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%.     

黑龙江省春季干旱风险评估及区划

利用黑龙江省70个气象站1961～2003年气象资料,通过计算黑龙江省春旱指数、春旱发生频率、变异系数、风险指数,对黑龙江省春季干旱的风险性进行了探讨和评估.风险评估的结果表明:春季干旱频率、偏旱的变异系数和风险指数三者的高值区基本都位于黑龙江省松嫩平原西南部地区.从综合区划的结果来看,黑龙江省松嫩平原西南部地区是春季干旱的高风险区,并以这些地方为中心,向外围逐步形成春季干旱的较高风险区和中等风险区.因此在农业生产中,应充分考虑这些地方的春季干旱风险,减少农业损失.     

我国北方地区苹果不同干旱等级时空特征

为定量评估我国北方地区苹果不同干旱等级灾害时空分布特征,以我国苹果主产地为研究区域,对前人提出的干旱指数进行等级划分,结合历史灾情资料,对划分的等级进行验证;利用验证后的干旱指数,明确1981—2016年苹果不同干旱等级时空变化特征。结果表明:划分的干旱指数等级能够较好地反映我国北方地区苹果实际干旱特征;各生育阶段甘肃省中北部、宁夏回族自治区各年代以重旱发生为主,山西省、陕西省、山东省以及河南省干旱等级随年代变化较大;重旱发生面积在果树萌动-花芽萌动和成熟-落叶生育阶段1981—2000年随年代变化逐渐增加;各生育阶段无旱和重旱高频区频率高于50%,轻旱和中旱高频区频率高于30%;1981—2016年轻旱发生范围最大,果树萌动-花芽萌动生育阶段的重旱和盛花-成熟生育阶段的中旱站次比呈显著上升趋势。研究区域西北地区干旱严重,且发生频率较高。     

基于信息扩散理论的甘肃省农业旱灾风险分析

干旱灾害是甘肃省最严重的自然灾害。以甘肃省1990～2010年的干旱受灾面积和播种面积的统计数据为基础,采用基于信息扩散理论的模糊数学方法,建立甘肃省农业旱灾风险分析模型,对甘肃省农业旱灾进行分析。结果表明,甘肃省旱灾受灾指数在22%时的旱灾受灾概率最大,超过80%的旱灾受灾可能性就很小;旱灾风险值显示,农业旱灾受灾指数>10%～20%时的风险概率为1～1.6 a一遇,农业旱灾受灾指数>50%时的风险概率为12.2 a一遇,呈现出干旱发生周期短、发生频率高的特点,这说明甘肃省的农业旱灾出现频率高,发生周期短,灾情不容忽视。研究结果增加了对甘肃省农业旱灾的认识,对地区防灾减灾工作具有指导意义。     

基于前期降水指数的气象干旱指标及其应用

从气象干旱定义出发,考虑干旱累积效应,借鉴前期降水指数（API）和标准化降水指数（SPI）,建立基于标准化前期降水指数（SAPI）的逐日气象干旱指标,并利用1961-2010年全国632个台站的气象资料分析SAPI的适用性特征。结果表明：逐日SAPI曲线呈典型“锯齿型”特征,在降水持续偏少时段平稳下降,克服了基于“等权累加”建立的综合气象干旱指数由于前期降水移出计算窗口而导致的“不合理旱情加剧”问题,能够精细刻画干旱发生、发展和结束过程。SAPI敏感性分析表明,加剧一个干旱等级需要的无雨日数在降水越少的季节（地区）越多, 减缓一个干旱等级需要的日降水量在降水越少的季节（地区）越少。各等级旱日频率总体上与理论频率一致。降水量较少的季节（地区）,轻旱、中旱及总旱频率略高于降水量较多的季节（地区）,而重旱、特旱频率时空特征相反。1961-2010年全国平均各等级旱日频率均呈下降趋势,其中特旱较为明显,但具有复杂的时空特征：9-11月各等级旱日频率显著增加,其余月份以减少为主;各等级旱日频率总体上呈“西减东增”趋势。     

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。     

1959-2003年青海省干湿变化分析

利用青海省1959-2003年气象资料,计算了修正的Palmer干旱指数,并对其进行了分析。结果表明：在青海省旱涝监测中,PDSI指数反映旱涝程度更为客观;青海省的干旱主要以轻旱为主;夏秋季年际干湿交替较冬春季频繁,变化振幅也较大;秋季青海省干旱化倾向最为严重,冬春季出现轻旱几率最大。另外,春季干旱总面积在减小;夏季轻旱面积增加,而中旱、重旱面积在减小;秋冬季重旱面积在增加。     

黑龙江省大豆不同生育阶段干旱时空特征

干旱是黑龙江省农业生产中的主要自然灾害之一,影响大豆生长发育和产量形成。利用1981—2017年黑龙江省32个农业气象观测站土壤水分资料和26个站大豆生育期资料,采用中国气象局2018年发布的气象行业大豆干旱等级中大豆干旱指标,分析黑龙江省5个区域大豆各生育期干旱发生频率、强度和干旱风险指数的时空变化特征,并对黑龙江大豆干旱风险进行评估与分区。结果表明:大豆轻旱发生频率高于重旱和特旱,西区为干旱多发区域,中区次之,其他区域相对少发;中区干旱发生强度最高,西区次之,北区最低,东区、北区和中区大豆三真叶至鼓粒期干旱发生强度高于前期和后期,而西区和南区在大豆鼓粒至成熟期干旱发生强度高于前期;西区干旱风险最高,中区次之,北区最低,大豆开花-结荚期干旱风险最高,播种-出苗期最低,干旱中等以上风险区域集中在松嫩平原西部和三江平原西南部,其他大部地区为次低或低风险区。     

三门峡一次冰雹天气多普勒雷达资料分析

利用1961-2010年河南省103站降水量数据,并结合综合气象干旱指数（CI）,分析河南省夏季干旱的时空分布特征,及副高、厄尔尼诺和拉尼娜与河南夏季干旱的关系。研究表明：1）初夏和盛夏降水量都有上升趋势,上升率分别为6.065mm/10 a和7.505mm/10 a,初夏旱和初夏重旱出现的概率分别为44%和22%,伏旱和伏旱重旱出现的概率分别为20%和零。2）1961-2010年,河南6个分区初夏降水量都呈增加趋势,初夏干旱日数6个区域都呈减少趋势;盛夏降水量除豫北呈减少趋势外,其他5个区域都呈增加趋势,干旱日数6个区域都呈减少趋势。3）河南初夏旱年和伏旱年高纬度冷空气活动少且不易到达河南,副高偏弱。4）7月副高异常偏西时,河南盛夏一般降水偏多;从降水距平百分率上来看,拉尼娜次年初夏干旱的几率较大。     

近50a锡林浩特市降水量变化特征及干旱灾害统计分析

干旱是影响锡林郭勒畜牧业发展最主要的自然灾害之一。文章基于多年降水观测资料,以及《北方草原干旱标准》中降水距平百分率指标的划分依据,详尽分析了锡林浩特市干旱发生的年、季节特征,结果表明:(1)降水量的年代变化呈现明显的规律性:20世纪60、80年代、21世纪前10a年均降水量低于多年平均值,20世纪70、90年代、2010—2014年年降水量高于多年平均值;(2)春季、夏季与年降水量的变化规律一致;冬季降水量的变化比较独特,尤其是2000年以后表现出显著高于多年平均值的变化趋势;(3)锡林浩特市特旱发生概率为9.26%,即10a一特旱;重旱发生概率为20.99%,即5a一重旱;中旱发生概率为24.69%,即4a一中旱;轻旱发生概率为14.81%,即7a一轻旱;无旱发生概率为30.25%,约占1/3。     

梧州市夏季干旱对水稻产量影响分析

利用梧州市5个代表站1961～2008年的气温、降水资料,用降水距平百分率（R指标）的干旱等级划分方法,并引入考虑气温的P指标对干旱等级进行划分,揭示区域内夏旱发生的基本特征。结果表明：梧州夏旱频次高,夏旱存在自身的周期性和连续发生的规律,在地理分布上为中南部重于北部。并据此初步探讨夏季干旱的成因及对水稻产量的影响。     

甘肃省伏旱短期气候概率预测

用ＥＯＦ和ＲＥＯＦ将甘肃省信期降水分为７个区域,并在每个区域选取一个代表站,设计出既能反映伏期降水多少,又能反映伏期旱段长度的伏旱强度指数。将伏旱强度与指数与伏旱发生的概率关系起来,通过对大气环流特征指数,地面气象要素等因子的分析,利用逐步回归分析和多级逐步判别分析方法,建立了甘肃省几个代表站的伏期干旱指数和概率预测方程,提出了集成概率预测的概念,最后给出了对伏旱概念率预测进行评估一种方法。     

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。     

中国北方苹果干旱等级指标构建及危险性评价

以中国北方苹果主产区为研究对象,利用1981—2018年气象资料、1981—2017年苹果干旱灾情历史资料和发育期资料,在构建干旱指数（D_I）的基础上,以历史灾情反演、灾害样本重建和历史灾害过程解析为主线,采用独立样本T检验、Kolmogorov-Smirnov（K-S）检验、累积概率反函数值等方法,构建适用于中国北方苹果主产区的苹果干旱等级指标体系,并在此基础上开展苹果干旱危险性评价。结果表明:构建的干旱指数（D_I）能有效表征苹果干旱灾害,同一等级苹果不同发育期干旱指标阈值从大到小依次为果树萌动-萌芽期、萌芽-盛花期和盛花-成熟期,苹果危险性从大到小依次为萌芽-盛花期、果树萌动-萌芽期和盛花-成熟期,渤海湾产区及黄土高原产区北部是苹果干旱的高危险区域。基于历史灾情资料加工与再分析的苹果干旱等级指标体系构建方法可为经济林果气象灾害研究提供新思路,研究结果可为中国北方苹果干旱防灾减损气象服务、灾害保险提供基础支撑。     

内蒙古马铃薯干旱风险区划

利用1979—2013年内蒙古73个旗县气象站资料、历史干旱资料、马铃薯产量数据和社会属性数据等,通过内蒙古中西部和东部地区全生育期的降水负距平百分率与相对气象产量二者建立的回归方程,结合农业干旱等级和降水距平百分率气象干旱等级国家标准,得到了马铃薯轻旱、中旱和重旱的等级指标,确定了干旱致灾因子的危险性,结合承灾体的脆弱性、孕灾环境的暴露性和地区的防灾减灾能力的评价指标体系,利用地理信息系统（GIS）的空间分析功能,对内蒙古马铃薯干旱风险进行评估与区划。研究结果表明:高风险区主要分布在鄂尔多斯市东北部、呼和浩特市南部和北部、乌兰察布市大部和锡林郭勒盟南部地区,所占面积比例为19.1%;中风险区主要分布在呼和浩特市部分地区、赤峰市中部和南部、通辽市西北部、兴安盟东北部、呼伦贝尔市北部地区,所占面积比例为20.1%;干旱较低风险区主要分布在赤峰市西部和北部、通辽市东南部、兴安盟西南部、呼伦贝尔市东南部地区,分布区域面积最大,所占比例为41.0%;低风险区主要分布在灌溉区域,包括河套灌区和辽河流域,所占面积比例为19.8%。     

桂林干旱风险评估及人工增雨抗旱研究

利用灾害风险评估方法,对桂林干旱的致灾因子和承灾体脆弱性进行分析,对干旱灾害风险进行综合评估。评估结果是桂林东南为全市干旱高风险区,西北为干旱低风险区。根据干旱发生情况及风险评估结论,对人工增雨作业方式进行研究。由于不同季节降水云系的云体负温区的高度和厚度差异,作业方式可分为夏秋季节和冬春季节两种,总的目标是要将AgI成冰核播撒到云体内的负温区,才能达到对云体催化,增加地面降水的目的。     

我国北方地区苹果干旱时空分布特征

以我国北方苹果主产省为研究区域,基于研究区域内1981—2016年144个气象站点逐日气象数据,结合苹果生育期数据,以干旱指数作为苹果农业干旱指标,明确了研究区域内苹果干旱的空间分布特征及时间变化趋势,结合小波分析方法,揭示了北方苹果干旱发生的周期性规律。结果表明:苹果各生育阶段降水量整体呈由西北向东南增加的趋势,干旱指数空间分布特征呈由西北向东南降低的趋势,苹果花芽萌动-盛花生育阶段干旱程度最大。干旱指数近36年果树萌动-花芽萌动生育阶段呈上升趋势,平均为3.90/（10 a）,花芽萌动-盛花、盛花-成熟以及成熟-落叶生育阶段均呈下降趋势,平均值分别为-3.14/（10 a）,-0.01/（10 a）和-1.65/（10 a）。苹果不同生育阶段干旱存在3种不同尺度的变化周期,其中花芽萌动-盛花生育阶段发生干旱的周期最短,最小周期为2年。     

锡林郭勒盟近50a降水变化及早涝年分析

利用1961—2010年锡林郭勒盟15个气象站的年及夏季（6—8月）逐月降水量资料,分析了锡林郭勒盟降水的时空变化特征和夏季旱涝年。结果表明：锡林郭勒盟降水量总体上呈南多北少,东多西少的分布特征;近50a降水量没有明显的增减变化趋势,但年际波动特征明显,近10a降水量显著减少。用区域夏季降水指数确定出1998年为涝年,而1980、2001、2005和2010年为夏季旱年。     

安徽省夏玉米生长季干旱时空特征分析

利用安徽省夏玉米主产区37个气象站点1961~2010年的气象资料,选取修订后的作物水分亏缺指数作为表征夏玉米干旱的指标,分析了安徽省夏玉米生长季内干旱频率的时空分布特征及表征干旱风险大小的干旱风险度的时空特征。结果表明:近50 a安徽省夏玉米不同发育阶段水分亏缺指数未发生显著变化,但夏玉米成熟后期的干旱现象有加重趋势;抽雄开花期是干旱频率及干旱风险较高的时段;从空间分布特征看,干旱频率与干旱风险度的空间分布特征相似,夏玉米营养生长阶段二者的高值区在淮北北部,而在夏玉米生长中后期,干旱主要发生在沿淮西部和江淮南部。整个生长季内,沿淮淮北西部是干旱高发和高风险区。