基于SPEI的甘南高原气象干旱变化特征

干旱灾害是甘南高原发生最频繁的气象灾害之一,严重影响该地区农牧业生产和生态环境安全。利用1973—2022年甘南高原及周边31个气象观测站逐月降水和气温观测数据,选取标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI）表征气象干旱,采用Mann-Kendall检验和Sen’s slope估计方法,研究甘南高原年、季尺度的干旱时空分布及变化特征。结果表明：近50 a来,甘南高原年SPEI呈显著减小趋势,全域整体趋向干旱化,1986年为突变年。干旱变化趋势存在季节差异,夏、秋季呈干旱加剧趋势,春、冬季则相反。年和季SPEI变化趋势存在空间差异性,年和秋季全域呈干旱化趋势;夏季甘南高原中东部呈干旱加剧趋势,春季与夏季相似,但春季干旱加重区域和干旱化程度明显小于夏季;冬季整体呈干旱减轻趋势。甘南高原年和季节尺度不同等级干旱发生频率有明显的空间差异,高原中东部轻旱频发,高原南部中旱和重旱高发,特旱各区域发生频率均较低;高原西部干旱发生频率总体小于高原中东部。     

长江中下游地区干旱变化特征分析

利用24°~35°N,104°~124°E范围内180个测站的日降水量和气温资料,计算了各季1969-2008年的综合气象干旱指数,以及3个代表站1953-2008年的Z指数,分析了近40年长江中下游地区的干旱发生频率、覆盖范围及年际变化和不同干旱强度的空间分布。结果表明,干旱覆盖范围达90%以上的事件在1980年以前主要出现在冬季,1990年代主要出现在春季,到21世纪则主要出现在夏季。春、秋季干旱有下降的趋势,而冬、夏季为增加趋势。虽然长江中下游地区冬季干旱覆盖范围在减小,但出现干旱的频率较大,说明冬季出现局部干旱的程度在增大。而夏季干旱发生频率较小,但覆盖范围正在高值期,说明夏季的旱涝程度还在加大。虽然春季发生干旱的频率较高,但多以轻旱为主,并且覆盖范围也处在下降期,因此,春季干旱应比过去有所减缓。从各方面来看,秋季出现干旱的几率最低。     

汉中干旱时空分布特征分析

基于1971—2015年汉中11个县区地面气象观测站逐日降水观测资料,以降水距平百分率为干旱划分标准,采用干旱频率、干旱站次比和干旱强度三个指标,分析了汉中地区年尺度和季尺度干旱时空变化特征。结果表明:汉中地区年尺度干旱频率东南部低,西北部高,并从东南部向西北部递增;季节尺度来看,各季干旱频率分布差异明显。年尺度干旱强度从1996年开始有较弱增强趋势,而干旱站次比有明显降低趋势,汉中地区干旱朝着小区域性中旱发展;季尺度干旱特征为春季和夏季干旱站次比有增加趋势,秋季和冬季有减少趋势,春季和夏季干旱范围逐渐扩大,秋季和冬季干旱范围逐渐减少;春季、夏季和秋季干旱强度基本为轻旱,冬季多为中旱,有时能达到重旱。     

河南省冬小麦干旱规律分析

根据河南省104个气象站19572000年降水量资料,以冬小麦全生育期降水负距平(%)为干旱指标,提取不同等级干旱的资料矩阵进行经验正交函数分解,并取主要模态特征向量值和时间系数进行分析,结果表明:河南省冬小麦干旱以轻旱和中旱为主要特征,40余年轻旱、中旱发生频率达59.71%和32.24%;各等级干旱的空间分布均表现为豫北、豫东以及豫西北的部分地区是干旱频发区,而豫西南和豫南地区则是干旱低发区;干旱的时间变化呈波峰波谷交替的振动形式,大规模轻旱2～3 a一遇,中旱3～4 a一遇,重旱约10 a一遇.降水负距平(%)平均值的分布特征可从总体上体现干旱的时空变化规律.     

新疆塔城地区1961—2021年季节性干旱演变特征

利用塔城地区9个国家气象观测站1961—2021年逐月降水资料,基于标准化降水量指数(SPI)运用最小二乘法和Mann-Kendall检验等方法分析塔城地区干旱时空分布特征。结果表明：(1)年尺度上,塔城地区干旱发生频率为30.37%,轻旱发生最多,中旱次之；2/3站点SPI呈显著增大趋势,年站次比和干旱强度呈显著减小趋势,干旱程度有所减轻,在1987年之后塔城干旱程度整体偏轻。(2)季节尺度上,夏、秋、冬季在1980年代中期发生干旱减轻的突变,且秋季和冬季分别在2002年和1997年达到显著。(3)在影响范围方面,各季以局域性和全域性干旱为主,全域性干旱发生频率介于20～30%之间；在干旱强度方面,各季轻度干旱发生频率最高,中度以上干旱发生频率介于33～38%之间。(4)近60a塔城地区季节性干旱呈现影响范围缩小,强度减弱的变化趋势,尤其是冬季干旱站次比和干旱强度分别以-7.79%.(10a)-1^和-0.11.(10a)-1^的倾向率显著减小,干旱减轻趋势在四季中最为显著。     

河南省冬小麦干旱规律分析

根据河南省104个气象站1957 2000年降水量资料,以冬小麦全生育期降水负距平(%)为干旱指标,提取不同等级干旱的资料矩阵进行经验正交函数分解,并取主要模态特征向量值和时间系数进行分析,结果表明:河南省冬小麦干旱以轻旱和中旱为主要特征,40余年轻旱、中旱发生频率达59.71%和32.24%;各等级干旱的空间分布均表现为豫北、豫东以及豫西北的部分地区是干旱频发区,而豫西南和豫南地区则是干旱低发区;干旱的时间变化呈波峰波谷交替的振动形式,大规模轻旱2~3 a一遇,中旱3~4 a一遇,重旱约10 a一遇。降水负距平(%)平均值的分布特征可从总体上体现干旱的时空变化规律。     

内蒙古西部春季干旱特征分析评估

基于内蒙古西部40个国家级气象站1961-2018年春季逐日平均气温和降水量资料,构建的综合干旱指数,分析评估了春季区域干旱发生情况,结果显示:(1)近58a内蒙古西部区域春季干旱年发生频率高达78%,平均5a中有4a春旱,且多数为中到重旱。(2)20世纪70-80年代春旱年份发生概率更高,连年干旱,近10a干旱明显减少。(3)春旱频率空间分布是西高东低。(4)干旱影响范围最大,干旱最重的前3a分别是1962、1993年和1995年,出现了季内连月重旱,农牧业生产和群众生活均受严重影响。构建的综合干旱指数与实况对比分析,能够较好地反映春旱发生程度,可以用于月季干旱的影响评估业务。     

我国北方地区苹果不同干旱等级时空特征

为定量评估我国北方地区苹果不同干旱等级灾害时空分布特征,以我国苹果主产地为研究区域,对前人提出的干旱指数进行等级划分,结合历史灾情资料,对划分的等级进行验证;利用验证后的干旱指数,明确1981—2016年苹果不同干旱等级时空变化特征。结果表明:划分的干旱指数等级能够较好地反映我国北方地区苹果实际干旱特征;各生育阶段甘肃省中北部、宁夏回族自治区各年代以重旱发生为主,山西省、陕西省、山东省以及河南省干旱等级随年代变化较大;重旱发生面积在果树萌动-花芽萌动和成熟-落叶生育阶段1981—2000年随年代变化逐渐增加;各生育阶段无旱和重旱高频区频率高于50%,轻旱和中旱高频区频率高于30%;1981—2016年轻旱发生范围最大,果树萌动-花芽萌动生育阶段的重旱和盛花-成熟生育阶段的中旱站次比呈显著上升趋势。研究区域西北地区干旱严重,且发生频率较高。     

新疆气象干旱的统计分析

用降水距平＜－40％、＜－20％作为大旱、干旱指标,研究了新疆气象干旱发生的统计规律：冬春季干旱发生频率大,夏秋季小,南疆大于北疆;南疆冬、春季及北疆冬季干旱年际持续性强,北疆春、夏季及南疆夏季年际持续性弱;冬春连旱出现频率较高,春夏、夏秋季连早出现频率少。     

江门市2003—2021年干旱特征分析

基于2003—2021年江门市6个国家气象观测站和17个区域自动气象站逐月降水和气温资料，应用标准降水蒸发指数(SPEI)分析该区域干旱时空特征。研究结果表明：(1)近19年来，江门市干旱整体有不明显的湿润趋势，年发生频率为31.6%,平均站次比为38.4%,平均强度值为0.7,发生干旱时，以全域性轻旱为主。空间分布上，干旱发生的频率较高，但强度较低且以轻旱为主。全市存在一致变旱或变涝的特征，易出现全域性的干旱或洪涝。(2)江门市除了夏季有微弱的干旱趋势外，其他季节都呈湿润趋势，冬季最为明显。各个季节干旱发生的频率都较高，发生干旱时覆盖的范围也较大，且多数为全域性或区域性干旱。各个季节的干旱强度也比较接近，都以轻旱为主。年尺度SPEI在江门地区的适用性表现优秀，能准确识别出5个干旱过程，但季节尺度SPEI适用性表现一般，仅识别出3个干旱过程。     

河南省冬小麦干旱灾害的空间分布研究

利用河南省30个农业气象基本站的土壤测墒资料,把冬小麦干旱划分为轻、中、重3个干旱等级,通过构建干旱指数函数,分别计算出不同干旱等级的干旱指数,绘制干旱指数分布图,结果表明:河南省冬小麦干旱以豫北林州,豫西大部,豫中许昌,豫南西平、驻马店等地发生较频繁且以轻旱为主.     

河南省冬小麦干旱灾害的空间分布研究

利用河南省30个农业气象基本站的土壤测墒资料,把冬小麦干旱划分为轻、中、重3个干旱等级,通过构建干旱指数函数,分别计算出不同干旱等级的干旱指数,绘制干旱指数分布图,结果表明:河南省冬小麦干旱以豫北林州,豫西大部,豫中许昌,豫南西平、驻马店等地发生较频繁且以轻旱为主。     

甘肃省伏旱短期气候概率预测

用ＥＯＦ和ＲＥＯＦ将甘肃省信期降水分为７个区域,并在每个区域选取一个代表站,设计出既能反映伏期降水多少,又能反映伏期旱段长度的伏旱强度指数。将伏旱强度与指数与伏旱发生的概率关系起来,通过对大气环流特征指数,地面气象要素等因子的分析,利用逐步回归分析和多级逐步判别分析方法,建立了甘肃省几个代表站的伏期干旱指数和概率预测方程,提出了集成概率预测的概念,最后给出了对伏旱概念率预测进行评估一种方法。     

我国北方干旱逐月变化特征分析

用1950～2000年我国629个站逐月降水资料,采用Z指数作为旱涝等级划分标准,把各地的旱涝情况划分成7个等级,把长江以北主要农业区格点化后．以各格点中达到干旱站点的多少为权重,求出格点中干旱发生的面积。通过对51年的资料分析,发现我国北方区干旱面积在不同月份有其不同的变化特征。其中1、2、4、7、8、9、11、12月八个月的干旱面积有不断扩大的趋势,3、5、10三个月的干旱面积处于平均状态,6月份的干旱面积有减少的趋势。     

气象干旱指标在内蒙古干旱监测评估中的应用

对在内蒙古气候中心干旱监测评估业务中经常使用的降水量距平百分率、土壤相对湿度干旱指数、综合气象干旱指数三种气象干旱指标进行详细介绍和适用性分析。并对三种气象干旱指标的监测结果进行对比分析,结果认为综合气象干旱指数指标能较确切反映出干旱程度,尤其在对干旱过程的跟踪方面具有明显的优势。降水量距平百分率指标反映干旱程度较轻,土壤相对湿度指标反映干旱程度比较敏感。     

安徽省干旱灾害监测及预警服务系统研究

介绍了利用NOAA／AVHRR卫星资料与土壤水分人工观测资料，进行干旱灾害监测的方法、指标。详述了安徽省干旱灾害预警服务系统的组成、功能和运用统计学方法，建立土壤干旱预测模型，结合干旱指标确定干旱等级，开展安徽省干旱预警服务的情况。     

哈密地区气象干旱监测指数研究

应用Z指数方法和帕默尔气象干旱指数基本原理的优点,选取哈密地区6个代表站1961—2010年逐月降水量资料,分南、北两个区域建立区域修正帕默尔气象干旱指数,确定了区域旱涝等级的划分标准。以计算得到的干旱指数与历史旱情记录进行对比验证,并与Z指数、降水距平百分率干旱指数对比分析,结果表明该干旱指数对干旱的反应符合历史实际,较Z指数、降水距平百分率干旱指数更适合当地应用。在此基础上,对哈密地区修正帕默尔气象干旱指数与旱情的关系及干旱发生的特征作了更进一步分析。     

五种干旱指标在安徽省应用研究

运用安徽省78个代表站1961-2008年逐日气温和降水资料,采用累积频率法对五种干旱指标的阈值进行修正,用修正后干旱指标来分析安徽省干旱的年际变化、季节演变及空间分布等特征.结果表明:五种干旱指标按照干旱过程计算得到历年总干旱日数的演变趋势基本一致,干旱日数较多的年份与安徽省历史典型大旱年记录非常吻合;Z指数和SPI指数无明显季节变化趋势,而Pa,MI和CI三种指标季节变化趋势明显且基本一致,安徽省秋旱最多,夏旱次之,冬、春旱相对较少;Z指数和SPI指数尤明显的空间分布特征,Pa,MI和三种指标的空间分布基本一致,呈现纬向空间分布,干旱频率自北向南递减;对于安徽干旱监测业务来说,五种干旱指标中CI指数为最优.     

蒸发量季节变化特点与干旱发生关系的初步分析

通过对广西灵山县1997～2007年E601蒸发器逐句蒸发量及同期的旬降雨量、气温、日照时数、相对湿度、风速等资料的分析,结果表明:蒸发量大小与气温、日照时数关系密切,而且蒸发量的季节变化与气温、日照时数等季节变化同步.在此基础上,分析了降水量与蒸发量差值的大小与农业干旱发生关系,应用水量亏欠量比现行的干旱指标更能真实反映当地农业干旱发生的实际情况,对开展气象专项服务有积极的参考意义.     

陕西苹果干旱指数研究及基于县域单元的苹果干旱风险分布

为了有效利用气候资源,趋利避害,合理规划和发展陕西苹果产业,促进县域苹果种植布局优化和健康、可持续生产,结合陕西省苹果种植区地理、气候的实际特征,计算和分析了代表不同气候类型的4个代表县的苹果各生育期的干旱指数;并对4个代表县进行了分生育期的苹果干旱风险分布分析。结果显示:萌芽—幼果期是陕西苹果全生育期旱情最重时段,其次是果实膨大期和着色—成熟期,再次是越冬期;延安果区苹果全生育期的旱情在整个陕西果区最为严重,其次是渭北东部果区,再次是渭北西部果区,关中果区苹果全生育期旱情相对最轻。研究成果可为陕西苹果不同生育期、不同果区的防旱抗灾工作开展和县域单元内苹果产业防灾减灾决策提供参考。