内蒙古西部春季干旱特征分析评估

基于内蒙古西部40个国家级气象站1961-2018年春季逐日平均气温和降水量资料,构建的综合干旱指数,分析评估了春季区域干旱发生情况,结果显示:(1)近58a内蒙古西部区域春季干旱年发生频率高达78%,平均5a中有4a春旱,且多数为中到重旱。(2)20世纪70-80年代春旱年份发生概率更高,连年干旱,近10a干旱明显减少。(3)春旱频率空间分布是西高东低。(4)干旱影响范围最大,干旱最重的前3a分别是1962、1993年和1995年,出现了季内连月重旱,农牧业生产和群众生活均受严重影响。构建的综合干旱指数与实况对比分析,能够较好地反映春旱发生程度,可以用于月季干旱的影响评估业务。     

遵义市近63 a气象干旱变化趋势及成因分析

利用遵义市中心城区、桐梓、湄潭3个气象观测站1951—2013年逐年、月降水量资料,应用降水距平百分率和线性趋势分析方法,对遵义市干旱演变进行了统计分析。结果表明,近63 a遵义市各地年降水量均呈波动性减少趋势,中心城区、桐梓、湄潭分别以22.4 mm/10 a、24.9 mm/10 a和11.4 mm/10 a的速率递减;汛期降水量20世纪80年代开始东部地区趋于减少,90年代后全市都呈减少态势;季降水量以春季和秋季减少最明显;旱年和四季干旱均以21世纪发生频率最高,且63 a全市出现的6个区域性干旱年中有4 a发生在2006年以后,表明21世纪后全市干旱有加重频发的发展倾向。大气环流异常是造成遵义干旱的主要成因,主要表现在西太平洋副热带高压主体偏大偏强、位置偏北,中高纬地区以纬向环流为主,青藏高原东部持续稳定的西北气流,另外厄尔尼诺事件影响年份遵义极易发生干旱。     

近51a来陕西农业干旱特征分析

利用1961—2011年陕西51a来的农业干旱资料对旱灾时空分布特征及发生频率详细分析,结合同时段气象资料分析了旱灾程度与温度和降水的关系。结果表明：陕西农业干旱季节性和区域性特征明显,20世纪60年代至21世纪初受旱面积和受旱百分率均呈显著增加趋势,2002年以后有所缓和,受旱面积在20世纪90年代出现峰值。大旱年份多出现在暖干年份,旱灾发生程度与降水呈明显负相关,温度高低在一定程度上会加快或抑制干旱的发生和发展。     

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。     

21世纪初青海省春季大气干旱变化新特征

利用1961—2017年青海省常年非干旱区降水、气温等资料计算大气干旱指数SPI,通过研究分析得出:青海省春季干旱总体呈减少趋势,"干"、"湿"交替特点明显,其中20世纪60年代初、70年代初至80年代初、90年代中期至21世纪初为干期,其余阶段为湿期,东部农业区大旱年出现5次;东部农业区、环青海湖、三江源气候变化倾向率分别为-0.371/10a、-0.207/10a、-1.087/10a速率减少,减少速率三江源最快,其它地区不明显;大气干旱较多的地区是东部农东部农业区、祁连山西段的天峻、刚察、唐古拉地区及果洛的达日、玛多地区,而玉树、果洛南部是青海省最不易出现春旱的地方;2001—2017年青海省非干旱区各级大气干旱次数及东部农业区、环青海湖、三江源地区较1961—2000年全省及各区呈明显减少趋势;进入21世纪初,环青海湖、三江源暖湿化趋势加快,气温升高、降水增加,湖泊持续增加,水位上升,河流径流量增加,植被趋于好转并逐步恢复,大气干旱发生几率降低,特别是重旱、特大旱发生次数明显减少。     

新疆塔城地区1961—2021年季节性干旱演变特征

利用塔城地区9个国家气象观测站1961—2021年逐月降水资料,基于标准化降水量指数(SPI)运用最小二乘法和Mann-Kendall检验等方法分析塔城地区干旱时空分布特征。结果表明：(1)年尺度上,塔城地区干旱发生频率为30.37%,轻旱发生最多,中旱次之；2/3站点SPI呈显著增大趋势,年站次比和干旱强度呈显著减小趋势,干旱程度有所减轻,在1987年之后塔城干旱程度整体偏轻。(2)季节尺度上,夏、秋、冬季在1980年代中期发生干旱减轻的突变,且秋季和冬季分别在2002年和1997年达到显著。(3)在影响范围方面,各季以局域性和全域性干旱为主,全域性干旱发生频率介于20～30%之间；在干旱强度方面,各季轻度干旱发生频率最高,中度以上干旱发生频率介于33～38%之间。(4)近60a塔城地区季节性干旱呈现影响范围缩小,强度减弱的变化趋势,尤其是冬季干旱站次比和干旱强度分别以-7.79%.(10a)-1^和-0.11.(10a)-1^的倾向率显著减小,干旱减轻趋势在四季中最为显著。     

中国西北大旱年概率预测模式研究

根据中国西北近703年(1306—2008年)大旱年发生时间间隔的资料序列,通过正态性、独立性等统计检验,确定序列的性质。利用平稳独立随机过程理论建立概率预测模式,通过独立样本预测试验,并对未来中国西北大旱年发生概率预测做了研究。预计下次大旱年可能在2016年前后发生,2015年发生的概率为58%,2016年发生的概率为61%。     

100年来东亚和北非干旱半干旱区边界层高度的变化特征研究

利用欧洲中心再分析资料ERA-20C、ERA-Interim和ERA40对1900—2015年东亚、北非干旱半干旱区边界层高度的年代际变化特征进行了研究。结果表明:(1)1900—2015年,东亚、北非干旱半干旱区边界层高度均值分别为755 m和834 m,东亚表现为显著的上升趋势,气候倾向率为2.0 m·(10a)-1,年代际震荡周期约为20年,北非表现为下降趋势,气候倾向率为-0.6 m·(10a)-1,年代际震荡周期约为40年。1964年和1940年分别为东亚、北非的显著转折年,1964年之后东亚边界层高度有明显抬升,1940年之后北非边界层高度震荡幅度明显增大。(2)东亚干旱半干旱区上升趋势最为明显的区域位于东部,气候倾向率为10.7~12.4 m·(10a)-1,其次位于中部,气候倾向率为3.8 m·(10a)-1;上升较缓慢的区域位于北部,气候倾向率为0.4~1.8 m·(10a)-1;塔克拉玛干沙漠呈下降趋势,气候倾向率为-1.2 m·(10a)-1。同时,在年代际波动中,东亚边界层高度在20世纪60—70年代呈现出剧烈的震荡也主要与中东部边界层高度的变化相关。(3)北非干旱半干旱区中北部表现为显著下降趋势,气候倾向率为-5.1~-1.4 m·(10a)-1;南部表现为上升趋势,气候倾向率为0.8~2.5 m·(10a)-1。然而,在年代际波动中,北非边界层高度在20世纪40年代之后震荡的加剧与南部边界层高度的变化密切相关。     

20世纪80和90年代华北干旱特征及成因分析

在全球气候变暖背景下,20世纪80年代和90年代几乎有一半的年份出现干旱,90年代华北的干旱频率比80年代更高。本文从干旱基本状况、干旱强度和干旱空间分布出发,对华北地区这两个年代的干旱进行了比较,并从对全球气候变暖的响应和大气环流场特征等方面,探讨了这两个年代干旱的成因。研究表明,在干旱强度和空间分布上,90年代明显强于80年代。对全球气候变暖的响应90年代明显强于80年代,表现了更显著的增暖趋势。80年代的干旱年中北极涛动显著增强,中高纬度地区为气压正距平带控制;90年代的干旱年中北半球中高纬度地区为正负距平波列相间分布,存在EU和PNA遥相关型。本文还定义了西伯利亚高压指数,该指数90年代显著高于80年代,且与华北地区降水显著相关,可以作为华北地区旱涝预测的指标。     

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。     

基于WOFOST模型的辽西地区典型旱年不同播期玉米干旱损失评估

针对干旱灾害频发的辽西地区, 以春玉米为研究对象, 选取WOFOST作物模型, 利用干旱胁迫控制试验数据、田间试验数据和气象数据驱动模型, 进行典型旱年的模型适用性及不同播期的干旱损失评估研究。结果表明: 经过参数校准后的WOFOST模型能够较好的模拟辽西地区典型旱年春玉米产量及损失。辽西地区不同播期受干旱的影响程度不同, 因旱减产风险随播期推迟而减小, 2015年(中旱)干旱导致的平均减产率可达59%—61%, 2018年(轻旱)可达20%—39%, 2020年(中旱)可达36%—62%。不同生育期内干旱对产量的影响程度不同, 总体上拔节期—抽雄期和抽雄期—乳熟期持续重旱对产量的影响最大, 其次是抽雄期—乳熟期、拔节期—抽雄期。玉米各生育期受干旱影响程度, 朝阳站最大, 其次是黑山站和阜新站。辽西地区在旱年, 拔节期—抽雄期发生中旱和重旱风险随播期推迟而增加, 抽雄期—乳熟期发生中旱和重旱风险随播期推迟而减少, 当拔节期—抽雄期和抽雄期—乳熟期连续发生重旱, 干旱灾损程度随播期推迟而加重, 减产率可高达46%—84%。     

Anthropogenic influence on the extreme drought in eastern China in 2022 and its future risk

2022年夏季中国东部地区遭遇了一次持续性极端高温干旱事件.本文利用CMIP6检测归因比较计划(DAMIP)数据,量化了人为强迫对类2022年极端干旱事件发生概率的影响,并基于未来不同增暖情景试验给出了此类极端干旱事件的未来变化预估.通过分析不同外强迫因子作用下此类极端干旱事件的发生概率变化,发现人为强迫使此类极端干旱事件的发生概率提高约56%,这主要与人为强迫下中国东部平均水汽减少和平均上升运动减弱有关.进一步通过分析此类极端干旱事件对不同温室气体排放情景(SSP1-2.6,SSP2-4.5,SSP5-8.5)的响应,发现在低排放情景下类2022年极端干旱事件的发生概率较当今气候显著下降,这主要与中国东部平均水汽的增加和平均环流的变化有关,而在高排放情景(SSP5-8.5)下,此类极端干旱事件的发生概率较当今气候增加约79%,这主要与高排放情景下平均下沉运动增强有关.该研究表明,人为强迫通过调制气候平均背景场从而引起极端事件发生频次的变化是人类活动影响极端气候事件的重要途径之一,极端干旱事件对温室气体排放量的响应可能是非线性的.     

河西走廊东部防御干旱的农业种植决策分析

河西走廊东部气候干旱,给农业生产带来许多困难,严重影响了农业经济的发展。为了趋利避害,减少损失,获得较大收益,本文对河西走廊东部干旱的农业气候特征、危害农怍物时段和发生机率作了一些分析,并提出防御干旱的农业种植决策。一、河西走廊东部干旱的农业气候特征河西走廊东部干旱气候的主要特征是降水稀少,分布不均。川区年平均降水量在110—210毫米左右,作物生长季(3—9     

基于Z指数的四川干旱时空分布特征

采用四川省115个气象站1961—2014年的逐日降水资料,计算各站历年各季的Z干旱指数,根据Z指数的旱涝等级划分标准将其划分为7个等级,参考过去四川省干旱灾害的灾情记录,研究Z指数在四川的适用性,并用多种统计方法研究四川干旱的时间变化和空间分布特征。结果表明:Z指数在四川各季干旱监测中表现均较好,在四川有较好的适用性。四川干旱可划分为6个空间型,其中四川盆地西部区、东部区、南部区、中部区干旱程度加强,而川西高原区和川西南山地区干旱程度减弱;四川盆地东部区出现干旱的频率最高,而盆地西部区和南部区出现干旱的频率最低。四川盆地西部区、东部区和川西高原区较严重的干旱主要发生在夏季,而盆地南部区、中部区和川西南山地区较严重的干旱主要发生在冬季。各分区干旱变化周期不同,盆地西部区具有3~4 a的振荡周期;盆地东部区振荡周期为6~7 a;盆地南部区具有3~4 a和14~16 a的振荡周期;川西高原区具有4~5 a和8 a左右的振荡周期;盆地中部区振荡周期为7~8 a;川西南山地区振荡周期为2~3 a。     

浙江干旱特征及其与区域气候变化关系

应用干旱综合指数对浙江自1952年以来的干旱年代际变化特征进行研究,用小波分析方法对50多年来的夏秋季降水、气温进行分析.研究指出:浙江发生强干旱往往会连续两年出现;在20世纪50、60年代及21世纪以来浙江干旱强度比较强,强干旱的发生与夏季气温偏高、降水偏少是同步的;70年代末气候发生突变,浙江从干旱期转入湿润期,21世纪以来,气候有一次小振动,浙江由湿润期转入干旱多发.     

干旱指数在淮河流域的适用性对比

利用淮河流域河南、安徽、山东、江苏4省170个站1961—2010年逐日气温、降水以及土壤墒情和干旱灾情资料,从干旱年际变化、季节演变、空间分布、典型干旱过程诊断、不合理跳跃点以及与土壤墒情、干旱灾情相关性等方面,对比分析降水距平百分率 (Pa)、Z指数、标准化降水指数 (SPI)、相对湿润度指数 (MI)、综合气象干旱指数 (CI) 和改进的CI (CINew) 在淮河流域的适用性。结果表明:各干旱指数对淮河流域的典型旱年均有较好的诊断能力;在干旱季节演变及空间分布的诊断方面,Pa,MI,CI和CINew与实际较为吻合,而Z指数和SPI诊断效果较差;在典型干旱过程诊断以及不合理跳跃次数方面,CI和CINew更能刻画出干旱发生发展机制,而Pa,Z指数,SPI,MI效果较差;与土壤墒情和历史干旱灾情相关性方面,CI和CINew比Pa,Z指数,SPI,MI具有更好的相关性。即对于淮河流域的干旱监测诊断,CI和CINew要优于Pa,Z指数,SPI及MI,具有更好的适用性。     

昌吉地区旱涝特征分析

通过Z指数法和降水资料对昌吉地区8个国家级气象观测站37a(1971—2007年)的旱涝变化趋势和时空分布特征研究,发现昌吉州各地降水和旱涝变化具有一致性.20世纪70年代以来,各地具有由偏旱转为偏涝的趋势,其中,西部地区的偏涝速度最快,东部地区的偏涝速度最慢.各地出现干旱的频率高于雨涝的频率,其中,西部出现干旱频率最大,东部最小;相反,西部出现雨涝的频率最小,东部最大.     

近56a中国西北地区不同强度干旱的年代际变化特征

利用1962—2017年中国西北地区227个气象站逐日气象观测资料,以标准化降水蒸发指数为干旱指标,研究不同强度(轻旱、中旱、重旱、特旱)干旱频次的年代际变化特征。结果表明:(1)近56 a中国西北地区不同强度干旱频次在1980年代前后呈现由多到少的年代际转折,转折之前干旱主要发生在西北地区西部,转折之后主要发生在西北地区东部;(2)轻旱和中旱频次显著高于重旱和特旱,其中轻旱和中旱在1980年之后呈现反位相变化;(3)不同强度干旱频次的空间差异明显,轻旱和中旱主要在新疆东部、青海南部等地区,重旱主要在西北地区西部,特旱主要在西北地区东部。     

开鲁县1954—2011年降水日数及降水量变化分析

利用开鲁气象站1954—2011年逐日降水量数据,分析了近58a降水量和降水日数的年、季变化趋势和气候倾向率以及4—10月不同等级降水日数和降水量的比例。结果表明:(1)开鲁58a平均年降水量为332.5mm,年平均降水日数64d,占全年总日数的17.5%,日降水量强度仅5.2mm;(2)年降水量与降水日数呈显著的正相关关系,降水日数多,降水量则多;(3)近58a年降水日数和降水量均呈显著的减少变化趋势,降水日数减少1.8d/10a,降水量减少13.2mm/10a;特别是1999—2011年日降水强度明显减小,年平均降水量仅277.5mm,比前45a平均减少了2成,春夏季干旱突出;(4)降水量和降水日数季节分配不均,夏季降水量占全年的70.3%,雨季集中,旱季明显;(5)作物生长季(4—10月)降水量级少,有效降水日数少,因此,发生干旱的概率高,特别是季节连旱,不利于作物的生长发育,严重制约着农牧业生产的发展。     

基于SPEI指数的河北省南部夏玉米生长季干旱特征分析

利用河北省南部8个气象站点1962—2018年的逐月气温、降水量数据,采用标准化降水蒸散指数(SPEI),通过小波分析、Mann-Kendall检验等方法,分析了河北省南部夏玉米生长季(6—9月)干旱变化特征以期为干旱灾害的监测、预报预警及防御提供理论依据。结果表明:夏玉米苗期干旱发生频率为31.5%,1966年后苗期气候呈湿润化趋势,在1968和2009年附近可能发生了气候湿润化的突变,整个分析期(1962—2018年)干湿变化包含13～18a、5～8a周期振荡;夏玉米穗期干旱发生频率为40.3%,2006年后穗期气候呈持续干旱化趋势,在1980和1997年附近可能发生了气候干旱化的突变,整个分析期干湿变化包含15～22a、6～10a周期振荡;夏玉米花粒期干旱发生频率为29.8%,1989年后花粒期气候呈持续干旱化趋势,可能在1992和2002年附近发生了气候干旱化的突变;夏玉米生长季干旱发生频率约为30%,生长季气候总体呈干旱化趋势,特别是1997年后持续干旱化,可能在1996年附近发生了气候干旱化的突变。