吉林西部气象干旱的多标度分形特征

选用标准化降水指数作为气象干旱指标,通过引入多标度分形理论,运用乘法级联模型,以吉林西部6个气象站点1957年1月-2010年10月的月降水量数据为基础,对吉林西部气象干旱的多标度性质进行分析。研究结果表明,吉林西部气象干旱的发生在时间尺度上均具有多标度分形特征,但在不同站点多标度分形的强度不同,表现出一定的空间差异性。其强弱次序为：长岭<通榆<白城<前郭<扶余<乾安。     

近30年雷州半岛季节性气象干旱时空特征

为进一步分析日尺度有效干旱指数(Effective Drought Index,EDI)的适应性,基于雷州半岛1984~2013年逐日降水资料进行验证,对比EDI和月尺度标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)的干旱识别效果,进而结合线性趋势、M-K趋势检验和空间插值方法 ,分析雷州半岛季节性气象干旱时空特征。结果表明:(1)日尺度EDI和6个月时间尺度SPI(SPI-6)适用于雷州半岛的干旱监测,但EDI对严重干旱和突发干旱的识别比SPI-6更准确;(2)1984~2013年,雷州半岛秋冬季干旱频率和干旱站次比均呈减少趋势,但春夏季干旱频率和干旱站次比略有增加趋势;(3)春旱频率从南向北递增,重旱高频地区位于西北部,而夏季重旱高频区位于西部沿海;秋旱南部重于北部,高频中心在雷中西部沿海和曾家周边;冬季重旱以西部沿海、雷州市和徐闻县交界处频率最高。     

基于标准化降水指数的内蒙古地区干旱时空变化特征

利用内蒙古及周边地区70个气象站1951~2014年降水数据,采用标准化降水指数等方法,对内蒙古近64年气候干旱时空变化进行分析。结果表明:研究区近64年来除西部年际、春、秋、冬季,中部春、秋季及东部春、冬季气候趋于湿润外,其他均趋于干旱。中、东部年际、植(作)物生长期SPI在2001年和1990年左右发生突变,东部突变后趋于干旱并在2006年左右又发生明显转折后趋于湿润。西部在1960s干旱严重,中、东部在1990s至2000s干旱严重。西部年际SPI由西北向东南、东部由南向北干旱趋势速率呈阶梯状下降,中部干旱趋势速率较西、东部快;植(作)物生长期SPI空间变化与年际一致,但西、中部干旱趋势明显的区域有所扩大。     

黑龙江西部半干旱区干旱特性评估

研究干旱变化对区域生态环境保护和可持续发展具有重要意义.为评价黑龙江西部半干旱区的干旱变化特性,基于1961～2015年6个站点的气象数据,推求不同时间尺度(1、3、6、12、24个月)的标准化降水指数(SPI)和标准化降水-蒸散指数(SPEI);构建线性回归模型评价主要气象因子对降雨的影响以及SPI和SPEI之间的线...     

气象干旱指数在河北省的适用性分析

基于河北省1974—2014年的气象观测和旱情资料,分析降水距平百分率PA、相对湿润指数M、标准化降水指数SPI和标准化降水蒸散指数SPEI这四种常用气象干旱指数在河北省的适用性。通过对比四种干旱指数与旱情资料、农作物产量等资料的一致性,结果表明：(1)从干旱事件分类的总体准确度来看,M指数最好,PA和SPEI指数监测效果次之。(2)四种干旱指数都能较好地监测河北省历年旱灾发生的空间范围,表现在四种指数的干旱站次比分别与旱灾受灾比和旱灾成灾比均有较强的相关性。(3)7月份SPEI和SPI指数均可较好地预报河北省雨养区(半干旱区)内的玉米产量。研究结论可为干旱防灾减灾及确保粮食生产安全提供理论依据。     

1961-2015年吉林省极端降水指数时空变化特征

利用1961-2015年吉林省50个气象站的逐日降水量资料,通过RClimDex v1.1软件计算11个极端降水指数,采用线性倾向估计和Morlet小波分析等方法,分析了吉林省极端降水指数的时空变化规律。结果表明：1961-2015年吉林省最长连续无雨日数（CDD）自西向东逐渐降低,其他极端降水指数均呈自西向东逐渐增加的趋势分布。吉林省CDD呈极显著的下降趋势,下降速率为-1.99 d·（10a）^-1,其他极端降水指数波动变化,线性趋势不显著。吉林省各极端降水指数均在20世纪70年代达到最小值。绝大多数极端降水指数存在3 a和12 a左右的周期变化,3 a左右的主周期通过了0.05的显著性水平检验。吉林省极端降水指数除CDD随经度、海拔的增加而显著降低,随纬度的增加而显著增加外,其他大部分极端降水指数随经度、海拔的增加而增加,随纬度的增加而降低。     

里下河地区极端降水时空变化及未来趋势分析

随着全球变暖,极端天气事件逐渐增加,影响着社会经济发展,揭示区域极端降水时空变化对防洪减灾具有重要意义。基于1960—2019年的逐日降水,通过MK趋势检验、小波分析、重标极差以及克里金插值方法,从强度、频率和持续性三方面分析里下河地区的极端降水指数,并进一步探究其未来趋势变化。结果表明：（1）里下河地区多年平均降水为1017.25 mm,呈不显著增加趋势;空间分布差异明显,总体呈自西北向东南逐渐增加的分布。（2）研究区内各站点极端降水指数变化不同,总体而言,极端降水强度、频率均呈现增加趋势,持续性呈减少趋势。（3）极端降水指数变化过程中存在3类尺度的周期性变化,在整个时间尺度上存在3个偏多中心和2个偏少中心。（4）除R10mm和R20mm未来变化趋势与过去趋势相反且呈弱持续性,其他极端降水指数未来变化趋势与过去相一致,且过去总体趋势对未来趋势的影响时间长度在9~16年左右。研究结果为里下河地区科学合理应对气象灾害、合理配置水资源提供依据。     

吉林西部县域"旱改水"时空演变特征及驱动机制分析

耕地作为保障粮食生产安全的载体,其转型已成为土地利用类型的重点研究内容。笔者借助GIS空间分析、空间自相关分析等方法探讨了1980—2015年吉林西部"旱改水"重点区域—镇赉县的时空演变特点,并对"旱改水"的驱动机制进行了探讨:①镇赉县"旱改水"重点区域为大屯镇、嘎什根乡、五棵树镇和沿江镇;其空间布局总体上呈显著的聚集状态,格局演变主要表现为:以现有集中的、连片的水田为中心,其周边破碎化、不规则化分布的旱地逐渐实现"旱改水"的转变,且水田斑块聚合程度正不断增大。②镇赉县自然条件更利于水稻的生长发育,在粮食产量与农民收入方面,水田相较旱地更具优势,能为地区的发展及国家的壮大提供基本保障。在自然、经济和社会层面相互协调、共同作用下,"旱改水"的规模不断扩大。     

吉林西部土壤有机碳含量与元素地球化学特征

针对土壤有机碳影响因素多且复杂而造成碳储量模拟模型中参数难以确定的问题,利用吉林西部167个典型土壤样点资料,通过统计分析对吉林西部表层土壤有机碳含量及元素地球化学进行了详细研究。结果表明:吉林西部土壤有机碳含量整体水平偏低,并存在着明显的区域分布特点,不同工作区的分异性不同;吉林西部土壤有机碳含量与Si含量、硅铝率、硅铝铁率和K含量之间存在着极显著的负相关,而与P、Al、Fe、Ca、Mg含量存在极显著的正相关;不同元素变异特征值可以解释土壤有机碳含量总变异的能力也不相同。通过研究土壤有机碳与元素含量的关系来定量研究土壤有机碳与土壤理化性质的关系是可行的,将二者量化关系与土壤有机碳储量模拟模型相结合,使得对土壤碳储量的认识更加科学。     

连续干旱对北京平原区地下水的影响

北京水资源主要由地表水和地下水资源组成,其中地下水供水量约占水资源开发利用总量的三分之二,显而易见地下水资源在北京城市可持续发展中起着尤其重要的作用。北京地区经历了1999—2011年连续12年的干旱。干旱对地下水资源有直接的影响,即减少了自然补给。同时,干旱增加了应急供水需求,导致了地下水开采量增加。分析了北京平原地下水资源及变化特征,应用标准化降水指数分析了近50年北京平原的干旱时间分布特征,建立并运用非稳定地下水模型分析了干旱对地下水资源储量消耗的直接和间接影响。研究显示干旱加速了地下水资源储量消耗和地下水位下降,在潮白河和永定河冲洪积扇尤其明显。为实现地下水可持续开发利用,必须采取措施控制地下水开采,增加地下水补给。针对北京市干旱发生状况和发展趋势,提出了应对干旱的管理措施。     

西北地区东部季节干旱的时空变化特征分析

干旱作为我国西北地区东部影响最大的气象灾害, 可引起农业减产、水资源短缺、土地荒漠化和生态环境恶化等严重问题.在国家新一轮西部大开发战略实施之初, 在全球气候变暖背景下, 有必要对干旱发展的最新特征和演变趋势进行详细分析研究, 为加强防旱、抗旱,促进经济发展提供科学决策依据和参考.采用国家干旱标准综合干旱指数(CI指数), 利用西北地区东部74个气象代表站逐日气温、降水资料, 分析了西北地区东部不同级别干旱日数在各个季节的时空分布和变化趋势. 结果表明: 在气候变暖背景下, 西北地区东部从长期趋势看, 春、夏、秋季干旱呈加剧趋势, 冬季干旱呈减轻趋势. 21世纪以来春、夏季干旱进一步加剧, 尤其是夏季加剧更显著, 而秋、冬季干旱出现了减弱的新趋势. 在西北地区东部主降水期3-11月重-特旱加剧趋势比轻-中旱加剧显著, 南部干旱化趋势比北部更加明显. 尤其是宁夏同心地区春旱加剧非常显著, 已成为西北地区东部重-特旱最严重的地区.对于干旱发展的这一新动态, 必须引起有关部门的高度重视, 采取科学、有效手段加强防旱、抗旱.     

吉林省水旱灾害规律分析

水旱灾害在自然灾害中占有重大比重，对人类危害极大，正确认识水旱灾害发生的规律与特点，对防治与减轻自然灾害有着重要作用。对吉林省水旱灾害的危害及其发生规律和特点进行了分析。     

1961-2009年西北地区基于SPI指数的干旱时空变化特征

利用西北五省区137个测站的1961-2009年逐月降水量资料计算标准化降水指数(SPI), 统计了逐月、春末夏初、初夏、夏季及秋季的干旱、重旱、特旱的频率及面积率, 分析其时空变化特征.结果表明: 新疆北部、青海的中部及甘肃河西是西北地区干旱频率较高的区域, 干旱频率在15个月以上, 新疆南部除个别月份干旱发生频率较高外, 总体干旱发生频率较低;干旱发生区域随月份有由南到北、由西向东变化的趋势;除新疆、青海、及甘肃个别区域重旱频率超过5月外, 其他区域基本上都在5月以下;新疆南部重旱频率仍然较低;夏季发生范围高于其他季节;新疆北部、甘肃河西是特旱的高发区. 不同等级的月及季节干旱面积率其逐年变化具有相似的特征, 西北干旱面积率的变化总体上可以分为3个阶段: 1961-1980年干旱面积率比较高, 平均在35%左右;1981-1990年为转折期, 干旱面积率下降到15%左右;而1991-2009年为稳定期, 干旱面积率变化不大.全球气候变暖导致西北地区降水量、冰川融水量、河川径流量增加和湖泊水位上升、面积扩大, 是1987年以来干旱面积率下降的原因.     

吉林省西部湿地土地利用格局变化的多情景模拟

吉林省西部属于生态脆弱区,湿地作为重要的生态单元,其发展变化对区域生态环境产生重要影响。近年来,由于受到较多的人为干扰,该区域湿地变化极为显著。为了充分发挥湿地生态环境功能,促进区域生态环境改善,以吉林省西部2000-2010年湿地变化数据为基础,基于情景分析法设置了自然变化（情景1）、规划优先（情景2）和生态优先（情景3）三种情景,利用CLUE-S模型对2020年湿地空间格局进行模拟,并从湿地空间分布变化特征和景观抗干扰能力两个方面对不同情景下的湿地格局进行分析评价,旨在了解不同情景下湿地格局的差异性,寻求合理的湿地空间分布格局。结果表明：CLUE-S模型的土地利用预测正确率为84.54%,κ指数为0.83,能够较好地模拟2020年湿地格局变化,特别是对沼泽湿地、水域和建设用地模拟效果较好;不同情景下湿地空间格局特征具有明显的差异性,三种情景下的沼泽湿地的质心均偏向西南,水域的质心均偏向东南,而水田的质心在情景1中偏向东北,在情景2和情景3中偏南,沼泽湿地和水田在情景3比情景1中具有更强的聚集性,而水域恰相反,情景1比情景3中具有更强的聚集性;不同情景下的湿地景观抗干扰能力不同,2010-2020年,情景1中的所有湿地类型的景观干扰指数都逐渐增加,而情景2和情景3中沼泽湿地和水域的景观干扰指数逐渐降低,尤以生态优先情景的下降幅度最大。表明在实施科学的生态建设时,湿地景观具有较强的抗干扰能力。     

基于CI指数的甘肃省黄土高原地区气象干旱的变化趋势分析

基于甘肃省黄土高原区33个气象站1962-2010年气象资料, 利用综合气象干旱指数(CI)对其近50 a的干旱频率和平均持续时间的空间分布、 干旱强度趋势变化和极端干旱事件频次进行了分析, 此基础上应用基于分型理论的R/S方法对干旱强度未来变化趋势进行了预测. 结果表明: 甘肃省黄土高原区干旱发生频率和多年平均持续天数在兰州-靖远一带和庆阳北部属于高值区, 而岷县、 渭源一带属于低值区; 106° E以西"临洮-通渭-天水"一带和庆阳东南部是干旱变幅最大的地方. 20世纪90年代以来, 干旱强度增大的较快, 四季均呈现出干旱强度变大的趋势, 其中春、 秋季干旱强度加剧的趋势明显, 夏季近10 a都处于非常严重的干旱状态, 但未通过0.01的显著性检验; 20世纪60年代至今, 极端干旱事件发生频次快速增多. 四季干旱强度Hurst指数H 均大于0.5, 同时分维数D 均小于1.5, 因此, 未来一段时间干旱强度仍然保持与过去相一致的变化趋势. 研究结果可为相关部门制定相应抗旱对策提供科学依据.