2022年夏秋季鄱阳湖流域气象要素异常特征及干旱演变

2022年夏秋季鄱阳湖流域发生了历史罕见的气象干旱事件,科学分析此次干旱过程气象要素特征和干旱发展演变对开展干旱预报预警以及防旱抗旱具有重要意义。利用鄱阳湖流域内87个国家站1961—2022年的逐日降水量、气温和蒸发资料,应用本地化的综合气象干旱指数,分析此次干旱过程的主要气象要素异常特征和气象干旱发展演变。结果表明：2022年夏秋季,鄱阳湖流域及其五大支流平均降水量为1961年以来同期最少;平均气温和高温日数为同期新高或次高,多站极端最高气温创新高;各流域蒸发量远远大于降水量,且秋季降水蒸发差大于夏季;流域各地出现了夏秋连旱,且秋旱重于伏旱,其中9—10月全流域出现重旱或特旱。     

湖南特大干旱时空变化特征分析

利用湖南建站以来至2014年97个国家气象观测站的逐日气温、降水、相对湿度等观测资料计算逐日气象干旱综合指数,运用线性倾向估计方法,统计分析湖南特大干旱的时空变化特征。结果表明:全省特旱影响范围总体扩大,年际变化呈显著上升趋势。特旱年际变化倾向率总体呈上升趋势,平均值为0.016次·a-1,其中衡邵地区上升最快,湘东北下降最快。整体下半年比上半年更易发生特旱,10月特旱频次最多。桑植、宁乡、怀化、郴州、邵东5个代表站最长干旱持续日数越多,特旱发生概率越大,特旱均发生在最长干旱持续日数20 d以上的年份,且多年连续特旱明显多于单独某一年特旱。各代表站最长干旱持续日数出现频次夏季最高,春季最少,跨季节的连旱一般跨越两个季节,夏秋连旱出现频次最高,个别年份跨越3个季节。     

湖南夏秋季持续性区域气象干旱的时空特征

基于逐日气象干旱综合指数和持续性区域干旱识别方法,对1961—2017年湖南夏秋季持续性区域干旱事件进行识别,在此基础上分析干旱事件发生频率、持续时间、强度等时空特征。结果表明:近57 a来,湖南夏秋季持续性区域干旱平均每年发生1.4次,其年代际变化特征明显,21世纪00年代干旱频次虽少,但累积强度最大、持续日数最长,而20世纪90年代干旱事件相对偏少、偏弱。持续性区域干旱事件以夏秋连旱为主,7月28日至10月14日是高发时段。干旱持续时间主要集中在15～30 d,最长可达183 d,且持续时间少于40 d的多为一般干旱,重度及以上干旱一般持续110 d以上。持续性区域干旱事件主要表现为全省型、西北部型和南部型3种空间分布形态,全省型的干旱最多,且多为较重及以上等级。持续性区域干旱事件呈北少南多的空间分布特征,累积强度由西北向东南逐步增强,湘西北区域干旱程度较轻,洞庭湖区、湘中和湘南大部干旱程度较重。     

2009年黑龙江省干旱分析及评估

选取黑龙江省80个气象观测站逐日降雨量、极端气温等多个气象指标构建量化评估指数,将干旱分类为春旱、夏旱和伏旱3个类别,分别计算春旱指数、夏旱指数及伏旱指数,分析各种干旱发生程度及范围,再根据综合干旱指数对2009年的干旱进行综合评估。评估结果表明：2009年春夏,黑龙江省各地发生不同程度的干旱,松嫩平原最严重,三江平原...     

基于CI指数的河南省近40a干旱特征分析

基于河南省113个气象站1970～2007实测气象资料,利用气象干旱综合指数对河南省近40 a的干旱特征进行了统计分析.首先计算了历史逐日的CI指数,统计近40 a各站点出现的干旱过程、各时段的干旱事件,在此基础上统计了河南省历年各地区干旱发生的频率、覆盖范围,分析了干旱发生范围的年际变化和不同强度干旱的空间分布特征.分析结果表明:河南省伏旱发生频率最高为63.6%,冬季干旱发生频率最低为48.8%,春旱和秋旱发生频率相近,分别为55.4%和56.9%;全省大范围干旱发生的年份春季和秋季较多分别有9 a,冬季最少只有5 a;春季豫北各等级干旱发生天数均较高,夏季和秋季全省易发生大范围轻旱,重旱发生较少,冬季轻旱和中旱呈显著的纬向分布,南少北多,和降水的分布有较好的负相关性.     

呼和浩特近59年降水极端事件分析

利用呼和浩特气象站1951—2009年逐日降水量资料,以年序列的第90个百分位,建立了日降水量极端气候事件的阈值,检测了近59年来呼和浩特逐日降水量极端事件的出现频率,分析了极端事件阈值和日数及降水量的年际、年代际和季节变化,结果显示：①呼和浩特日降水极端事件的阈值小,为10.6mm;全年极端事件出现的频次11d。②降水极端事件主要出现在4-10月,且8月最多。③近59年来呼和浩特全年降水极端事件及其降水量没有显著的增减变化趋势,但而进入21世纪后,极端降水事件及其降水量的变率加大,降水强度明显减小。     

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。     

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。     

CI综合气象干旱指数在宁夏的本地化修正及应用

利用宁夏20个气象观测站近50a逐日平均气温和降水资料,采用累积频率法对CI综合气象干旱指数进行了本地化修正。通过对比分析,修正后的指数对干旱的演变反映更为合理,对干旱事件的监测效果更好,适宜在宁夏应用。其应用分析表明：麻黄山、海原、固原、西吉4地春季、夏季和秋季各季节的干旱日数均增加,强度均增强;秋季所有地区干旱日数增多,强度增强,且大部分地区秋季干旱日数增加幅度最大;固原及以北地区的干旱增加趋势明显高于南部阴湿地区,且干旱中心向西转移,21世纪以来同心和兴仁变为干旱中心。干旱事件中大部分干旱等级的日数与干旱日数和强度具有相同的变化趋势;春季大部分地区重旱和特旱日数的增加对其干旱日数的增加贡献率最大;夏季,盐池、麻黄山、固原和泾源特旱日数的变化对干旱日数变化贡献率最大;秋季,大部分地区中旱日数的变化对干旱日数变化的贡献率最大。21世纪以来,春夏季大部分地区干旱事件频率达到年代最高或次高值,且中部干旱带频率高于南部山区,大部分地区特旱日数达到年代最大值;秋季干旱事件频率减小,所有地区各干旱等级日数明显少于1980年代和1990年代。     

1961—2018年四川盆地极端伏旱日数准2a周期变化特征及其可能成因

利用1961—2018年四川盆地103站的气象干旱综合指数,采用多锥度奇异值分解、经验正交函数分解等方法,分析四川盆地极端伏旱日数准2 a周期的时空变化特征及其可能的形成原因。结果表明:近58 a来,四川盆地极端伏旱日数的主模态为全区一致变化型,且有明显的年际和年代际变化特征,2.3~2.5 a的年际振荡周期最为显著。准2 a周期的典型循环表现出四川盆地极端伏旱日数多寡交替的循环振荡,大值中心出现在盆地中部,与主模态空间型基本一致,但准2 a周期信号并非一直存在,20世纪60年代末到80年代初信号最强。准2 a周期典型循环的第一年,西太平洋副热带高压脊线和副热带西风急流轴线位置均偏北,四川盆地处于日本南部到中国华南西部水汽异常输送带的西部,并出现异常辐散,不利于降水产生,导致四川盆地极端伏旱日数偏多;第二年的大气环流异常情况与第一年相反,极端伏旱日数偏少。     

中国夏季和冬季极端干旱年代际变化及成因分析

依据1961～2009年中国区域540个气象站的夏、冬季气温和降水数据,首先采用气候变化趋势转折判别模型（简称PLFIM）分析了中国区域8个分区夏、冬季气温和降水的年代际变化,而后利用PDSI干旱指数研究了夏、冬季极端干旱在年代际尺度上的时空变化特征及其成因。结果表明:1961～2009年中国夏季极端干旱发生率北方大于南方,冬季则为在东部多而在西部少。夏季和冬季极端干旱发生概率在最后一次年代际转折后都呈增加趋势。在区域尺度上,夏季东北、华北和西北地区增加明显,冬季东北、华北、华南、西南地区增加显著。其中,降水在20世纪90年代以前的极端干旱变化中起主导作用,而后由于气候变暖所引起的极端干旱增加趋势逐渐增大,与降水变化的作用相互叠加。     

湘西州夏季干旱及其成因分析

利用湘西州8个气象台站1960—2013年逐日气温和降水资料计算的夏季干旱指数CI和NCEP/NCAR再分析资料、NOAA海温等分析了该区域夏季干旱的年际变化及可能成因。结果表明,1960—2013年期间,湘西州夏季干旱严重的年份有1961、1972、1981、1994、2009、2013年。湘西州夏季干旱的发生既跟中高纬环流异常有关,又与低纬度到热带的环流相关。其中西太平洋经菲律宾到孟加拉湾附近降水异常对应的热力强迫可引起西太平洋副高南北位置的变化而导致湘西州干旱的发生。即当西太平洋经菲律宾到孟加拉湾附近降水偏多时,西太平洋副高易偏北,该地区多受高压控制,容易发生干旱。     

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。     

我国西南地区干旱变化及对贵州水稻产量影响

近几年,我国西南地区干旱频繁发生,严重影响农业生产。为了探讨干旱和水稻产量之间关系的复杂性,采用中国气象局国家气象信息中心提供的西南地区348个站气象数据,计算了西南地区干旱的变化趋势,并利用2000—2011年贵州省县级水稻产量资料分析了干旱对水稻单产的影响,探讨了干旱、水资源灌溉以及水稻产量之间的关系。结果表明:1951—2012年西南地区降水量平均减少16.9 mm/10 a,特别是8—10月降水量明显减少。同时,西南地区干旱日数呈上升趋势,平均增加3.3 d/10 a。对比水稻产量发现,当累计干旱日数少于40 d时,干旱对水稻产量一般不会造成影响;当累计干旱日数超过86 d时,干旱造成水稻减产20%~73%,这意味着当累计干旱日数超过3个月时,江河塘库蓄水将受到影响,进而影响水稻的灌溉,造成水稻严重减产;当累计干旱日数为40~86 d时,水稻减产一般少于20%,但地区差异较大。     

基于标准化降水指数分析鄂尔多斯市干旱演化特征

利用鄂尔多斯市1961—2010年11个气象站的逐月降水资料,通过标准化降水指数分析鄂尔多斯市近50a来干旱的时空演化特征。结果表明:鄂尔多斯市干旱的发生在时间序列上具有阶段性特征,20世纪60年代前期和90年代末期干旱最为严重,80年代为持续性干旱阶段。用经验正交函数对鄂尔多斯市干旱的空间分布特征做进一步分析,结果表明,鄂尔多斯市干旱的空间分布既有显著的一致性,又有一定的区域性。将鄂尔多斯市具体细分为西北部、东北部、西南部、东南部4个区域,80年代之前,东北部干旱较为严重,80年代以后西部干旱化趋势加剧,西北部尤为明显,东部降水增多。     

四川盆地干旱灾害统计特征

利用四川盆地1980—2009年17市103个县(市)实测逐日降水资料,按照四川省气象局制定的四川盆地的干旱地方标准DB51/T581—2007,对四川盆地近30年干旱灾害进行统计分析。结果表明:四川盆地夏旱出现的频率最高,夏旱的高发区集中在盆地西北部的成都、德阳和绵阳,伏旱的发生频率最低,强度最强。春、夏、伏旱的空间分布高发区依次从盆地西北部向东南转移。干旱发生的频率整体呈增长趋势,且严重干旱发生频次增长明显,与20世纪80年代相比90年代增幅达到110.3%,21世纪00年代在90年代的基础上又递增20.0%,21世纪00年代发生的严重干旱频次为80年代的2.5倍。     

锦州地区逐日降水概率分布特征

利用锦州地区的逐日降水量观测资料对逐日降水量的概率分布进行了统计分析,采用最大似然估计法得到Gamma函数分布的形状参数α和尺度参数β,通过Gamma概率分布模拟观测站点逐日降水的概率分布。结果表明：锦州地区逐日降水频率整体趋势先上升后下降,基本呈对称式分布,降水概率有一定的振荡,个别日会出现远超相邻日期的降水频率,7月21日降水频率最高,在不计微量降水的情况下,最低逐日降水概率有多个日期为0。各季降水频率偏低是造成义县地区干旱的原因之一;北镇夏季平均降水频率最低,但其夏季平均降水量却为锦州地区最高,说明北镇可能易出现较大量级降水或易出现极端降水天气。清明期间降水频率在50%以上、高考期间降水频率在80%以上,符合大众日常对特殊日期降水情况的认知;逐日降水频率可以为公众气象服务提供新的思路。凌海、北镇更容易出现极端降水天气;锦州地区日降水出现小雨天气概率最高,暴雨以上降水概率较低,锦州地区各站极少出现大暴雨以上量级降水,对锦州降水量级预报,尤其是暴雨或大暴雨以上降水量级的预报起到一定的指示作用。