Palmer干旱指数、地表湿润指数与降水距平的比较

利用中国气象局整编的1951年1月～1999年12月中国160站气温、降水月平均资料,计算了我国160站近49年逐月帕尔默干旱指数、地表湿润指数和降水距平百分率.对比研究表明:PDSI指数和地表湿润指数能抓住降水是干旱最重要的决定因素这一特征,并且,能反映出干旱过程具有更大的时空尺度.在实际蒸发较大的地区,PDSI指数比降水距平百分率描述干旱强度更准确.对于华北地区,在20世纪80年代以前,降水偏多,气温偏低,最大潜在蒸发较小,处于相对湿润的时段;80年代以后,降水偏少,加之气温的升高,华北的干旱越来越严重.     

基于帕默尔干旱指数的中国春季区域干旱特征比较研究

利用全国515个站(1957-2000年)气象资料,修正计算帕默尔干旱指数(Palmer drought severy index),进行干旱区划和研究春季区域演变特征.结果表明:中国干旱变化全区一致性程度低,干旱演变的区域差别大,存在着以内蒙古高原、南岭、华北北部及长白山脉、长江中下游、黄土高原、黄淮地区、天山北部、东北平原、河西走廊、云贵高原、塔里木盆地、青藏高原等为代表的12个干旱特征区.内蒙古高原区、华北北部及长白山脉区、黄土高原区、天山北部区域、东北平原区、河西走廊及其沙漠戈壁区春季干旱指数趋势变化呈下降趋势.南岭区、长江中下游区、黄淮区域、云贵高原区、塔里木盆地区、青藏高原区春季干旱指数趋势变化呈上升趋势.中国春季干旱指数大多存在5～8年的短周期年际周期变化,12～13年、15～16年的长周年际周期变化存在于部分区域,个别区域还存在20年长周期年际周期变化.中国干旱的区域特征差别显著.     

广西贺州地区气温和干旱的气候变化特征

利用近30年的实际观测资料,分析贺州地区年平均气温和干旱指数的变化特征,结果表明:(1)贺州地区年平均气温有增高趋势,冬季和春季较大幅度变暖,带来"暖冬",夏季反而稍微降温,出现"凉夏",秋季稍有增温,但不明显;(2)贺州地区的年平均气温存在11 a和4a左右的两个振荡周期;(3)在上世纪80年代初,贺州地区干旱指数有一次明显的年代际变化,由负值转为正值,干旱有加重的趋势,未来几年贺州地区干旱指数仍处于增强的趋势中,这与11～13 a左右的振荡周期处于正位相有关.贺州地区4个站的干旱指数都有一个11～13a左右的振荡周期和一个2～6 a左右的振荡周期.     

PDSI及sc_PDSI干旱指数在中国西南地区适用性分析

西南地区是中国干旱灾害频发地区,且在全球变暖背景下,干旱发生的频率和程度都有所增加,对农业生产和水资源安全造成威胁。帕默尔干旱强度指数（PDSI,Palmer Drought Severity Index）及在其基础上发展而来的自适应帕默尔干旱强度指数（sc_PDSI,self-calibrating Palmer Drought Severity Index）作为较成熟的干旱监测指标已得到广泛应用。本文利用土壤可含水量（AWC,Available Water Holding Capacity）地理空间模型中土种与AWC的对应关系,反演出西南地区更高分辨率的AWC分布,并采用中国西南70站温度月均值、月累积降水数据,分别计算了PDSI指数及sc_PDSI指数,进而比较分析两种指数的时间变化特征及统计分布性质,探讨二者在西南地区对干旱监测的适用性。结果表明：（1）PDSI与sc_PDSI均反映了西南地区在1965—2010年变干的趋势,但PDSI时间序列振动幅度更大;（2）PDSI的频率分布出现“翘尾”现象,监测到的极端干旱/湿润事件的发生频率高于严重干旱/湿润事件,而sc_PDSI的频率分布则更接近于正态分布;（3）两种指数对2009/2010年西南地区干旱事件的监测结果表明,sc_PDSI对干旱落区和干旱级别的监测均一定程度上优于PDSI,与土壤湿度结果更为接近,而PDSI更易对旱情估计过重;（4）虽然整体上sc_PDSI对PDSI具有一定的调整作用及一定的优越性,但在个别区域（如热带季风气候）并没有体现出调整效果,应用时应当考虑区域因素。     

西南地区干旱的变化特征及其与大气环流的关系

选用1962—2017年(10月～次年5月)西南地区(四川、贵州、云南和重庆市)90个地面气象观测台站的逐日降水和日平均气温实测气象要素资料,运用综合气象干旱指数(CI)统计出西南地区累计干旱日数和频次,并分析两者近56 a来的时空变化特征,再挑选其高、低值年进行大气环流形势讨论,最后制作差值图(均为高值年减低值年)与相关场构造的图进行比较。研究结果表明:累计干旱日数和频次均呈逐渐降低的趋势;两者的年代距平在20世纪60年代～80年代同为正,而在20世纪90年代同为负,其后21世纪初两者距平则相反;累计干旱日数具有5 a和9 a的年际周期变化,12 a的年代际周期,干旱频次具有8 a左右的年际周期和20 a的年代际周期;两者均在四川西部地区和云南中北部为大值中心,云南西部、重庆和贵州中东部为小值中心;高、中和低层的环流形势也缺少水汽和系统抬升等配置关系。     

中国现代干旱灾害的时空特征*

本文提出了一个考虑前期降水短缺影响的干旱指数。利用1951-1991年逐月全国160个站的降水资料划分干旱等级,分析了我国干旱,包括多旱、重旱和持续干旱的区域分布,指出我国主要有四大干旱中心;分析了干旱随时间的变化,发现全国及多数区域的现代干旱存在着线性增长的趋势。最后利用全国干旱受灾和成灾面积讨论了干旱的影响,指出全国近代干旱受灾和成灾面积存在着三个高值期,且总体线性增长趋势也很明显。     

中国东北近50年干旱发展及对全球气候变暖的响应

应用实测的降水、气温和土壤湿度资料,分析我国东北区(含黑龙江、吉林、辽宁三省和内蒙古自治区的东部)近50年干旱化的发展趋势.结果表明,用月平均气温和降水量的距平和均方差所构造的"大气干旱指数"以及土壤湿度都显示,近50年来整个东北区是向干旱发展的,1990年代中期以来这种干旱化趋势尤为明显;而东北西部亚干旱地区的干旱化相对更严重(特别是内蒙古东部的北半部).在亚干旱地区的气温和降水两个要素中,气温的升高对干旱化的作用可能更重要.在东北区的南部,近50年来的降水是略有增加,但仍有向干旱发展的趋势.这显然与全球气候变暖的大背景有关.为探讨东北区干旱的发展对全球气候变暖的响应,利用Jones等的1951～2000年全球平均气温资料和东北区25个站的大气干旱指数进行线性回归分析.结果表明,在全球平均温度上升1℃的情况下,中国东北区的干旱化程度要增加5～20%,最大的达到22%.这种形势应该引起我们的关注.     

中国近代北方极端干湿事件的演变规律

利用中国1951～2000年的月降水和月平均气温构造了一个适合于研究我国北方地区地表干湿状况的地表湿润指数,以此为基础对我国北方地区极端干旱的分布特征进行深入的研究.结果指出:在东北和华北地区,近10年极端干旱频率显著增加,是近百年少有的大范围高强度的极端干旱频发期,而这些地区极端湿润发生的频率相对减少.和温度变化趋势比较发现,极端干旱的频发区往往对应增温明显的地区.     

西北干旱灾害影响趋势分析

根据1951-2000年中国西北五省区(陕西、甘肃、宁夏、青海、新疆)降水资料,1951—1994年主要农作物旱灾面积和粮食减产资料,建立了干旱等级指标、农业旱灾指标、因旱粮食减产指标体系,分析了西北干旱灾害的影响趋势。结果表明：西北干旱和农业旱灾呈增加趋势,以20世纪70、90年代最严重,农业旱灾以重大旱灾事件为主,其空间变化以西北东部干旱灾害严重。采用谐波和功率谱方法分析西北干旱周期,建立了拟合预测回归模型,并对西北干旱灾害进行影响预测,表明21世纪前十年西北干旱灾害有减缓趋势。     

近50年河北省干旱时空分布特征

干旱是影响我国的主要气象灾害之一,本文采用标准化降水指数SPI作为干旱评价因子对近50年来河北省干旱的时空变化特征进行了研究,得出以下主要结论:(1)春季干旱最为严重,干旱率呈逐渐降低的趋势,夏季干旱率呈逐渐增加、秋季和冬季干旱率略有降低的趋势;(2)春季干旱在20世纪70年代最为严重,夏季、秋季和冬季的年代际干旱分别以2000年以来、20世纪60年代和90年代最为严重;(3)春季干旱发生概率均大于20%,发生概率大于30%的旱情多发地区在各市均有分布;全省大部分地区夏季、秋季和冬季干旱发生概率为20%~30%,夏季干旱多发地区主要集中在河北省北部和西南部,秋季干旱多发地区主要集中在河北省西部和南部,冬季干旱多发地区主要集中在河北省北部。     

区域干旱帕默尔旱度指标的修正

帕默尔旱度模式是评估干旱严重程度的重要模型,20世纪引入中国后,安顺清等人相继进行了修正,但是多采用的是单个站点数据进行运算,在研究大尺度的区域时则不适用,文章将各研究区站点数据平均整合,并以辽宁省范围内辽河流域片的7个代表性区域进行建模,以海滦河流域、淮河流域、黄河流域、长江流域的23个代表性区域相关资料为权重因子进行修正,同时利用综合水平衡模型对原帕默尔旱度模式中的水量平衡模型进行替换,经过对修正模式的验证,结果显示符合实际情况,对于区域干旱研究具有实际意义。     

Palmer's Drought Indices Revisited

Palmer's Hydrological and Meteorological Drought Severity Indices are reviewed along with a number of recent modifications that help reduce ambiguity from decision concerning the beginning and ending of drought conditions. Based on data from Regina, Saskatchewan, it is shown that the Meteorological Index, due to its greater sensitivity, responds at least one month faster to changing moisture conditions than the Hydrological Index and is consequently recommended for forward planning in water resource management and agriculture. Assumptions regarding differences in available water capacity of up to 100 mm resulted in maximum absolute differences of up to 0.30 in the Hydrological Index and 0.36 in the Meteorological Index, both evaluated as statistically non-significant.     

农业旱灾研究进展

农业旱灾是我国发生范围最广、频率最高、灾情和影响最严重的灾害。为了全面地认识旱灾,有效地进行旱灾风险管理,减轻旱灾损失和影响,该文对干旱指标与监测、干旱影响、旱灾评估、旱灾区域分异规律、减灾管理等方面的国内外研究进展进行了综述。     

干旱灾害评估研究进展

在各种自然灾害中,干旱是发生范围最广、频率最高、灾情和影响最严重的灾害。近年来,随着自然灾害损失的加剧,减灾工作得到各国政府前所未有的重视,各国科技工作者开始了包括干旱在内的自然灾害的评估工作。本文旨在把握干旱灾害评估的研究现状,力求对干旱灾害评估各个方面的研究做出较全面的总结和评价,以期达到促进中国干旱灾害评估研究进一步深化的目的。文章从干旱指标、干旱评估理论、干旱评估方法以及干旱评估类型等方面对国内外的研究进展进行了较全面的分析,分析表明,现有干旱评估研究多侧重于农业干旱和区域单品种干旱灾情的特征研究,缺乏从系统的角度综合研究干旱对生态环境、社会经济效应等区域灾害系统的模拟研究,干旱评估模型结果不能反映干旱带来的系统影响。未来的干旱评估研究要更多地应用新技术和新方法,不断向多学科、综合研究方向发展。     

Climatological Drought in Arizona: An Analysis of Indicators for Guiding the Governor's Drought Task Force

Lacking a federal policy to address local water deficiencies within the United States, many states have developed their own methods for monitoring drought in an effort to mitigate its effects. This article provides an overview of efforts to standardize the use of drought indices in order to compare recent and historical drought both spatially and temporally for Arizona. Yearly averages of the Palmer Drought Severity Index and the Standardized Precipitation Index are placed into a frequency distribution to create standardization among the indices. The 1896–1904 drought ranked as the most severe, although the 1996–2004 drought was a close second.     

Drought identification and characterization in Jordan

A comparison between identified droughts was carried out through local and regional analysis. Comprehensive analyses of data for stationarity and randomness have been carried out with three tests, Student's t -test, Kendall's τ test and Turning point test. The calendar year, water year, and trimester time-scales were considered. For each series four different thresholds were used, mean, median, mean minus standard deviation and 35% quantile. The numbers of the drought periods, for the calendar series, are almost the same locally. Different periods and percentages are noticed with water year series, and with no consistency in results. Trimester series are with more drought periods and longer. The last decade has been characterized by more frequent and longer droughts in Jordan.     

利用MODIS数据进行旱情动态监测研究

MODIS-EVI植被指数与不同覆盖程度植被的线性关系已得到明显改善,可以更有效地反映地表植被的生长状态。利用MODIS合成数据MYD11A2和MYD13A2获取的增强型植被指数(EVI)和陆地表面温度(Ts)构建EVI-Ts特征空间,并以该特征空间计算的温度植被干旱指数(TVDI)作为干旱监测指标,分析广西2006年秋旱分布。结果表明:以地表温度和MODIS-EVI为基础的温度植被干旱指数能较好地反映区域旱情分布和旱情发展过程,2006年9月中旬—11月中旬广西受旱区域不断扩大,旱情持续加重。     

不同倍性马铃薯品种的抗旱性

通过沙基培养试验,对“陇薯3号”（四倍体）、“大西洋”（四倍体）、“2-27”（二倍体）、“富利亚”（二倍体）、“03129-488”（六倍体）和“03120-565”（六倍体）6个不同倍性马铃薯品种的抗旱性进行了比较分析。利用10%PEG6000处理马铃薯试管幼苗,测定分析与品种抗旱性有关的多项生理生化指标,并将各性状的抗旱系数作为衡量各单项抗旱能力的指标。同时,利用主成分分析、隶属函数评价法、综合评价法、聚类分析法对马铃薯抗旱性进行评价。结果表明：6个马铃薯品种的可溶性糖含量和SOD活性与干旱胁迫处理时间具有较高的正相关性（R²分别为0.87、0.92）,且可溶性糖含量和SOD活性之间有较高的负相关性（R²=-0.83）。“大西洋”和“富利亚”的叶绿素变化不同于其他4个品种,而与干旱胁迫时间呈负相关关系,分别低于对照6.06%和11.85%。在胁迫72h条件下,“陇薯3号”的根系活力最高,而干旱处理后“03129-488”和“2-27”的根系活力较对照明显降低了78.26%和52.17%;与“陇薯3号”和“03120-565”相比,其他4个品种的脯氨酸含量与胁迫时间呈负相关关系,随处理时间的延长而不同程度的下降,降幅26.48%~54.98%。隶属函数与综合评价反映出各品种马铃薯抗旱性为“陇薯3号”> “2-27”> “03129-488”> “大西洋”> “富利亚”> “03120-565”,结果能够反映抗性较强的四倍体“陇薯3号”的抗旱特性,二倍体“2-27”和六倍体“03129-488”抗旱性也强于对照“大西洋”。