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。     

基于标准化降水指数的沧州干旱时空特征

使用河北省沧州市14个气象站1966—2017年逐月降水数据,采用标准化降水指数(SPI)分析该区域干旱时空特征。结果表明:(1)沧州年际干旱频率为26.9%,全域性、区域性、局域性干旱出现几率接近,轻旱、中旱较多,干旱范围与强度呈正相关,2003年后旱情减轻。干旱频率与强度呈负相关,西部干旱频率高、强度低,中部、东部频率低、强度高。(2)季节干旱频率为69.2%,春旱、冬旱发生频率高,多为全域性,但夏旱、秋旱发生后平均干旱强度更大。1980、1990年代和21世纪初旱情较重,2007年以后旱情减轻。空间分布上,夏旱的频率、强度分布与年际分布较为相似,与春旱分布几乎相反,秋旱、冬旱分布较为平均。全市旱涝变化较为一致,中部区域最为同步。     

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。     

基于SPI的1979—2020年广东气象干旱的时空特征

基于1979—2020年的月降水数据计算标准化降水指数(SPI),分析了广东省近42年不同尺度的干旱时间和空间特征,结果发现：(1)1979—2020年广东省有略湿润趋势;SPI10年干旱倾向为“三明治”状分布,珠三角和粤北地区逐渐湿润化,粤东和粤西呈略干旱化。(2)广东省年际SPI分布主要有6种表现类型：模态1反映南涝北旱或北涝南旱2种类型;模态2反映东旱西涝或西旱东涝2种类型;模态3反映沿海涝内陆旱或沿海旱内陆涝2种类型。(3)基于季节尺度：春季的干旱化趋势最为明显,夏季非干旱化趋势明显;秋季是广东地区干旱的高发时期,干旱分布最广;春季发生轻旱以上等级的地区主要位于雷州半岛一带;秋冬连旱在广东普遍发生。     

基于SPI的黔东南州近52a的干旱特征分析

基于1961—2012年黔东南州16站的逐月降水资料,从单站干旱SPI指数出发,分析了黔东南州52 a来年际干旱和季节性干旱的时间变化趋势和空间变化特征,结果表明:152 a间,年际干旱和季节性干旱呈上升趋势,干旱主要集中在1985—1989年和2001—2012年;2除冬旱以外,无论是年际干旱还是季节性干旱,干旱发生频率较高地区位于黔东南州中部以北地区,州南部年际干旱、春旱、夏旱和秋旱发生频率较低;3森林覆盖率较高的地区发生干旱的频次最低,降水较少地区发生干旱的频次较高。     

基于SPEI的华北平原夏玉米生长季干旱时空变化特征

基于标准化降水蒸散指数(SPEI),从不同时间尺度对华北平原夏玉米生长季1961—2015年不同等级干旱发生频率、时空分布和变化特征进行了研究。结果表明,华北平原夏玉米生长季干旱频发,频率超过50.0%,主要以轻旱为主,河南东南部和河北中北部地区干旱频率高于其他地区,6月和10月轻旱频率相对较高,8—10月更容易发生中旱,重旱主要出现在6月和7月。近55 a年华北平原夏玉米生长季干旱不断增加,10月干旱频率增加趋势最显著。与1961—1980年相比,研究区近15 a干旱发生频率增加百分率为37.3%,其中河北中北部、北京、天津和河南西北部干旱发生频率在60.0%以上。不同月份的干旱对夏玉米生长影响不同,需要加强对8月和9月干旱事件的预报,以便及时采取防灾减灾措施。     

基于SPEI和SPI指数的西江流域干旱多时间尺度变化特征

利用1959 2016年西江流域34个国家气象站的月降水和月平均气温资料,计算了西江流域近57年来不同时间尺度(1个月、3个月、6个月和12个月)的标准降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)和标准降水蒸发指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)。在此基础上,对比分析了干旱的时空演变特征及干旱指数的表征差异。结果表明:(1)在12个月尺度上,近57年来西江流域大部分地区干旱强度呈现极显著的加重趋势,干旱频率也呈现极显著的上升趋势。(2)在3个月尺度上,西江流域春旱和秋旱较为频繁,影响范围广,而夏旱和冬旱频率低,影响范围小。在12个月尺度上,2000年以后,干旱频率最高,影响范围也更广。(3)干旱频率高、易旱区范围最广的时期为20世纪80年代,其次分别为2010 2016年、20世纪60年代和21世纪00年代,在20世纪70年代和90年代易旱区影响范围较小,干旱频率较低。在12个月的尺度上,SPEI和SPI指数旱涝评价结果整体比较接近。(4)在1个月、3个月和6个月的尺度上,SPEI指数整体上低于SPI指数。尤其在冬季和春季各月SPEI指数远远低于SPI指数。     

福建省几种气象干旱指数的对比分析

选用合理的干旱指数对干旱进行监测一直是干旱研究的难点之一,对不同指数的适用性进行研究可以为干旱监测提供一定的参考依据。基于1960—2017年福建省气象站的逐日气象观测数据,采用频率累积法对五种干旱指数的阈值进行修正,利用层次分析法计算不同等级干旱事件的权重,结合120个典型历史干旱事件,对降水距平百分率(P_a)、标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散指数(SPEI)、相对湿润指数(MI)、改进综合气象干旱指数(CI_(new))在福建省的适用性进行了分析。结果表明:CI_(new)适用于春秋冬季和年际的干旱监测,MI适用于夏秋冬季的干旱监测,这两种指数对重旱和特旱事件的监测效果比较好,SPI和SPEI对中旱和轻旱事件的监测效果比较好。五种指数均能比较好地描述干旱的发展过程,CI_(new)的监测结果更贴合实际,并且较符合干旱发生的机制。因此CI_(new)在福建省的干旱监测中比较适用,MI次之。     

乌鲁木齐河流域山区与平原干旱对比

以乌鲁木齐河流域干旱变化过程研究为目标,利用英雄桥水文站和乌鲁木齐气象台的1960—2010年实测数据,计算年度和季节尺度的SPI和Z值两种干旱指标,对山区和平原区的干旱情况进行对比分析,判断干旱发生的特征以及两种干旱指标计算干旱等级的一致性,通过历年干旱发生情况验证计算结果。结果表明:以乌鲁木齐气象台为代表的平原区1978年前标准化降水指数(SPI)和Z值小于0,处于正常或干旱状态。1978年后,SPI和Z值开始波动性增长,变化趋势由干旱向无旱或正常转变;以英雄桥水文站为代表的山区,1960—2010年两种干旱指标以正常为主发生波动性变化;SPI和Z值两种干旱指标描述多年干旱变化过程一致,趋势变化吻合,具有很好的一致性;对山区和平原区而言,1978年前山区的干旱程度较小,平原区的较大。而1978年后山区的干旱程度相对较大、平原区的干旱程度较小;对季节性干旱而言,1960—2010年春夏秋季无旱状态所占比例最大,山区和平原区发生的干旱主要以轻旱为主,集中出现在夏秋两季。中旱和重旱的发生比重较小,主要发生在春秋两季。通过验证可知,SPI和Z值的计算结果是有效的,适用于乌鲁木齐的干旱分析。     

基于多尺度标准化降水指数的陕西苹果主产区气象干旱分析

利用陕西省30个苹果基地县气象站1961—2010年50年月降水资料,计算陕西苹果主产区3、6、9和12个月各尺度的标准化降水指数SPI3、SPI6、SPI9和SPI12。结果表明陕西苹果主产区年SPI12、春夏秋SPI9以及秋季SPI3整体呈线性下降趋势(P<0.05),总体趋于干旱,且干旱强度有所加重。陕西苹果主产区轻度、中度、重度和极度气象干旱发生频率分别为16%、6%、4%和0%。使用克里格插值法绘制1961—2010年陕西苹果主产区年气象干旱频率分布图,其分布表现为自南向北间隔分布且关中果区干旱频率最高;春夏秋气象干旱频率分布上表现与年气象干旱频率近似;冬春气象干旱频率分布上大体表现为南高北低,东西中间低两边高,春夏气象干旱频率分布在东西南北上均大体表现为中间高两边低;季节气象干旱频率分布表现不一,总体上除春季关中果区气象干旱频率最高外,其余季节均为渭北东部果区气象干旱频率最高。加之陕西苹果基地县中76.4%的苹果园不具备灌溉条件,故该研究对建立具有针对性的防旱抗旱措施及应急预案均具有重要意义。     

广西区域干旱的分析研究

研究广西区域的干旱时空分布特征和成因。取广西12个代表站1950—2005年各站逐年逐月的降雨量距平值来计算其干旱出现频率,按干旱轻、中、重的等级指标分析广西的区域干旱时空分布特征。各地春旱的出现频率在39%～53%之间,夏旱出现的频率平均在37%～50%,秋旱出现的频率在46%～56%之间之间,冬旱的频率在46%～57%之间。广西的干旱一年四季都有发生,各季干旱最重的区域为：桂西的春旱最为严重、桂中的夏旱最为严重、桂西秋旱最为严重、桂中的冬旱最为严重。     

基于降水数据的云南省近61年旱涝特性研究

选择标准化降水指数(SPI)刻画旱涝特征,基于云南省1954—2014年间32个气象站点逐月降水量资料,采用经验正交函数(EOF)方法、径向基函数(RBF)空间插值法、小波分析法,分析了近61年来云南省SPI序列、旱涝情态的时间特征和空间格局。结果表明:近61年来,云南省整体呈现干旱趋势(SPI变率为-0.009 1),SPI序列在2000年之后变化更加剧烈、速率加快。旱涝等级时间序列中,偏涝至偏旱年份占88.52%,大旱占4.92%,重旱和大涝均占3.28%,且自2003年以后,发生干旱的次数和强度明显增加。旱灾易发区主要分布于2个片区:景洪-思茅-元江站片区,以及沾益站东北地区;洪涝易发区主要分布于3个片区:临沧-大理-华坪沿线的西部片区,昭通站北部区域,及云南省东南部片区。干旱与洪涝事件发生的频率具有较好的对应性,但干旱事件发生的频率要略高于洪涝事件。EOF分析的第一个模态表明云南省整体呈现一致性的变涝或变旱特征,可能受到大尺度气候特征影响,第二模态可能受到地形因素的控制,第三模态可能与季风、大气环流等多种因素的影响有关;相应的时间系数也印证了云南省整体具有干旱趋势。SPI序列存在准2 a、准6 a、准8 a、准18 a、准28 a的周期性特征,且以准28 a为主周期。      

基于SPEI的1961—2015年淮北地区干旱时空分布特征

基于标准化降水蒸散指数（SPEI）,利用淮北地区108个气象站逐月气温、降水观测资料,采用线性趋势、M K突变检验等方法,从不同时间尺度（年、季）和干旱程度（轻旱、中旱、重旱和特旱）分析了淮北地区1961—2015年干旱频率和时空变化特征。结果表明：淮北地区1961—2015年总体呈干旱略加强趋势,其中1998—2001年干旱发生最频繁,干旱强度、极端干旱及中等干旱的频次均呈增加趋势。2011年淮北地区干旱程度发生了突变性增强;20世纪90年代起淮北地区夏季经历了先湿后干的转变,2013年是夏季转向干旱化的突变点。秋冬两季是淮北地区发生干旱频率较高的季节。秋季干旱分布广、旱情最为严重,淮北地区北部是秋季干旱的高发区;冬季发生中旱以上干旱的地区分布较广,主要位于淮北地区内的安徽片西部和江苏片中部。春夏季发生高频率干旱的区域相对较小。     

近56a中国西北地区不同强度干旱的年代际变化特征

利用1962—2017年中国西北地区227个气象站逐日气象观测资料,以标准化降水蒸发指数为干旱指标,研究不同强度(轻旱、中旱、重旱、特旱)干旱频次的年代际变化特征。结果表明:(1)近56 a中国西北地区不同强度干旱频次在1980年代前后呈现由多到少的年代际转折,转折之前干旱主要发生在西北地区西部,转折之后主要发生在西北地区东部;(2)轻旱和中旱频次显著高于重旱和特旱,其中轻旱和中旱在1980年之后呈现反位相变化;(3)不同强度干旱频次的空间差异明显,轻旱和中旱主要在新疆东部、青海南部等地区,重旱主要在西北地区西部,特旱主要在西北地区东部。     

近50a云南红河州气象干旱气候特征分析

该文利用红河州12个气象观测站1963-2012年逐月降水资料,应用标准化降水指数（SPI）分析全州气象干旱变化特征,结果表明：北部多年平均气象干旱强度最强、干旱发生频率最高,中部和西部次之,南部干旱强度相对较弱但夏季出现干旱的频率较中部和北部高;轻旱出现的次数增加时中旱和重旱出现的频率就会降低,反之中旱和重旱出现的频率就会升高;局域性干旱多发时区域性干旱和全州性干旱出现的频率就会降低,反之区域性干旱和全州性干旱出现的次数就会增多;2000年以后干旱发生次数和干旱强度迅速增加、增强,每10 a中春、夏、秋、冬四季之内轻旱约出现19～20次、中旱约出现5～6次、重旱出现约1～2次、特旱极少出现,局域性干旱出现12～13次、区域性干旱出现8～9次,全州性干旱出现5～6次.     

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。     

基于SPI的1961－2020年昌吉地区作物生长季气象干旱时空特征研究

基于昌吉地区7个气象站1961－2020年降水量资料，计算昌吉地区作物生长季标准化降水指数（SPI-7）。运用趋势分析法、M-K突变检验法和小波分析法探究了昌吉地区作物生长季SPI-7指数的年际和年代变化特征；在此基础上分析了作物生长季干旱的站次比和干旱强度的年际变化,并结合该区实际发生的旱灾对SPI进行了验证。结果表明：1961—2020年昌吉地区作物生长季标准化降水指数以0.08/10 a的速率呈微弱的正趋势（变湿），在年代变化趋势中呈现出变干-变湿-变干的变化波动, 1981年标准化降水指数由低到高突变；干旱强度呈增加趋势，干旱发生的区域面积有轻微减少的趋势；干旱强度在全区范围内主要为轻旱和中旱等级，并表现为全域性干旱和区域性干旱；空间分布上看干旱率最高区域在东部地区，轻旱主要集中在东部，中旱、重旱和特旱集中在西部地区，干旱强度大的区域大致分布在西部地区；在周期性变化方面，SPI指数存在着6年、9年、16年周期震荡；历史旱灾与SPI指数干旱评价结果吻合率较高，SPI指数在昌吉地区作物生长季的干旱监测与分析中具有较好的实用性。     

基于SPEI指数的河北省南部夏玉米生长季干旱特征分析

利用河北省南部8个气象站点1962—2018年的逐月气温、降水量数据,采用标准化降水蒸散指数(SPEI),通过小波分析、Mann-Kendall检验等方法,分析了河北省南部夏玉米生长季(6—9月)干旱变化特征以期为干旱灾害的监测、预报预警及防御提供理论依据。结果表明:夏玉米苗期干旱发生频率为31.5%,1966年后苗期气候呈湿润化趋势,在1968和2009年附近可能发生了气候湿润化的突变,整个分析期(1962—2018年)干湿变化包含13～18a、5～8a周期振荡;夏玉米穗期干旱发生频率为40.3%,2006年后穗期气候呈持续干旱化趋势,在1980和1997年附近可能发生了气候干旱化的突变,整个分析期干湿变化包含15～22a、6～10a周期振荡;夏玉米花粒期干旱发生频率为29.8%,1989年后花粒期气候呈持续干旱化趋势,可能在1992和2002年附近发生了气候干旱化的突变;夏玉米生长季干旱发生频率约为30%,生长季气候总体呈干旱化趋势,特别是1997年后持续干旱化,可能在1996年附近发生了气候干旱化的突变。     

基于WOFOST模型的辽西地区典型旱年不同播期玉米干旱损失评估

针对干旱灾害频发的辽西地区,以春玉米为研究对象,选取WOFOST作物模型,利用干旱胁迫控制试验数据、田间试验数据和气象数据驱动模型,进行典型旱年的模型适用性及不同播期的干旱损失评估研究。结果表明：经过参数校准后的WOFOST模型能够较好的模拟辽西地区典型旱年春玉米产量及损失。辽西地区不同播期受干旱的影响程度不同,因旱减产风险随播期推迟而减小,2015年(中旱)干旱导致的平均减产率可达59%—61%,2018年(轻旱)可达20%—39%,2020年(中旱)可达36%—62%。不同生育期内干旱对产量的影响程度不同,总体上拔节期—抽雄期和抽雄期—乳熟期持续重旱对产量的影响最大,其次是抽雄期—乳熟期、拔节期—抽雄期。玉米各生育期受干旱影响程度,朝阳站最大,其次是黑山站和阜新站。辽西地区在旱年,拔节期—抽雄期发生中旱和重旱风险随播期推迟而增加,抽雄期—乳熟期发生中旱和重旱风险随播期推迟而减少,当拔节期—抽雄期和抽雄期—乳熟期连续发生重旱,干旱灾损程度随播期推迟而加重,减产率可高达46%—84%。     

湖南省不同时间尺度SPI干旱特征研究

选取湖南省97个国家气象观测站1961—2016逐月降水资料,采用统计方法,构建了湖南省的月、季、年尺度的标准化降水指数(SPI),并利用SPI指数分析了湖南省不同时间尺度干旱特征。结果表明:湖南省多年平均年尺度干旱发生站次为30.7站,多年平均季尺度干旱发生站次为30.5站,多年平均月尺度干旱发生站次为30.7站,三者相差很小;无论是年尺度、季尺度还是月尺度的湖南省SPI干旱指数都存在较为明显的年代际变化,都存在明显的干—湿—干—湿变化;总体来说年、季、月尺度湖南省都可以分为全省一致旱涝分布型、南北反向旱涝分布型,且前两个模态解释方差超过60%,能够代表不同时间尺度干旱的主要空间分布特征;对比分析不同时间尺度下的典型干湿年,能够发现湖南省2002年为全省一致湿润年、1997年为北旱南涝年、1969年和1998年为北涝南旱年。研究结果能够为湖南干旱的防灾减灾提供依据。