基于水热条件下干旱实时动态监测研究

从干旱实时监测气象服务的需要出发，研究并提出了考虑近期降水、土壤底墒（前期降水）和气温三种要素，利用实时天气资料来计算干旱指数的方案，即重庆市干旱动态监测指数。该指数考虑了造成干旱的三个主要原因：降水持续偏少、日最高气温高、前期降水少。利用该指数，建立干旱实时监测业务系统，对2004年重庆市盛夏发生的干旱进行了逐日跟踪动态监测，效果良好。     

干旱指标及其在浙江省干旱监测分析中的应用

对浙江省气候业务中经常使用的距平百分率指标、Z指数指标、干燥度指标三种干旱指标进行比较分析，认为Z指数指标能较确切反映出干旱程度，距平百分率指标反映干旱程度较轻，干燥度指标反映干旱程度过于敏感。在此基础上，基于Z指数指标建立了浙江省干旱监测评价的强度指数、面积指数，对浙江省自1952年以来的干旱进行了逐年分析，发现浙江省夏秋连旱几率较高，干旱具有阶段性特征，1990年以来发生干旱频率有增多趋势，且旱情也加重，其中秋旱更为明显。     

区域动态气象干旱强度指数及其应用

基于综合气象干旱指数的基本原理,以气象干旱等级为基础构建区域动态气象干旱强度指数,并就其在监测评估业务上的应用进行分析研究。结果表明:区域动态气象干旱强度指数实现了对干旱强度的实时动态监测和评价,充分考虑了干旱的累积效应,不以人为划定时段来评价干旱强度,具有动态性、连续性和客观性的特点,可广泛应用于区域干旱的实时监测、灾害预警、过程评价、历史排位判断、重现期分析等业务。通过对2009/2010年云南秋冬春特大干旱中的应用检验,效果优于气象干旱指数。     

气象干旱指标在内蒙古干旱监测评估中的应用

对在内蒙古气候中心干旱监测评估业务中经常使用的降水量距平百分率、土壤相对湿度干旱指数、综合气象干旱指数三种气象干旱指标进行详细介绍和适用性分析。并对三种气象干旱指标的监测结果进行对比分析,结果认为综合气象干旱指数指标能较确切反映出干旱程度,尤其在对干旱过程的跟踪方面具有明显的优势。降水量距平百分率指标反映干旱程度较轻,土壤相对湿度指标反映干旱程度比较敏感。     

三种干旱指标的比较和新指标的确定

通过以北京为例对三种干旱指标作了对比分析，在吸取Ｉｓｐ和Ｉｓ指标优点的基础上，建立了新的干旱指标——Ｉｋ指标。经试验，Ｉｋ能较好地确定不同时间尺度的旱情强度，可应用于气象业务监测干旱的发生。     

水分盈亏指数及其在农业干旱监测中的应用

从广西农业生产特点和农业干旱监测业务实际需要出发,建立了综合考虑降雨量和同期作物需水量的基于作物水分盈亏原理的农业干旱监测模型,农业干旱监测等级指标,并用该指标分析了1961～2004年广西双季稻、甘蔗生育期间农业干旱的时空分布特征,用自治区农业厅同期旱情资料对2004年广西春旱发生情况进行监测验证.结果表明:水分盈亏指数模型能很好地反映旱情,是一种实时的干旱监测方法,能运用于广西农业干旱监测业务,在每季干旱发生频率的时空分布特征分析上得到的结果也与实际情况相符合.     

内蒙古地区农业干旱检索查询及旱情实时监测系统

针对内蒙古地区农业干旱的特点和旱灾发生频繁的现状，以及干旱对当地农业生产所造成的严重影响，利用地理信息系统(GIS)、Visual Basic和Access等技术方法，编制了内蒙古农业干旱检索查询及旱情实时监测系统。该系统建立了历史上农区干旱信息、农区干旱指标和作物生长季(4～9月)的基本气象资料、干旱实时监测信息等数据库，实现了历史上农区干旱信息(干旱出现年份、发生季节、出现强度、出现区域、受损情况等)的综合检索查询和实时气象资料的自动采集，具有监测信息的统计、检索、旱情分析评估等功能，能实时有效地监测干旱灾害的发生、发展，并提供逐月旱情评估、任意时段旱情分析和不同年份旱情的比较分析，可为相关部门抗旱决策提供可靠的数据资源。     

全国气象干旱监测预警业务试验平台设计与实现

针对干旱监测预警业务及科研需求,在WINDOWS系列操作系统平台下,采用SQL SERVER2005数据库,建立了全国720个国家级站点自建站以来日最高最低气温、日降水量、日照时数、日蒸发量等要素历史和实时资料数据库,实现了实时、历史资料的对接,为干旱监测预警业务试验提供了资料保障。在此基础上,采用C#等开发工具,设计开发了全国气象干旱监测预警业务试验平台,该平台整合了K、SPI、CI等干旱指数算法,实现了气象要素的多条件灵活查询、统计计算及指数计算等功能,提供了色斑图、折线图、EXCEL表等形式多样的产品表达方式。     

北半球阻塞高压实时监测诊断业务系统

利用国家气象信息中心实时气象数据库的逐日500hPa高度场资料，确定了适合业务使用的北半球及关键区阻塞高压监测诊断方法。通过建立阻塞高压指数实现了对北半球中高纬地区任意经度上的阻塞形势的实时监测，同时在鄂霍次克海、贝加尔湖和乌拉尔山这三个对我国夏季降水有较大影响的地区选取关键区进行阻高实时监测。此外，还通过对北半球逐日和5天滑动平均500hPa环流场的监测，从而初步建立了北半球阻塞高压实时监测诊断业务系统。通过对2006年阻塞高压实时监测产品的诊断分析表明，监测到的北半球阻塞高压的出现位置和强度与实况相符。监测结果对于我国的夏季降水预报具有参考意义。     

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。     

基于NDVI-Ts特征空间的黑龙江省干旱监测

NDVI-Ts特征空间方法结合了卫星遥感地表反射率和热红外特性,能较好地反映一定时空尺度的地表干旱状况,该文基于Terra-MODIS归一化植被指数(NDVI)和地表温度(LST)产品,构建NDVI-Ts三角形特征空间,采用植被温度状态指数结合MODIS地表分类产品IGBP对黑龙江省2007年夏季干旱进行监测和分析。结果显示:此次夏季干旱的空间分布广,持续时间长,干旱程度重,西部松嫩平原和东部三江平原等地主要农作物产区普遍发生干旱,且旱情严重。结合同期地面气象观测的月降水量数据对监测结果进行验证和评估表明:植被温度状态指数是一项近实时的干旱监测指标,不仅与当地最近的降水事件有关,而且与前期一段时间内的总体降水事件相关,可以较真实地反映当地干旱发生、发展的动态过程。     

西北偏湿背景下青海省夏季降水的统计降尺度方法研究

本文研制建立了一个预测青海省夏季降水的动力—统计相结合的组合降尺度预测方法（Hybrid Statistical Downscaling Prediction，HSDP），该方法综合利用了气候模式Climate Forecast System 2.0版本（CFSv2）实时预测的高可预报性环流信息及前期观测的与青海夏季降水具有高相关性的气候因子，采用年际增量方法，基于气候变量的年际增量规律建立统计模型，从而实现对青海夏季降水进行动力—统计相结合的气候预测。根据全球气候因子的年际增量与青海省夏季降水年际增量的相关系数，以及CFSv2预测产品对实况模拟能力的评估，选取以下关键区气候变量的年际增量作为预测因子：（1） CFSv2模式预测当年夏季包含贝加尔湖脊、乌拉尔山脊和新疆脊区域的500 hPa高度场；（2） CFSv2模式预测青藏高原以西200 hPa纬向风场；（3）观测资料中前1 a秋、冬季热带太平洋地区海表面温度场；（4）观测资料中前1 a秋、冬季西伯利亚地区的海平面气压场，对青海省夏季降水进行统计降尺度预测。统计降尺度模型利用1983—2011年进行建模，回报2012—2018年夏季青海省降水的空间分布和时间变化，并对该模型对1983—2011年的夏季青海省降水的回报能力进行了交叉检验。回报结果表明该统计降尺度模型对CFSv2的青海省夏季降水预测能力有显著的提高，能够很好地再现青海省夏季降水西北部的高原地区偏少，而在东南部偏多的特点。该模型预测所得2012—2018年夏季青海省降水的时间变化也与实况有着较高的相关系数（0.76），对于降水显著偏少的年份（如2015年）和显著偏多的年份（如2012、2018年）的降水预测都有很好的表现。对于建模时段的交叉检验结果（相关系数为0.46，比模型回报结果与实况的相关系数0.48略低）表明，该模型具有较高的稳定性和可靠性。     

热带大气季节内振荡(MJO)实时监测预测业务

参考目前国际上普遍认可的Wheeler和Hendon设计的MJO监测指标,设计了适合开展实时业务监测的MJO计算方法,初步在国家气候中心建立了逐日的MJO实时监测业务,通过与国外同类监测结果的比较分析表明,监测指标可以很好地描述MJO的强度和传播特征,与国外同类监测产品有很好的一致性。另外,引入了两种统计方法进行了针对MJO指数的实时预测,对预测结果的检验表明,对MJO在两周内有较好的预测技巧,其中利用滞后线性回归方法（PCL）的预测技巧要高于自回归模型（ARM）。     

鹤壁市春旱动态监测及分析

利用鹤壁市淇县1971～2000年降水、底墒、蒸发资料，建立了适用于对春旱进行实时业务监测的动态模型；根据干旱指数大小确定春旱等级，并通过实例对比分析证实干旱指数在分析干旱动态演变过程中的作用。     

安徽省农业干旱综合监测技术及其业务试用

针对安徽省农业干旱业务服务需求,利用已业务应用的农业干旱指标:土壤墒情、累积湿润指数、植被供水指数,配合阶段降水量和降水日数,进行农业干旱综合监测指标和方法研究.综合指标中各因子权重的确定采用层次分析法.根据安徽省气候过渡区下垫面地表特征差异和云天状况,分别确定了湿润区、半湿润区的晴空和云覆盖4种状态下的各因子权重序列,均通过了一致性检验;建立了相应的农业干旱综合监测模型;确定了4要素和5要素农业干旱监测等级标准.综合模型概括了各单指标主体监测结果,有利于对农业旱情的综合判断,监测模型检验效果良好,可业务应用.     

干旱监测预警指数研究

提出以降水的应时性、有效性、土层水的后效作用,以及大气温湿状况为依据,建立干旱指标的问题,给出了评价短期气候干旱状况的干旱实时监测和预警指数。同时对如何科学地度量干旱灾害程度也进行探讨。     

青海省干旱服务系统设计与建立

在阐述本省干旱概念、类型、成因与评估指标的基础上，确定了旱情监测区域，采用地面常规监测、气候监测和空间遥感监测相结合的方法，设计和建立了“监测-评估-预测-预警”信息业务系统，为研究干旱发生规律，及时监测、预测干旱的发生及对旱情程度的评估，提供科学依据。     

夏季干旱逐日动态监测指数研究

根据造成干旱的主要气象因素是降水持续偏少、气温偏高、蒸发量大的思路,利用逐日降水量和逐日最高气温资料进行实验研究,设计了夏季干旱的逐日动态监测指数.该指数可根据每日最新日降水值和日最高气温值的变化,及时给出影响干旱程度变化的主要气象因素的变化,使干旱监测具有实时性、敏感性和连贯性.利用该指数对2003年江西夏季发生的特大干旱进行逐日跟踪动态监测,监测结果表明该指数可以实时反映实际干旱的变化趋势.     

内蒙古地区干旱灾害监测气象服务及应注意的问题

近几年,许多省份都开展了干旱监测与预警服务,根据内蒙古开展干旱监测服务使用的干旱分析指标及系统的业务运行情况、服务情况,提出了在干旱预警系统业务化过程中应注意的问题。     

安徽省MODIS干旱监测技术研究

为了更有效地监测安徽省农业干旱,以安徽省半湿润区、过渡区为研究对象,利用MODIS资料,在对比分析了基于植被供水指数和温度植被干旱指数两种干旱监测方法基础上,结合已业务应用的农业干旱指标累积湿润指数,开展安徽省分时段的晴空遥感干旱监测研究,建立并确定了部分时段半湿润区、过渡区的MODIS植被供水指数和温度植被干旱等级标准,同时结合当地台站监测土壤墒情对干旱监测进行检验。结果表明,作物生长季节VSWI、TVDI与累积湿润指数存在相关性,两种方法建立指标和模型可以用来分时段进行区域干旱监测,得出了初夏旱TVDI更适合于研究区域的干旱监测。