CI和MCI干旱指数在宁夏的适应性对比

利用1981—2017年宁夏18个气象站逐日降水量、平均气温等资料以及各县市灾情和年度气候影响评估报告,以CI和MCI为干旱监测指标,从干旱日数、干旱强度、典型干旱事件3方面,对比分析2种干旱指数在宁夏气象干旱监测中的差异,探讨其适用性。结果表明:近36 a来,CI和MCI监测的宁夏中旱及以上等级干旱日数的年变化趋势一致,总体呈减少趋势,但CI的中旱及以上等级干旱日数比MCI偏多,且空间分布特征不尽一致,尤其在北部干旱区差异显著;CI和MCI干旱强度的变化趋势基本一致,但CI干旱强度比MCI偏强,且降水偏少越明显,CI比MCI强度越强。对于典型干旱事件,CI监测的干旱强度强,开始时间早,持续时间长,跨等级的跳跃现象明显,不符合干旱演变特征,而MCI的干旱监测效果更稳定,持续性更好,但干旱程度偏轻。宁夏降水量总体偏少,多集中在5—9月,且蒸发量大,由于MCI放大了更长时间(150 d)前降水的作用,使其干旱表征比实际干旱程度轻,总体上CI比MCI更适合于宁夏逐日气象干旱监测,但2种干旱指数均可反映宁夏中南部气象干旱日数和强度的时间演变特征。     

基于DI的南澳县气象干旱演变特征

基于1962-2020年南澳县气象站逐日气象资料,采用干旱指数(DI)、线性趋势、M-K突变检验等方法研究了南澳县气象干旱的演变特征.结果表明:南澳县年平均气象干旱日数为113 d,以0.41 d/年的速率显著减少;季节性干旱明显,11月-次年3月为气象干旱多发期;1965和2019年为气象干旱日数突变减少的2个时段;年气象干旱日数存在20年的完整周期;平均每年出现2.1次气象干旱过程,过程平均日数49 d,干旱过程持续时间以10～60 d为主.     

呼伦贝尔市新旧综合气象干旱指数应用对比

利用呼伦贝尔市4个气象台站1972—2013年逐日气象观测资料,计算逐日新的综合气象干旱指数MCI与旧的综合气象干旱指数CI,并对比两种干旱指数统计出的干旱日数、干旱强度,以及根据相应标准统计出的干旱过程和与实际干旱发生情况的吻合程度,分析新旧指数的优劣。结果表明,由于CI没有区分逐日降水量在指数中的权重,从而造成其跳变要多于MCI,而且MCI引入了近150天降水量的SPI并区分了冬、夏半年的权重值,避免了干旱指数对呼伦贝尔市冬季、初春干旱评价过重的问题。结合呼伦贝尔市实际的气候特点和干旱灾害发生实况,MCI更符合实际,适合业务应用。     

基于不同干旱指数鲁中地区干旱变化规律研究

利用1980—2014年鲁中地区8个代表气象站逐日的气象观测资料,采用累积频率法对5种干旱指数的阈值进行修正,分析了鲁中地区干旱的时空变化特征,并研究不同干旱指数在鲁中地区的适用性。结果表明:1980—2014年鲁中地区5种干旱指数计算的年平均干旱日数为92—106 d,干旱中心位于鲁中中部地区,干旱日数随时间变化均呈减少趋势,减少幅度为2—6 d/10 a,其中综合气象干旱指数对干旱持续时间长和干旱程度较重年份的监测效果较好;鲁中地区四季干旱日数监测效果较好的干旱指数不同,春季、夏季和冬季干旱日数随时间呈减少的趋势,四季干旱日数的空间变化规律不一致;鲁中地区干旱日数最多和最少的月份分别为5月、8月,干旱日数年变化呈近余弦的变化规律,鲁中地区不同月份干旱日数监测适用的干旱指数不同。     

改进的综合气象干旱指数在保山市的适用性分析

针对综合气象干旱指数CI会在某些情况下指示旱情等级不合理变化的问题,采用线性递减权重方案代替等权方案计算30 d、90 d降水和可能蒸散,得到改进的综合气象干旱指数CI_(new);从气候统计特征、旱情等级变化、干旱频率和典型干旱过程演变4个方面与CI进行比较,讨论CI_(new)在云南保山市的应用效果及其适用性。结果表明:(1)CI_(new)基本保持了CI反映的干旱频率分布特征,但干旱次数和中旱频率增加。(2)CI_(new)明显地改善了CI指数"指示旱情等级不合理加剧"现象;在无明显降水时段指数下降较缓慢,没有CI指数有时会出现的"指示旱情缓解"现象。(3)改进的综合气象干旱指数CI_(new)对干旱的演变描述更客观合理,适用于保山市气象干旱监测和评估服务。     

博罗县暴雨的时空分布特征

利用博罗国家气象站1960—2019年逐日降雨资料和乡镇区域气象监测站2013—2019年逐日降水资料研究博罗县暴雨气候特征,结果表明:近60年博罗暴雨日数和暴雨量均呈波动增加趋势,年平均暴雨日数和暴雨量分别为8.1 d和676.6 mm,暴雨日数月变化呈双峰型分布,暴雨日数存在5～12和2～3年的显著周期;连续性暴雨日数占暴雨总日数的23.8%,2007年出现了最长的连续5 d暴雨,暴雨初日多在3月30日—5月13日出现,暴雨终日多在8月11日—10月15日出现。     

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。     

基于CI指数的怀化市干旱时空特征分析

该文采用综合气象干旱指数(CI),利用线性分析、空间分析等方法对怀化市1963—2015年气象干旱特征进行了分析。结果表明:近53 a来怀化市年干旱频率在5.6%~41.9%之间,平均为22.7%,在空间上,干旱频率分布在21.4%~24.1%之间,新晃区域干旱频率最高;1963—2015年干旱日数呈增加趋势,变化率为1.5 d/10 a,从四季看,除夏季外,其他3季干旱日数均呈增加趋势;怀化市年平均轻旱日数为44.1 d、中旱25.9 d、重旱9.4 d、特旱3.4 d。     

宜君县旅游度假气候舒适性分析

基于1956—2020年宜君县地面气象观测站逐日气温、降水、风速、相对湿度、总云量等资料,采用温湿指数、寒冷指数和气候度假指数以及人体舒适度指数,对宜君县的旅游气候舒适性进行定量评估。结果表明：宜君旅游适宜期在3—11月,尤其是5—9月更适宜旅游度假;与省内城市相比,宜君全年舒适及非常舒适的月份有5个月,特别是夏季6月,温湿指数等级为“非常舒适”,夏季月平均舒适日数达304 d,且7—8月月舒适日数均为31 d,多于西安和汉中,优势显著。从旅游气候风险来看,宜君强对流天气、沙尘天气以及霾日数逐年减少,风险低,适宜旅游。     

基于CI指数的淮河流域干旱时空特征研究

本文运用淮河流域170个气象台站1961—2010年共50年逐日气温、降水资料以及历史干旱灾情资料,研究CI指数在淮河流域的区域适应性,并以此为基础运用多种统计方法分析淮河流域近50年的干旱时空特征。结果表明：基于CI指数计算得到的历年干旱日数与受灾面积和成灾面积的相关性通过了0.01的显著性水平检验,表明CI指数在淮河流域具有较好的区域适应性。淮河流域年均干旱日数基本呈纬向空间分布,流域北部多于南部;流域东部和西部的干旱日数略有增多趋势,而中部和北部的干旱日数有减少趋势,但均未通过0.05的显著性水平检验;EOF前3个模态累积方差贡献达94.4%,前3个分布型依次为全流域干旱日数一致多或少型、南北相反型以及东西相反型;1961年以来干旱日数共经历了由少到多4个循环交替,目前正处于相对偏少期;M K突变检验表明近50年来淮河流域干旱日数没有明显的突变。     

基于DI指数的佛山市气象干旱变化趋势分析

该文根据逐日气象干旱指数DI指数统计佛山1959—2017年气象干旱日数,采用"二项式系数加权平均法"进行趋势分析,结合M-K检验和小波分析等方法分析气候突变和周期变化,对佛山市59 a的气象干旱日数变化趋势进行分析研究。结果表明:近59 a佛山年气象干旱日数总体呈减少的趋势,2015年以后年气象干旱日数呈显著减少的趋势,2010—2011年是气象干旱日数突变减少的开始时段;年气象干旱日数存在着3 a、7 a及20 a的周期时间尺度,准3 a的短周期存在于1980年前,准7 a的周期出现在1980年后,20 a的周期有着最强的振荡,是年气象干旱日数变化的首要主周期。     

吉林省高温天气气候特征及其过程等级评估

利用1951—2018年吉林省50站逐日最高气温资料,采用气候倾向率、距平累积、灰色关联度、正态分布等方法分析了吉林省高温天气的时空分布特征、建立了吉林省高温过程综合指数、高温过程评估等级指标和气候重现期指标。结果表明：近68 a来,吉林省年平均高温日数总体呈增加趋势,气候倾向率为0.04 d/10 a。吉林省高温次数阶段性变化明显,1959—1996年为偏少时段;1951—1958年、1997—2018年为偏多阶段。吉林省高温天气主要出现在6月中旬至8月中旬,其中7月下旬最多,8月上旬次多。西部为高温的高发区,吉林省年平均高温日数呈自西向东减少特征。对高温过程进行了等级划分,并给出等级及气候重现期评估指标,对于高温过程,可采用综合指数评估指标和各分项评估指标进行评估,便于在决策业务中应用。     

固原市人居环境气候舒适度分析

利用1991—2020年固原市各地逐日气温、相对湿度、风速和日照时数等资料,应用温湿指数和风效指数作为舒适度评价指标,结合人居环境气候舒适度等级和评价方法,分析固原市人居环境气候舒适度。结果表明:(1)固原市人居环境气候舒适度以寒冷为主,占全年日数的71.4%;冷和舒适的日数分别占全年日数的15.8%和12.8%;热的日数极少,仅占全年日数的0.02%,无闷热日数。(2)1—4月、9—12月固原市各地人居环境气候舒适度均为寒冷;6—8月,固原市各地气候以冷、舒适为主,7月固原市各地舒适日数为15.7~24.6 d,无闷热感觉,是固原市最舒适的月份。(3)固原市各地人居环境舒适日数在1997年发生突变,突变后年平均舒适日数达36.2~70.2 d,占夏季日数的38.3%~67.4%,其中原州和西吉夏季舒适日数均超过50%。     

1961—2018年广东高温的气候变率及其与大气环流和海温异常的关系

利用1961—2018年广东86个国家气象观测站逐日最高气温资料,NCEP/NCAR月尺度再分析大气环流资料、海表温度资料(ERSST V5),国家气候中心大气环流指数资料,采用相关、合成、突变分析等方法分析了广东高温的气候变率及其与大气环流和海温的关系。结果表明,近58年来广东平均高温日数以3.0 d/(10 a)的速率显著上升,并在1998年发生增加的突变。广东高温日数具有显著的年际和年代际变化并且其对应的大气环流和海温的异常特征基本相同,但年际差异比年代际差异更加明显。在6—9月,对流层中高层位势高度正异常是广东高温日数偏多的一个重要原因,同时南亚高压和西太平洋副热带高压偏强、影响华南的偏北气流偏强,大陆高压加强也对应高温日数偏多。在5—8月,热带印度洋、热带西太平洋、南海海温偏高有利于广东高温日数增多。      

近50a黑龙江省5—9月气象干旱及大气环流异常特征

黑龙江省是我国主要的粮食生产基地，研究该区域干旱气候特征对科学开展旱灾防御治理具有重要作用。基于1971—2020年农作物生长季(5—9月)黑龙江省80个国家气象站逐日气温、降水资料，计算黑龙江省逐日气象干旱综合指数(Meteorological Drought Composite Index,MCI)，分析黑龙江省中旱、重旱、特旱日数时空分布特征，进一步对比分析典型干旱、湿润年的环流特征。结果表明：1971—2020年5—9月，黑龙江省大兴安岭南部、松嫩平原西部是干旱多发区；干旱日数月际空间分布西多东少、中部腹地局部偏多；中旱、重旱、特旱日数年代际特征明显且均呈减少趋势，中旱减少趋势最明显，变化速率为-1.7 d·(10 a)^-1。典型干旱年与典型湿润年的环流存在显著差异，典型干旱年，贝加尔湖以西地区受反气旋控制，黑龙江上空受西风带气流控制，盛行下沉气流，不利于冷暖空气交汇，水汽输送通道不明显，水汽难以到达黑龙江地区；典型湿润年情况则相反。     

安徽冬麦区4种干旱指数应用对比

干旱是安徽冬小麦生育期主要的农业气象灾害,对冬小麦生长发育及产量形成均产生重要的影响。利用安徽冬麦区36个气象站1960—2012年逐日气象资料,分别计算冬小麦生育期水分亏缺指数(CWDI)、综合气象干旱指数(CI)、标准化降水指数(SPI)及降水距平百分率(PA),并对上述指标的计算结果进行对比及适应性分析。结果表明:冬小麦生育期4种干旱指数得到的干旱日数时空分布趋势基本一致;SPI和PA指数计算相对简便、稳定,但由于没有考虑水分支出,易导致干旱程度跳跃发展,CI和CWDI指数考虑了最近的降水情况,同时考虑了水分的收支情况,能够较好的表征干旱过程发生发展机制及特征,尤其是CWDI考虑到生长季作物系数,能反映作物水分亏缺状况。通过干旱指数与冬小麦减产率的相关分析,进一步表明CWDI在安徽冬小麦生育期干旱监测评估中具有较好的适用性。     

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。     

南京夏季高温日数异常的分析

利用南京气象观测站1951—2007年逐日最高气温观测资料,美国NCEP/NCAR再分析资料中1951年1月—2006年12月的平均高度场、风场资料,运用小波分析、二项式滑动平均、合成分析等方法,分析了南京57a来高温日数的月、季、年际、年代际变化的时间变化特征和异常年份同期7、8月的大气环流特征。发现:(1)南京57a来年平均出现高温的日数为14.7d,高温日主要出集中在7、8月份;(2)南京高温日数具有明显的年际变化,其年际变化最高可达29d(1965年为8天,1966年有37d),57a来南京高温日数异常偏多年有8a、偏少年有7a;(3)南京高温日数1950s到1960s相对偏多,1970s到1990s初处在一个相对偏少的时期,1990s至今,都处在高温日数偏多的阶段;(4)南京高温日数异常偏多时,南亚高压异常偏东、偏北,副高异常偏西、偏北,出现了纬向上"相向而行"的趋势。     

1961—2019年长江中下游区域性干旱过程及其变化

客观识别区域性干旱过程，评估其强度是开展精准监测、评估干旱影响业务的基础。基于长江中下游地区502个国家级气象站1961—2019年逐日气温、降水资料以及1971—2019年干旱受灾面积，运用气象干旱综合指数（MCI）及区域性干旱过程识别方法，识别出长江中下游地区126次区域性干旱过程，干旱过程的次数随着持续天数增多呈明显减少趋势，决定系数达0.89。1961—2019年长江中下游地区共发生6次特强区域性干旱过程、19次强区域性干旱过程、38次较强区域性干旱过程，其余63次为一般区域性干旱过程，区域性干旱过程的持续天数、平均强度、平均影响面积以及综合强度指数的变化趋势形态各异。长江中下游地区年干旱日数总体呈现“北部多于南部、平原多于山区”的分布特征，且总体呈现“西北部增多、东南部减少”的变化趋势，干旱日数与干旱受灾面积变化趋势较为一致，相关系数达0.66。由典型区域性干旱过程监测评估可知，干旱综合强度指数与干旱站数存在明显的正相关，干旱综合强度指数越强，各等级干旱站数越多；各地干旱日数的多少与干旱受灾面积的大小也较为一致，干旱日数越多的地区，干旱受灾面积越大。总体来看，区域性干旱过程识别方法及评估结果与干旱灾情较为吻合，能较好地识别出区域性干旱过程，并可从持续天数、平均强度、平均影响面积以及干旱综合强度等多角度对干旱过程进行监测评估。      

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。