我国干旱半干旱区气候变化特征及其对干湿波动的影响

气候干湿状况是表征区域气候特征的重要指标,是在全球气候变暖背景下,水循环与陆面蒸散发作用的综合结果。本文从湿润度指数入手,结合降水与潜在蒸散的时空变化,分析了我国干旱半干旱区气候特点与干湿变化特征及对土壤湿度的影响。分析发现：近50年来,我国干旱与半干旱区均呈变湿趋势。干旱区与半干旱区潜在蒸散与降水月差值在年内出现时间上存在不一致,且干旱区明显大于半干旱区;3～9月为干旱气候区潜在蒸散与降水差值大值期,3～6月半干旱区潜在蒸散明显大于降水,7月起差值明显减小。作用分析表明,在干旱区,降水对湿润度指数的影响更大,而对于半干旱区,降水与潜在蒸散作用相当。长期以来,我国整个干旱与半干旱区大部分土壤湿度在逐渐变干,尤其是农业耕作层的浅层土壤,几乎全区域一致呈现变干趋势,说明我国干旱半干旱区农牧业生产存在较大的潜在干旱风险。     

中国西北夏季干湿特征分析

近45 a来中国西北夏季干湿的长期变化趋在不同的分区内有所差异,但位于西北西部的地区目前正处于偏湿阶段,而西北东部的地区目前正处于偏干阶段,同时整个西北地区近45 a来偏旱的年份多于偏湿的年份;东亚大槽比较稳定、深厚、新疆脊强,副热带高压偏东偏南是中国西北干旱年500 hPa高度场的显著特点,而东亚大槽比较浅薄、新疆脊比较弱,副热带高压偏西偏北是湿润年500 hPa高度场的显著特点。     

NDVI-ST特征空间及干湿边变化特征

为了更好地解释归一化植被指数(NDVI)和地表温度(ST)的各种存在关系及其相互转换过程,以及监测和评价陆表变化,尤其是根据描述地表植被覆盖和土壤水分含量的参数,解释NDVI达到饱和以后的情况,以便更有效地应用,该文从归一化植被指数和地表温度之间机理出发,分析了植被指数与地表温度之间关系的研究以及NDVI-ST特征空间的干旱监测模型应用情况。结果表明,在高植被覆盖度情况下NDVI-ST特征空间拟合随意性增大,影响干旱的监测精度;同时多种因素对下垫面温度及植被指数影响的不确定性也影响干旱及植被的监测精度。今后的研究当中要针对不同时相、不同分辨率数据,分析不同植被覆盖类型和水分状况条件下NDVI-ST空间的变化规律,进一步研究修正NDVI-ST空间特征及干湿边(冷热边)的变化特征及在干旱监测中的应用,特别是高植被覆盖度下的修正应用,使ST-NDVI特征空间方法在干旱监测中发挥更好的作用。     

热带气旋干湿特征的对比分析

热带气旋属于热带天气系统，由于其生成地及生命史的大部分时间基本都在洋面或海面上，所以就其自身来说，有着充分的水汽资源，但在它的移动路径中，随着环境场的不断变化，其影响地区也并不是都有很强的降水产生，针对这一问题，引入了干湿热带气旋概念，并选取了３个较为典型的个例，对它们的天气形势及物理量场作了对比分析，得到了些有有益的结果。     

福州市地表干湿分布特征及其与农业干旱的关系

利用常规资料、NCEP再分析等资料,对0604号强热带风暴碧利斯造成华南持续特强暴雨的特点及成因进行了综合分析.结果表明:虽然碧利斯最强时只达强热带风暴强度,但在其登陆后与强西南季风持续地相互作用,在台风南侧形成强盛的水汽输送和辐合上升机制,且辐合上升运动、高层辐散及水汽辐合中心强度异常强盛,为近年台风少有,且大暴雨区与强水汽辐合上升中心十分吻合;华南持续5天强暴雨与台风低压与西南季风持续结合及副高断裂有密切关系;碧利斯对促使西南季风明显增幅北抬也起了重要作用.     

2009—2010年贵州秋、冬、春季干旱气象要素与环流特征分析

利用2009年9月—2010年5月贵州88个气象站地面观测资料,800个自动气象站温度、降水资料以及NCEP再分析资料,分析了持续干旱过程中的大尺度环流背景及气象要素分布特征,同时运用气候干湿指数、综合气象干旱指数对此次持续干旱程度进行了模拟。结果表明,贵州此次持续干旱天气主要发生在西太平洋副热带高压呈带状分布,强度偏强、位置偏西、南支系统偏弱及冷空气活动路径偏北偏东的环流条件下。在干旱期间,贵州西部地区气温为正距平,降水为负距平,空气相对湿度为38%～73%,气候干湿指数<0.6;东部地区气温除2009年11月和2010年4～5月为负距平外,其余月份均为正距平,降水基本上为负距平,空气相对湿度为60%～81%,除2009年11月和2010年4～5月气候干湿指数>1.0外,其余月份均<0.6。总体上,贵州西部地区的旱情较东部地区严重。     

华北干旱异常的地域特征

利用1951～1996年月降水量和气温资料,以降水量为主,兼顾底墒及蒸发状况,定义了华北地区24站春、夏季干旱指数。区域及单站干旱指数的代表性分析表明,该干旱指数可以真实、客观地反映该区的干旱状况。文中还采用了方差极大旋转经验正交函数,分离出春季干旱的3个主要类型和夏季旱涝的4个主要类型。另外,对空间模的极大值中心所表示的含义也进行了讨论。     

陕西省干旱及其环流特征

从大气环流特征、干旱指数Ｓ及信噪比等三个方面对陕西省近几年干旱月份进行了分析，发现陕西干旱的大气环流可分为东亚大槽稳定型，西太平洋副热带高压控制型，青藏高压持续影响型，东亚大槽稳定型的干旱最为严重。     

淮河流域1914—2013年气候干湿变化特征

利用淮河流域1914—2013年标准化降水蒸散指数(SPEI)研究流域的气候干湿变化、干旱的时空分布和周期特征,结果表明：流域的年际和年代际变化均呈湿润化趋势;四季中,除秋季外均通过了Mann-Kenddall趋势检验(0.05显著性水平),秋旱最易发生。干旱空间分布非常不均匀,不同程度的干旱频率有较大的地区差异,中旱频率高值区位于流域西北以及东北部,重旱频率由北向南递增,极旱频率在流域内较小,高值区域位于流域的东南角。流域均呈湿润化趋势,但西部、东部和北部边界一带湿润化趋势不明显。淮河流域存在35～65 a、17～30 a、3～7 a的三类尺度的干旱周期,以55 a为第一主周期。     

全球干旱/半干旱区年代尺度干湿变化研究的进展及思考

干旱/半干旱区气候变化研究一直是广泛关注的前沿科学问题,尤其是气候干湿变化规律及未来的发展趋势。过去大量的研究揭示了全球不同干旱/半干旱区的干湿变化事实和机理,取得了一系列重要进展,IPCC第6次评估报告明确指出未来全球干旱化将加剧,但也存在诸多问题没有得到一致的认识。本文将对全球变暖背景下有关干旱/半干旱区年代尺度干湿变化,特别是年代尺度干旱研究进行梳理,系统评述当前相关研究的现状并提出干旱/半干旱区研究所面临的关键科学问题。     

NDVI〖CDF*2〗ST特征空间及干湿边变化特征

为了更好地解释归一化植被指数（NDVI）和地表温度（ST）的各种存在关系及其相互转换过程,以及监测和评价陆表变化,尤其是根据描述地表植被覆盖和土壤水分含量的参数,解释NDVI达到饱和以后的情况,以便更有效地应用,该文从归一化植被指数和地表温度之间机理出发,分析了植被指数与地表温度之间关系的研究以及NDVI-ST特征空间的干旱监测模型应用情况。结果表明,在高植被覆盖度情况下NDVI-ST特征空间拟合随意性增大,影响干旱的监测精度;同时多种因素对下垫面温度及植被指数影响的不确定性也影响干旱及植被的监测精度。今后的研究当中要针对不同时相、不同分辨率数据,分析不同植被覆盖类型和水分状况条件下NDVI-ST空间的变化规律,进一步研究修正NDVI-ST空间特征及干湿边（冷热边）的变化特征及在干旱监测中的应用,特别是高植被覆盖度下的修正应用,使ST-NDVI特征空间方法在干旱监测中发挥更好的作用。     

西北东部夏季干湿演变及环流特征

选取中国西北东部1960--2004年33个台站夏季（6—8月）逐日降水资料和北半球NECP／NCAR500hPa高度场再分析资料,首先统计了中国西北东部逐年夏季总降水量和无雨日数,并根据它们呈显著负相关的特点,定义了无雨日数一降水均一化干湿指数,然后对干湿指数场进行了EOF分解,探讨了西北东部夏季干湿异常的演变特征,同时对干湿异常年份进行了500hPa高度距平场合成分析。结果发现：一致性异常特征是西北东部夏季干湿指数的最主要的空间异常模态;西北东部近45年来的变干趋势是明显的;新疆脊偏弱、东亚大槽偏浅是西北东部夏季湿年同期500hPa高度场特征,而新疆脊偏强、东亚大槽偏深是干年同期500hPa高度场特征;乌拉尔山脊线偏西、东亚大槽偏浅是湿年前期12月高度场特征;乌拉尔山脊线偏东、东亚大槽偏深是干年前期12月高度场特征。冬季12月500hPa高度场环流特征是预测下年夏季干湿特征不容忽视的指标。     

中国干湿状况和干湿气候界限变化研究

选取全国616个地面气象台站1975-2004年的地面资料,通过Penman-Monteith公式计算的参考蒸散确定湿润指数（W）,按W为0．03、0．2、0．5和1．0把中国分为极干旱、干旱、半干旱、半湿润和湿润5个干湿区,给出了湿润指数的变化趋势和变异状况的地理分布,讨论了湿润指数的年代际变化特征。结果表明：湿润状况显著增加的地区主要为新疆西北部和中国的西南部,干旱化显著的地区主要在青海的东部、甘肃的南部和四川北部;干湿状况变化从中国的东部向西部逐渐增大,中国的西南地区干湿状况最为稳定;20世纪80年代初全国的平均干湿状况发生变化,由干旱趋向湿润,30a来半湿润、湿润地区干湿状况年际变化大,半干旱区和湿润区增多,半湿润区减少。     

江苏省近50a气候干湿特征研究

根据江苏省1960—2009年54个气象台站常规气象观测资料,利用Penman-Monteith公式计算了全省各地区50 a的逐日潜在蒸散量,结合逐日降水量,推算出了相对湿润度指数值,并采用国家标准《气象干旱等级》(GB/T20481-2006)中的相对湿润度分级指标对全省干湿状况进行了评估,分析其时空变化特征。研究表明:1)就全年而言,江苏省半干旱区与湿润区各占50%左右的面积,其中淮北、江淮北部、苏北沿海的北部为半干旱区,江淮南部、苏北沿海的南部、沿江、苏南地区为湿润区;2)降水量和潜在蒸散量是影响相对湿润度指数的两个关键因子,降水量的变化对相对湿润度的时空分布起着主导作用,潜在蒸散量起着辅助作用。3)江苏省1 a中冬季的南北气候干湿反差最大、夏季最小,湿润区范围夏季最大、秋季最小,半干旱区范围秋季最大、夏季没有,干旱区范围春季最大、夏季和秋季没有。夏季气候最湿润、春季气候最干燥。4)淮北和苏北沿海地区的相对湿润度指数年变化呈"单峰型",江淮、沿江和苏南地区的年变化呈"双峰型",苏北沿海地区相对湿润度年内变化最大,沿江地区最小。     

我国西北地区干湿变化特征及其未来预估

基于降水量、土壤湿度、径流量和干旱指数等多种气象要素,系统分析研究了近60年我国西北地区的干湿特征演变规律,并利用最新的第六次国际耦合模式比较计划（CMIP6）多模式模拟结果对该区域未来干湿变化特征进行了预估。结果显示：近60年来我国西北地区的降水量、土壤湿度和径流量均呈现出由东南向西北递减的空间分布格局;冷季的降水量和径流量明显低于暖季,但土壤湿度和干旱指数在冷暖季节差异不显著。西北地区年降水量、土壤湿度和干旱指数均呈现显著增加的趋势,增幅分别为5.07 mm/10 a、3.89 mm/10 a和0.26/10 a,特别是2000年后增加的趋势更显著,且变湿幅度最大主要出现在西北西部;而径流量在2000年之前呈现明显下降的趋势,而2000年后显著增加。在未来气候变化情境下,21世纪中期（2031～2060年）和后期（2071～2100年）西北地区呈现出湿润化的趋势,并且21世纪后期的湿润化程度更显著,高等排放情景（SSP5-8.5）比中等排放情景（SSP2-4.5）下湿润化更明显。本研究可为我国西北地区气候变化的影响评估提供参考依据。     

陇中近132年干湿变化气候特征与ENSO事件及气候预测

引　言陇中地处青藏高原与黄土高原的交汇过渡带,包括兰州市、白银市、定西地区、临夏州、甘南州等两市两州一地。除一部分高寒阴湿外,大部分地方为干旱、半干旱气候区,雨热同季,降水分布不均,干旱成为制约当地社会经济发展的瓶颈。分析研究干湿变化特征、周期规律、建立预测模型,对当地经济发展,特别是农业生产意义重大。本文应用1867～1998年近132年干湿与ＥＮＳＯ事件资料[1],分析陇中干湿的频率、特征及其强度、转移概率、周期变化;分析干湿与ＥＮＳＯ事件的相关关系;建立了干湿气候预测模型。1　资料来源及干湿等级划分应用《甘肃省147…     

基于scPDSI的东北地区气象干旱时空特征分析

干旱已成为全球陆地生态系统面临的普遍问题,其发展具有明显的地域特征,了解区域干旱的时空分布特征是防灾减灾、应对气候变化的基础。基于scPDSI数据集,采用经验正交函数和统计分析方法,分析2002-2017年东北地区气候干湿状况的时空分布和演变特征,探讨了干湿状况的季节变化对年际变化的贡献率,结果表明:东北地区4个季节的干旱面积为52.27%-62.03%,虽然季节和年际尺度的干旱均有减弱趋势,其中冬季干旱程度显著减弱,但干旱仍然是东北地区的主要气候背景;春季和夏季scPDSI的协同作用对年际scPDSI变化的贡献率达88.64%,夏季的贡献率达86.13%;东北地区的西部干旱程度高于东部的,其中呼伦贝尔草原中部和浑善达克沙地东部以严重干旱和中等干旱为主;EOF分析表明,东北地区4个季节和年度的干湿状况呈现一致的正变化趋势,高值中心主要出现在南部地区。     

西南地区秋季干湿时空变化特征及其成因分析

利用西南地区97站1960—2009年的日平均气温、降水量资料计算干湿指数,分析了西南地区秋季干湿、降水、气温的时空变化特征,并使用再分析资料探讨其异常的大气环流特征。结果表明:西南地区秋季在1980年代末期出现干旱化趋势,21世纪初干旱化趋势明显,其中以东部干旱化趋势显著。西南地区秋季干湿变化存在全区域一致和东、西部相反变化两个主要异常模态,而且干湿异常的空间模态主要由降水异常决定,其演变则受气温的影响更明显一些。全区域一致变化的模态与前期夏季西太平洋暖池附近海温以及同期西太平洋副高、东亚大槽、南支槽有关,并且此模态对应的偏干年基本上均是高温和少雨共同作用造成的,而偏湿年则有低温偏湿和多雨偏湿两种类型。东、西部相反变化的模态与垂直运动和东部低层的南、北风异常有关。      

广东干旱时空分布特征

根据土壤水分平衡模拟模型,采用广东省86个气象站1962～2006年逐日气象资料,模拟逐日土壤水分平衡状况,计算逐日土壤有效含水量,参考缺水指数形式,采用整层土壤有效含水量定义逐日干旱动态指数：DI=1-有效含水量／最大有效含水量。     

焦作市干旱特征及其防御对策

根据降水量、降水强度和降水出现时段,分析了焦作市干旱的年际和季节特征及干旱对农业的影响,并提出了防御干旱的对策 。