河南省黄淮海平原旱涝沙碱灾害研究

河南省黄淮海平原面积约6.77万平方公里,占整个黄淮海平原面积的22.6％,占河南省总面积的40.5％。研究这一地区的旱涝沙碱灾害的成因机制及发生发展规律,对其进行综合治理,发展农业生产有重要意义。 一、旱涝沙碱灾害的基本特征 1、旱涝灾害。根据公元1501～1910年间的历史资料统计分析,本地区旱涝灾害具有如下特征:①多发性,发生频率高。在410年间,曾发生旱涝灾害800余次,平均每年2次。其中旱灾多于涝灾,旱灾430余次,平均每年一次还多。涝灾370余次,几乎每年都有涝灾发生,风调雨顺的年份极少。②地     

夏季风活动与长江流域的旱涝

本文指出夏季风活动与我国主要雨区位置有对应的配合。中国大部分降水集中在夏季风时期对某一年来讲,虽然年或季的雨量可以接近正常,但这并不意味着全国降水都接近正常,有些地方多雨,有些地方少雨,甚至还有些地方遭受旱涝灾害。其次,作者对长江流域旱涝的高低空环流特征作了概括,发现夏季风活动与西太平洋副高及其脊的东、西移动有密切联系。特别是副热带环流及青藏高压和西太平洋副高之间的相互作用对长江流域旱涝起到重要作用。最后探讨季风形成的基本因子及其对夏季风活动的可能影响。     

东江流域近50年旱涝时空演变特征

基于东江流域57个站点1957~2010年逐月降雨数据,对比分析SPI和Z指数两种方法在流域旱涝等级划分中的应用,揭示流域近50 a来旱涝时空分布特征及其变化趋势。结果表明:1 SPI和Z指数两种方法计算旱涝指标所得结果差异度较小,均能较好地反映流域历史实际旱涝状况,Z指数对极端旱涝等级具有更好的指示作用;2近50 a来,流域各年代旱涝交替明显,偏涝和重涝多于偏旱和重旱;3流域汛期、非汛期和全年旱涝分布形态在空间上有较好的一致性;4近50 a来,流域总体上呈"北旱南涝"的旱涝变化趋势空间格局。     

历史时期广东省旱涝区域分异特征的初步研究

选取史料中1480-1940年间共460年的旱涝灾害记录,采用湿润指数法建立湿润指数（I）序列,并用最远距离法作聚类分析,讨论了广东在15—19世纪末期间总体和不同冷暖时期的旱涝区域分布状况．结果表明：1）113°E经线似乎可以看作是广东一条重要的气候特征线,该经线以东、以西的旱涝分区界线大致分别沿经向、纬向分布;2）粤西、粤北是广东旱涝区域分异变化较大的地区,粤东在不同时期也有所变化,珠三角地区则是较为稳定的涝灾多发区;3）不同冷暖时期的旱涝分区既有大致相同的特征,又有一定的差异．文章认为以上结果可能是由于广东主要受东亚夏季风影响,一定程度上也受印度夏季风影响及东亚气候系统发生改变等共同作用的结果．     

历史时期广东省旱涝区域分异特征的初步研究

选取史料中1480-1940年间共460年的旱涝灾害记录,采用湿润指数法建立湿润指数(I)序列,并用最远距离法作聚类分析,讨论了广东在15-19世纪末期间总体和不同冷暖时期的旱涝区域分布状况.结果表明:1)113°E经线似乎可以看作是广东一条重要的气候特征线,该经线以东、以西的旱涝分区界线大致分别沿经向、纬向分布;2)粤西、粤北是广东旱涝区域分异变化较大的地区,粤东在不同时期也有所变化,珠三角地区则是较为稳定的涝灾多发区;3)不同冷暖时期的旱涝分区既有大致相同的特征,又有一定的差异.文章认为以上结果可能是由于广东主要受东亚夏季风影响,一定程度上也受印度夏季风影响及东亚气候系统发生改变等共同作用的结果.     

近40年来塔里木河流域旱涝的气候变化

以Mann-Kendall检验、z指数变换、最大熵谱和气候趋势系数方法分析塔里木河流域降水突变、旱涝等级、旱涝周期与趋势的时空变化。结果表明:近40年来,流域各段的降水量都有增加的趋势,且存在突变,从源流区至下游突变时间依次提前;20世纪60年代流域干旱多,旱情较重;70~80年代中期属于转换期,出现旱情和涝情较重;80年代后期以后干旱明显减少,雨涝居多,涝情重;90年代中期以来,下游趋势与其余区域不同;准3年周期是流域各段最重要的变化周期。近40年来,上游变湿显著,源流区和中游不显著,下游有微弱变湿趋势;NAO对中上游旱涝影响显著,对全流域影响较大。     

近60年来西南地区旱涝变化及极端和持续性特征认识

利用1953~2012年中国西南地区44个气象台站的逐日降水、温度资料,通过降水和潜在蒸发均一化旱涝指数,从旱涝的年代际、年际、季节内变化以及极端和持续性特征等方面进行了分析,结果表明：从旱涝的空间趋势变化来看,西南近60 a来秋季和年变化呈显著的一致变旱趋势,而春、夏、冬3季旱涝变化趋势表现出一定的区域性特征;从旱涝的时间演变来看,在温度与降水双重因子驱动下春、夏、秋、冬均表现为干旱化趋势,相比较秋季的干旱化程度最强,而春季的最弱,夏、冬两季相当,而全年的干旱程度比四季的程度更强;从极端旱涝的多时间尺度来看,在年代际和年际尺度上,极端洪涝发生频次逐渐减少,而极端干旱发生频次逐渐增多,从季节尺度看,春、冬两季极端干旱发生频次较多,而夏季最少,极端洪涝发生频次夏季最多,春季次之,秋季最少。从旱涝的持续性特征来看,持续性干旱事件的持续时间有增长趋势,发生频率有增多趋势,发生强度有增强趋势,并且主要发生在冬春两季,而持续性洪涝事件的持续时间、发生强度没明显变化趋势,发生频率有减少趋势,发生的季节也没明显差异。     

历史时期广东省旱涝变化及其层次分析

根据历史时期广东的旱涝灾害史料建立了该地区1480～1939年间旱涝指数序列,并采用小波分析、功率谱分析对该序列进行了研究。分析认为,从历史时期来看,广东的旱涝变化主要存在准7年、15年、23年左右的准周期,不同的历史时期主要影响周期不尽相同。旱涝指数的多尺度分析表明,广东在本世纪整体上将处于偏涝期,但自2000(±5)年已开始进入偏旱期,2010(±5)年左右达到最旱,这种偏旱状况将一致持续到2040(±5)左右,期间也会有较小强度的偏涝期出现。预计2040(±5)年之后广东将有较大强度的偏涝期出现,而且在未来几十甚至百年内的旱涝变化幅度有增大的趋势。由于高层次上的偏旱(涝)期常常包含有若干个低层次上的偏旱和偏涝期,因此在对未来气候变化趋势进行预测时,离开具体的时间尺度谈气候变化是没有意义的。     

树轮指示的柴达木盆地近539 a旱涝变化特征

 利用柴达木盆地东北缘的圆柏树轮资料,重建了柴达木盆地1470—2001年5—9月的降水量,并依照《中国近五百年旱涝分布图集》的旱涝等级标准恢复了历史旱涝变化。分析发现,柴达木盆地旱远多于涝,也是极端干旱事件高发区; 旱涝变化具有阶段性,539 a的旱涝序列可分为3个旱阶段和3个涝阶段,以旱为主的时期长于以涝为主的时期; 涝年平均21 a一遇,旱年平均3 a一遇; 干旱发生的显著周期为2.8 a,特旱为9.2 a。     

千河流域近540 a来旱涝灾害变化规律研究

 通过收集整理千河流域1470-2009年旱涝灾害资料,结合滑动平均、累积距平,以及小波变换处理等方法,分析了千河流域近540 a来旱涝灾害变化规律。研究结果表明:千河流域旱涝灾害交替频繁,具有明显阶段性与周期性规律。通过11 a滑动平均和累积距平分析,可以将千河流域历史旱涝灾害分为3个阶段,在此基础上,又可分为7个明显的偏旱或偏涝时期。另外,由小波分析得出,千河流域近540 a来的旱涝灾害具有明显的周期变化,并且与太阳活动周期有着密切的联系。而且千河流域历史旱涝灾害的发生与我国西北地区,尤其是关中地区旱涝灾害发生规律具有明显的相关性。这对了解千河流域旱涝灾害发生规律和制订防灾减灾措施等具有重要的现实意义。     

近五百年我国旱涝史料的分析

我国是一个季风国度,大部分地区旱涝决定于夏季或夏半年的降水。夏季降水变率较大,因此旱涝频繁,对农业生产有很大影响。所以为了保证农业稳产高产,摸清旱涝演变的规律是十分必要的。     

1735—1911年汉江流域季节旱涝等级序列的重建与特征分析

基于汉江流域雨雪分寸等史料记录的特点,以发生地区、影响程度和持续时间为衡量标准,提出了利用史料重建汉江流域季节旱涝等级序列的方法,重建了1735—1911汉江流域7府（州）四季的旱涝等级序列,据此分析了各府（州）1735—1911年季节上的旱涝变化特征。结果表明：① 汉中府、兴安府、商州和南阳府有更多的春季、夏季、冬季偏旱年,而郧阳府、襄阳府和安陆府有更多的春季、夏季偏涝年和秋季偏旱年;② 夏季和秋季旱涝等级的波动明显,而春季和冬季旱涝等级的波动较小;③ 年代际尺度上来看,汉江流域,1820s—1840s偏涝,1850s、1870s偏旱;④ 影响较大的季节连旱事件多发生在19世纪,而影响较大的季节连涝事件多发生在夏季和秋季。这一研究,对汉江流域定量化气候研究具有一定的价值,也为汉江流域未来的降水变化研究提供了数据支持。     

530年来中国东部旱涝分区及北方旱涝演变

使用我国东部地区530年来100个站的旱涝等级序列作REOF分解,根据前7个旋转空间模上高荷载区分布,将中国东部地区分成7个旱涝气候区,即东北区、华北北区、华北南区、西北区、长江中下游地区、华南区及西南区.在分区基础上,着重研究了中国北方季风边缘地带旱涝演变特征.自1470年以来中国北方的旱涝存在明显的阶段性和区域性.16～17世纪上半叶,中国北方干旱频繁,尤其在东北区、华北南区及西北区普遍出现严重干旱.18～19世纪,华北北区干旱发生较多,东北区以涝为主;而华北南区及西北区旱涝交替发生,但变化幅度相对较缓.华北北区及华北南区分别在19世纪末及20世纪初突然从涝相气候跃变为旱相气候,这两地区的干旱持续近百年,是我国北方干旱最严重的地区.五百多年中,东北区、华北北区及西北区极端干旱呈现出相似的变化趋势,具有两头多而中间显著减少的特征;而华北南区一直是极端干旱多发区.中国北方各个旱涝气候区的旱涝具有多时间尺度的年代际振荡特征.4个地区的旱涝变化都存在20～30年时间尺度的周期振荡;除西北区外的三个地区的旱涝变化都存在70～80年时间尺度的周期振荡;东北区及西北区的旱涝变化存在40～50年时间尺度的周期振荡;另外,准10年时间尺度的周期振荡存在于华北北区和南区.     

1960-2018年中国西南地区旱涝急转的时空变化特征

基于 1960—2018 年的逐日降水观测数据,采用日尺度旱涝急转指数（DWAAI）计算方法,以生态地理区为框架,识别并分析了西南地区旱涝急转事件的时空变化特征。结果表明：西南地区旱涝急转事件的发生次数在 1960—2010年有增加趋势,在 2011—2018 年快速减少;旱转涝事件多发生在春夏季（4~8 月）,涝转旱事件则跨越了春、夏、秋季（5~11 月）;在云南高原常绿阔叶林、松林区（VA5）,西双版纳山地季雨林、雨林区（VIIA3）,闽粤桂低山平原常绿阔叶林、人工植被区（VIA2）,旱涝急转事件主要发生在夏季,而在湘黔高原山地常绿阔叶林区（VA3）和四川盆地常绿阔叶林、人工植被区（VA4）,旱涝急转事件主要发生在春季;旱涝急转事件发生次数的空间分布呈现东北多、西南少的格局;2000 年以来旱涝急转事件在滇中南亚高山谷地常绿阔叶林、松林区（VIA3）和闽粤桂低山平原常绿阔叶林、人工植被区（VIA2）发生次数减少,但有加重趋势,呈现极端化特征。     

洞庭湖流域各季节旱涝及其与大气环流和关键区海温的关系

利用逐月降水数据和NCEP/NCAR再分析数据,分析了洞庭湖流域春、夏、秋季57年来旱涝异常的年际变化以及典型旱涝异常年份的全球海温分布形势,并利用降尺度和趋势分析方法探究气象因子对ENSO和关键区海温的响应,以加强对流域旱涝前期影响因素的认识。结果表明：1）流域在春、秋季旱涝变化趋势不明显,在夏季较明显地变湿。2）前期冬、夏季ENSO事件分别对流域春、秋季旱涝产生显著影响,而与夏季呈不显著的统计特征。3）在消除前期ENSO信号后,阿留申群岛附近海域（S3）、澳大利亚东部海域（S4）海温和印度洋偶极子（Indian Ocean Dipole, IOD）现象仍分别为春、夏、秋季与流域旱涝有密切联系的海温因素。4）S3区SST对流域春季旱涝的影响通过西风带环流实现,S4区SST偏高似乎是东亚夏季风强度偏弱的表现,成熟的IOD现象为流域秋季旱涝的主导因子。     

山东历史时期冷暖旱涝状况分析

本文利用山东历史时期冬温指数、水旱指数序列,分析了近500多年来山东冷暖旱涝状况。主要结论是:山东气候存在着明显的冷暖干湿变化,冷暖变化为四暖三冷,干湿变化为四湿四干。旱涝灾害频繁,旱涝发生频率为44%,且在区域和季节上表现出不均匀性。全省范围的大旱大涝随时间有增加趋势。冷暖波动与旱涝变化关系密切,冷的时期涝灾较多,且存在地区和季节差异。     

基于EOF和REOF的1470-1911年黄河中下游地区旱涝空间分布特征分析

基于通过历史文献资料重建的1470—1911年黄河中下游地区36个站点的历史旱涝等级序列和矢量化的历史地图,利用EOF、REOF方法分析旱涝灾害空间特征。EOF方法展开的结果表明：前4个模态累计方差贡献率为71.85%,主要表现为第一、二、四特征向量场呈经向带状分布,第三特征向量场呈纬向分布;第一特征向量场的空间分布均为正值,说明黄河中下游地区的旱涝变化具有一致性,但是其余各特征向量场之间特点差异明显,说明在不同背景场和影响条件下,旱涝变化还存在较多局域性特征;REOF展开的结果可将黄河中下游地区旱涝划分为5个典型的敏感气候分区,这为进一步研究该区旱涝变化的区域性特征奠定了基础。     

历史时期广东地区旱涝灾害与气候变化关系

通过对广东旱涝及冻灾史料的整理分析,采用相关分析、波谱分析等方法对历史时期广东旱涝灾害发生规律及其与厄尔尼诺事件、太阳活动的可能关系进行探讨。分析认为:1)从历史时期看,广东的湿润指数与其旱涝灾害的发生密切相关,寒冷指数越高(气温越低),旱涝灾害的发生越频繁。2)厄尔尼诺事件对广东整体旱涝灾害影响不大。3)在不同的历史时期,各指标序列具有相同或相似的周期。结合已有的研究认为,太阳辐射对气候的驱动可能是产生上述相同或相似周期的根本原因。4)对湿润指数的多尺度分析表明,自2000(±5)年广东地区开始进入偏旱期,偏旱状况将一直持续到2040(±5)年。从120 a尺度看,本世纪广东将处于偏涝阶段,预计2040(±5)年后将有较大强度的偏涝期出现,而且在未来几十甚至百年内旱涝变化幅度有增大的趋势。     

基于气象旱涝指数的旱涝急转事件识别方法

基于长江流域212个气象站点1961-2017年的日降水资料,借助标准化加权平均降水指数（SWAP）,结合多门槛游程理论,提出一种识别旱涝急转事件的新方法。方法应用于旱涝急转事件高发的长江流域,分别从典型站点旱涝事件分析、区域典型旱涝急转事件分析、旱涝急转事件时空分布规律分析等角度,探讨了长江流域1961-2017年旱涝急转事件规律。结论显示：①SWAP指数对于旱涝事件具有良好的识别能力。②聚类方法可聚合相似旱涝急转事件,2011年长江中下游旱涝急转事件中干旱事件占主导地位,持续时间远长于洪涝事件。③ 长江流域旱涝急转事件呈现明显的区域规律：上游发生频率较低,中下游偏高;此外,长江流域多数分区近期旱涝急转事件发生频率呈现上升趋势。研究结果表明,基于SWAP指数并结合多门槛游程理论的方法能够比较准确地识别旱涝急转事件,可进一步应用于旱涝急转事件的预测及评估中。     

河南省气候变化特征及其对旱涝的影响

根据河南省21个气象站点1960-2013年的气温和降水资料,运用趋势线法、Mann-Kendall突变检验、Z指数法、马尔科夫模型、经验正交函数分解等研究了河南省气候变化特征及其对旱涝的影响。结果表明:(1)河南省气温呈现上升趋势,气温突变点是1997年;降水量呈现弱减少趋势。气温从南部向北部逐步降低,中部地区增温趋势明显;降水量由东南向西北逐步减少,中东部地区呈现增加趋势,北部、西部、南部呈现减少趋势。(2)河南省干旱化趋势不断加重。气温变化与旱涝发生次数具有同步性。气温突变点1997年前后对比发现,极端涝灾发生次数明显减少,极端旱灾发生次数明显增加。运用马尔科夫模型预测旱涝随时间变化的趋势,河南省以正常状态概率最大,旱灾状态概率大于涝灾。(3)河南省主要的旱涝空间分布型态分别为整体一致型、南北反位相型、东西反位相型。年际旱涝趋势空间变化与降水量趋势空间变化基本一致;春季的变干趋势从北部向南部逐步加重;夏季的增湿趋势,从西华-南阳一线,分别向东南和西北逐步减轻;秋季整个区域有变干趋势;冬季的增湿趋势从西南向东北逐步加重。