减产率和风险概率较高,属于中等风险区;陇南和甘南地区干旱发生频率较高,平均减产率和风险概率均较低,属于低等风险区。甘肃省小麦风险区划可为风险预算及防灾减灾提供科学依据。     

基于信息扩散理论的中国南方水旱灾害风险特征

水旱灾害是影响中国南方地区农业生产的主要自然灾害。收集1997—2012年中国南方所辖5省1市的农业灾情数据,建立基于水旱灾害受(成)灾面积的受(成)灾指数。以灾害学理论为基础,基于信息扩散理论的风险评估模型获得中国南方地区不同等级农业水旱灾害风险发生概率。结果表明:(1)贵州和云南的旱灾成灾率高,重庆和广西的水灾成灾率高,说明这些地区的农业对干旱和洪涝的适应性和恢复力差,容易成灾;(2)农业水(旱)灾受灾等级普遍高于成灾等级。随着农业水(旱)灾受灾风险等级的增加,成灾风险等级可能并未随之增加,说明良好的防灾减灾能力可以有效地降低农业水(旱)灾成灾率。研究区北部的水灾风险防范难度大于南部,西南的旱灾风险防范难度大于华南,农业旱灾较之水灾的发生风险等级高、成灾率高,受灾面积和成灾面积广;(3)从空间分布来看,水灾主要发生在四川和重庆地区,旱灾主要发生在西南地区,其中重庆的成灾率较高。     

2004—2019年中国干旱多承灾体灾损风险特征评估

基于2004—2019年中国省级年干旱灾情和社会经济资料,对干旱农作物受灾面积、受灾人口和直接经济损失三个指标及其灾损率的时空变化规律进行分析,采用信息扩散方法开展不同承灾体的干旱灾损率风险评估,为摸清近十几年的干旱风险格局,提高灾害风险管理能力提供参考。结果表明:三个指标的年干旱灾损率均呈现下降趋势,其中年农作物受灾面积和人口受灾率减少趋势显著,年降水量增加、年干旱累积强度和干旱日数减少以及防灾抗旱能力增强为主要原因。农作物、人口和经济不同承灾体的干旱风险格局存在差异。出现农作物面积受灾率≥20%时的旱灾可能性不高,仅宁夏、山西、内蒙古、甘肃超越概率达较高等级,出现人口受灾率≥30%和直接经济损失率≥1%时的旱灾可能性更低,超越概率小,无省份达高、较高可能性等级。年农作物面积受灾率20年一遇水平下,干旱重灾区分布在西北地区、西南地区东部及湖北、湖南、浙江、海南。年人口受灾率20年一遇水平下,干旱重灾区位于西北地区中东部、西南地区东部以及安徽、山西、内蒙古。年直接经济损失率20年一遇水平下,干旱重灾区集中在东北、西北地区中部、西南地区东部及内蒙古、海南。     

基于信息扩散理论的暴风雪变化特征及风险研究

利用锡林郭勒盟1964—2020年15个国家气象站逐日吹雪和雪暴的常规观测资料,对锡林郭勒盟暴风雪日数的时空分布进行分析,并运用信息扩散理论对发生不同暴风雪日数的概率风险进行估计。结果表明:(1)近60年来,锡林郭勒盟年平均暴风雪日数显著增加,倾向值为0.23 d/10 a;20世纪60年代初期开始至70年代前期呈较弱的上升趋势,70年代中期开始至2000年呈下降趋势,2000—2010年年平均暴风雪日数变化不明显,直到2011年又有明显的上升趋势。(2)锡林郭勒盟暴风雪空间分布总体呈现南多北少的特征。锡林郭勒盟西部年平均暴风雪日数明显增加,东北部及中部年平均暴风雪日数增加不显著,南部地区年平均暴风雪日数变化不大。(3)锡林郭勒盟南部为暴风雪风险高值区,中部及西北部为风险低值区。锡林郭勒盟暴风雪日数在0～4 d时发生的风险概率最大,但超过10 d暴风雪发生的概率很小。暴风雪日数在4 d时中部发生频率为每8.3 a一遇,西北部为每5.1 a一遇,东北部为每5.3 a一遇,南部为每5 a一遇,暴风雪日数大于10 d发生概率非常小,发生频率为每20～70 a一遇。(4)南部地区较多的降雪和大风日数使得暴风雪天气发生的概率较其余地区偏大;地形和下垫面对暴风雪的发生也有一定的影响,容易形成暴风雪天气。     

气候变化对中国农业旱灾损失率的影响及其南北区域差异性

在全球变暖背景下,干旱灾害对中国农业生产的影响日益严重,然而由于旱灾损失的复杂性及其显著的区域差异,至今对中国农业旱灾损失规律及其影响机制的认识十分有限。文中利用1961年以来中国农业干旱灾害的灾情资料和常规气象资料,系统分析了近50年来中国农业干旱灾害不同受灾强度分布比率和综合损失率等指标的变化趋势及其在北方和南方的区域差异,研究了20世纪90年代的气温突变对农业旱灾损失率的影响特征,探讨了农业旱灾综合损失率对气温和降水等气候要素变化的依赖关系及其在气候空间的分布特征。结果发现,在气候变化背景下,近50年来中国农业旱灾综合损失率平均每10 a约增加0.5%,风险明显增大。而且,北方综合损失率每10 a约增加0.6%,高出南方1倍,风险增大的速度明显比南方快;北方农业旱灾几乎在很宽松的气温条件下就可以发生,而南方更多发生在气温较高的年份。并且,在气温突变后,变化趋势明显加剧,全中国综合损失率约增加了0.9%,风险明显增高;而且北方综合损失率的增值高达1.8%,是南方的4倍还多,气候突变对北方农业旱灾风险的影响明显比南方更凸出。综合损失率在北方对降水变化的响应要更敏感,而在南方对气温变化的响应更敏感。同时,关键影响期降水对综合损失率的影响比全年降水影响更显著;北方的关键影响期作用比南方更凸出。这些新的科学认识对中国农业旱灾防御具有重要意义。     

“阿勒泰地区气候变化与干旱研究”项目

正一、基本情况气象灾害中影响最深远、最严重、最具破坏力的灾害是旱灾,在全球变暖的背景下,干旱出现的频率更加频繁,强度增强,并且其延伸灾害如森林草原火灾、虫害等都与干旱的发生有密切的联系,阿勒泰地区也不例外,如1974是该地区的大早年,结果是河水断流,高发区人畜饮水困难,农业生产遭受严重危害,据统计60%的农作物受灾。20世纪90年代以来又多次在不同季节发生区域型或全区型干旱,特别是2008年该地区出现近30a少有的干旱;据统计旱灾造成该地区直接经济损失达13455.8万元,农业经济损失达9501万元;旱情引     

基于SPEI的广西喀斯特地区1971—2017年干旱时空演变

利用广西喀斯特地区64个气象站1971-2017年逐日气温和降水量观测资料,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)作为干旱评价指标,分析该地区干旱时空演变规律。结果表明,广西喀斯特地区年尺度干旱基本为2 a一遇,发生频率中部低、东西部高,以轻旱和中旱为主。秋旱发生频率最高,冬旱次之,春旱和夏旱发生频率较低,各季节干旱多以轻旱为主。其中,春旱3~4 a一遇,发生频率由西南向东北呈递减趋势;夏旱3~4 a一遇,发生频率由东向西呈减弱趋势;秋旱接近1 a一遇,发生频率中东部高于西部,该季节中旱、重旱和特旱发生频率也明显高于其他季节;冬旱1~2 a一遇,发生频率西北部较高,且由西向东呈递减趋势。1971-2017年,广西喀斯特地区冬旱、夏旱呈波动减弱趋势,春、秋旱呈增强趋势。在15~20 a时间尺度上,年和各季节的干旱存在明显的干湿循环,5 a以下小尺度干旱周期振荡更频繁。SPEI与土壤湿度呈显著正相关,利用SPEI可较客观反映该地区旱情。     

基于信息分配理论的云南干旱风险评估

建立以Thornthwaite干燥度指数为主、自定义的有效降水指数为辅的干旱综合指数,用1959-2005年云南省125个气象站资料,分5个时段基于模糊信息分配理论和超越极限概率原理,对云南干旱风险进行评估.结果表明:云南省每年1-3月出现干旱灾害的风险最大,大部分地区干旱概率为60%～100%、重旱概率为20%～60%(部分地区甚至达90%);11-12月干旱风险次之,大部分地区干旱概率为30%～60%、重旱概率为20%～60%;6-8月云南省基本上没有出现干旱的风险;9-10月全省各地干旱概率小于5%,重旱的风险基本没有;4-6月上旬约一半的地区干旱概率为10%～20%、有29%的地区为20%～40%、有21%的地区为40%～80%,重旱的风险小于5%.     

青海省东部农业区季节性干旱成因及其发生规律研究——以乐都县为例

结合多年气象资料系统研究东部农业区季节性干旱成因与发生规律结果表明,该区季节性干旱严重,"土壤—作物"干旱年发生概率为55.4%,其中≥中等干旱年发生概率为25.9%,气候性干旱(Z值法)年发生概率为34.1%,其中≥中等干旱年发生概率为11.4%。3～8月份为年内高发期,以春季发生频率最高;"土壤—作物"干旱明显大于气候性干旱;气候性干旱(Z值法)统计分析的结果更接近实际情况。根据气候性干旱(Z值法)发生概率,在20世纪60年代、70年代、80年代和90年代该县各发生干旱5a、3a、2a和3a,2000年以后5a中发生干旱2a,表明青海省东部浅山丘陵地区抵御季节性干旱的能力仍然没有好转,农业生态系统抗逆性能仍在不断退化。