内蒙古牧区春季旱灾致灾因子危险性致灾阈值分析

以内蒙古58个牧业旗县为分析区域,以北方牧区频繁发生的旱灾为分析对象,从旱灾的致灾因子危险性指标的致灾阈值着手,通过各指标干旱等级阈值的划分,与灾害发生实际情况对比,选择适合不同下垫面的干旱指标等级划分标准,根据此标准确定致灾因子强度,统计发生概率,通过干旱致灾危险性指数的计算方法,完成内蒙古牧区春季旱灾潜在致灾因子危险性区划。分析结果如下:用降水距平百分率指标作为干旱的评定标准,不同的下垫面选用不同的干旱等级阈值,草甸草原、森林植被用气象干旱降水距平百分率指标干旱等级阈值效果较好;典型草原用北方干旱降水距平百分率指标典型草原干旱等级阈值;荒漠草原、沙地植被、荒漠均用北方草原干旱降水距平百分率指标荒漠草原干旱等级阈值;人工植被用气象干旱或农业干旱降水距平百分率指标干旱等级阈值。内蒙古牧区春季干旱潜在致灾因子危险性程度由东北向西南呈逐渐增加的趋势,春季干旱对内蒙古中西部牧区的影响较大。     

CI和MCI干旱指数在宁夏的适应性对比

利用1981—2017年宁夏18个气象站逐日降水量、平均气温等资料以及各县市灾情和年度气候影响评估报告,以CI和MCI为干旱监测指标,从干旱日数、干旱强度、典型干旱事件3方面,对比分析2种干旱指数在宁夏气象干旱监测中的差异,探讨其适用性。结果表明:近36 a来,CI和MCI监测的宁夏中旱及以上等级干旱日数的年变化趋势一致,总体呈减少趋势,但CI的中旱及以上等级干旱日数比MCI偏多,且空间分布特征不尽一致,尤其在北部干旱区差异显著;CI和MCI干旱强度的变化趋势基本一致,但CI干旱强度比MCI偏强,且降水偏少越明显,CI比MCI强度越强。对于典型干旱事件,CI监测的干旱强度强,开始时间早,持续时间长,跨等级的跳跃现象明显,不符合干旱演变特征,而MCI的干旱监测效果更稳定,持续性更好,但干旱程度偏轻。宁夏降水量总体偏少,多集中在5—9月,且蒸发量大,由于MCI放大了更长时间(150 d)前降水的作用,使其干旱表征比实际干旱程度轻,总体上CI比MCI更适合于宁夏逐日气象干旱监测,但2种干旱指数均可反映宁夏中南部气象干旱日数和强度的时间演变特征。     

基于SPEI指数分析华中地区近40a干旱时空分布特征

分析了1961-2009年华中地区降水量、气温及蒸发量变化特征,在此基础上,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)确定华中地区的干旱强度,按照SPEI指数的标准界值将干旱强度划分为4个等级并分析了各干旱等级的发生频率和空间分布。不同时间尺度SPEI指数的EOF分析表明:华中地区干旱的主要空间分布具有较好的全区一致性,且春季干旱的强度在四季中是最强的。     

两种干旱指标在乌海地区干旱分析中的应用比较研究

本文对降水量距平百分率、M 指数两种干旱指标进行了分析、比较,发现降水量距平百分率是适合乌海地区的干旱指标,并以此为乌海地区的干旱指标,根据乌海实际干旱情况,将干旱等级标准按不同时间尺度进行了调整,根据调整后的等级标准,对乌海地区的干旱情况进行了分析.     

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.     

多时间尺度SPI在安徽省气象干旱监测中的适用性研究

基于安徽省81个气象站1961—2017年逐日降水数据及土壤墒情和干旱灾情资料,从诊断干旱日数年际变化、季节演变、空间分布、频率分布、典型干旱过程演变及与土壤墒情、干旱灾情的相关性等方面,研究6种时间尺度SPI在安徽省气象干旱监测效果。结果表明:不同时间尺度SPI在干旱监测中差异明显,6种时间尺度SPI对于干旱日数年际变化、不同等级干旱频率分布具有较好的监测效果,但对于干旱日数季节演变和空间差异性诊断与实况存在偏差;从典型干旱过程诊断来看,时间尺度越短,降水权重越大(例如SPI30、SPI60),SPI监测曲线对降水的响应越敏感,而SPI150、SPI180等时间尺度长的SPI对降水的响应又过于"迟钝";从与土壤墒情的相关性来看,时间尺度短的SPI30与10 cm表层土壤墒情相关性最好,相关系数达0.91,时间尺度长的SPI180与50 cm深层土壤墒情相关性较好;在各时间尺度SPI与年降水量的负相关及与干旱灾情的正相关方面,相关系数随着时间尺度的增长均先增后减,时间尺度适中的SPI120相关性最好。总体来看,不同时间尺度SPI代表不同含义,针对不同时间尺度的气象干旱应采用不同时间尺度的SPI进行监测评估。     

降水温度均一化指标修正及在西南地区的适用性

该文在考虑气温和降水影响干旱的权重不同基础上,对前人提出的降水温度均一化指标(简称S)进行修正,定义为S_m。通过对比修正前后干旱指数在干旱频率、年干旱强度以及与其他干旱指数的相关性等方面,分析了修正后效果及其在西南地区的适用性。结果表明:S_m可以准确地描述旱季和雨季,优于S;修正前后的干旱指数在年干旱强度方面没有显著差异,但S_m减弱了S的部分不合理跳跃现象,且11 a平滑得到的结果与统计事实较为一致;对比修正前后指数与相对湿润度指数(M)、综合气象干旱指数(CI)以及标准化降水指数(SPI)的相关性发现,S_m不仅矫正了S与M、CI的负相关,而且与M的相关性非常好,能较好地反映土壤的干湿状况,与各个时间尺度的SPI的相关性均超过了99%显著性检验;运用S_m定义的西南地区旱涝年具有统计学意义,且典型旱涝年的时空分布与事实一致。因此认为,S_m在西南地区有较好的适用性。     

5种干旱指数在西藏高原地区的适用性评估

为了解不同干旱指标在西藏高原地区的适用性,本文通过利用Pa、MI、SPI、CI和FAO P-M干旱指数对西藏高原月尺度旱情等级进行评估,分析了各指标在描述旱情时的异同,并统计出各种指数的一致性及等级差异。结果表明:近20 a干旱过程中,MI、FAO P-M指数未监测出轻旱等级,而对于中旱、重旱等级,FAO P-M指数表现较好。从空间分布来看,FAO P-M指数在各个地区表现较好。从时间分布来看,FAO P-M指数在不同干旱过程期间,描述的干旱强度和中心位置与实际情况更接近;其次是Pa指数,其他指数综合表现相对较差。5种干旱指数在衡量西藏地区干旱程度上的一致性并不好;从两两指数之间反映干旱程度上出现一致性频次上看出,Pa-FAO P-M指数出现的次数最多,其次是Pa-SPI-CI指数的出现次数,MI-CI指数的出现次数最少。通过差异性分析得出,全区干旱指数不一致率平均大于20%,阿里地区和林芝地区的干旱指数整体不一致率最高,拉萨地区的干旱指数整体不一致率最低。     

基于CI指数的2008年河南省麦播后气象干旱演变分析

针对2008年麦播后至2009年1月河南全省范围的大面积干旱,引入气象干旱综合指数CI进行2008年麦播以来的气象干旱演变分析。根据河南省113个气象站1951-2008年的气象资料及65个自动气象站2009年1月份气象资料,从气象干旱的角度分析了不同等级干旱的发生发展及其空间分布特征,并提出相应的抗旱措施和建议。     

1961—2021年江西省气象干旱时空分布特征

基于1961—2021年江西省93个国家气象站逐日气温和降水资料,采用修订后的气象干旱综合监测指数（MCI）进行干旱过程识别,分别对江西省单站、区域干旱过程的频次和累积强度的时空特征进行了分析。结果表明：1） 江西省单站干旱过程发生频次范围为0.57—2.08 次/a,干旱过程年均累积强度范围为-171.9—-35.2,整体空间分布不均,呈“南多北少、南强北弱”的特征,赣南地区干旱频次高、强度强,赣北南部的干旱发生频次和强度则较少较弱。2） 夏、秋季是江西省干旱发生最频繁、累积强度最强和中旱、重旱及以上等级的累积强度最强的季节,春季其次,冬季最次,不同季节的空间分布特征有所差异。3） 1961—2021年江西省区域干旱过程的发生频次（范围为0—4 次/a）随年份增加没有明显的变化趋势,但年干旱过程累积强度（范围为-260.9—0）出现显著增强趋势,增加速率为3.9 (10 a)-1,但均未发生突变。     

基于暴雨过程强度的贵州省雨涝危险性评估*

利用贵州省84个国家级气象观测站1991-2020年逐日、逐时降水量资料,以暴雨过程中持续天数、累积降水量、最大日降水量、最大小时降水量4个评价指标为基础,得到年雨涝指数和最大降水量阈值,再结合地形、水系及地质灾害等影响,对贵州省雨涝危险性进行评估和区划。结果表明：(1)贵州省大部分地区年雨涝指数为中等以上的等级,其中安顺市大部、黔西南州东部达到极强;(2)雨涝危险性程度具有西南部和东北部高、西北部低的分布特点,高危险性等级虽然占比小,但分布较为集中连片,易产生区域性影响;(3)针对不同时间长度,不同重现期的可能最大降水量阈值进行了分析,对预警服务及决策有一定的参考价值。     

基于CI指数的2008年河南省麦播后气象干旱演变分析

针对2008年麦播后至2009年1月河南全省范围的大面积干旱,引入气象干旱综合指数CI进行2008年麦播以来的气象干旱演变分析.根据河南省113个气象站1951-2008年的气象资料及65个自动气象站2009年1月份气象资料,从气象干旱的角度分析了不同等级干旱的发生发展及其空间分布特征,并提出相应的抗旱措施和建议.     

基于CI指数的河南省近40a干旱特征分析

基于河南省113个气象站1970～2007实测气象资料,利用气象干旱综合指数对河南省近40 a的干旱特征进行了统计分析.首先计算了历史逐日的CI指数,统计近40 a各站点出现的干旱过程、各时段的干旱事件,在此基础上统计了河南省历年各地区干旱发生的频率、覆盖范围,分析了干旱发生范围的年际变化和不同强度干旱的空间分布特征.分析结果表明:河南省伏旱发生频率最高为63.6%,冬季干旱发生频率最低为48.8%,春旱和秋旱发生频率相近,分别为55.4%和56.9%;全省大范围干旱发生的年份春季和秋季较多分别有9 a,冬季最少只有5 a;春季豫北各等级干旱发生天数均较高,夏季和秋季全省易发生大范围轻旱,重旱发生较少,冬季轻旱和中旱呈显著的纬向分布,南少北多,和降水的分布有较好的负相关性.     

基于MCI干旱综合指数的贵州省干旱时空分布及灾情变化特征

基于贵州省83个国家级气象站1981年1月至2023年3月逐日气象干旱综合指数（Meteorological Drought Composite Index,MCI）及历史干旱灾情资料,从干旱过程演变特征、不合理跃变次数以及干旱日数与干旱灾情的相关性等方面,分析MCI在贵州省的适用性,揭示贵州省干旱时空分布及变化规律,并分析ENSO(El Ni?o-Southern Oscillation)事件对贵州省干旱的影响。结果表明：MCI在贵州省有较好的适用性。贵州西北部、北部及南部等地是干旱多发区,年干旱日数在40 d以上,东南部、西南部及中部一带干旱日数相对较少;西部春旱重、东部夏旱重。1981—2022年,贵州省平均年干旱日数和干旱强度总体呈增加趋势,其中西部增加趋势明显,东部呈减少趋势;秋季和冬季干旱强度呈增加趋势且秋季最明显,春季和夏季则呈减弱趋势。1981—2022年贵州省共发生3次特强、9次强、17次较强区域性干旱过程,一般区域性干旱过程27次,区域性干旱过程的持续天数、平均强度、平均影响面积以及综合强度指数均存在较大波动,总体呈弱增加趋势。贵州省及其9个市（州）1981—202...     

贵州省单站凝冻过程的指标订正及特征分析

本文利用1961～2019年贵州省85站逐日的雨凇、雾凇资料,通过对样本数据的统计分析以及3个现有指标的对比分析,订正了贵州省单站凝冻过程的指标和分级标准,并根据新的标准对其特征进行分析。结果表明,贵州省凝冻过程的持续天数为3～39天,随着凝冻过程持续天数的增加,其发生频率呈指数下降。凝冻过程开始初日和结束终日时间序列之间存在凝冻过程开始初日偏早/偏晚,结束终日也偏早/偏晚的现象。随着凝冻等级的升高,其影响范围在不断缩小,但大值区主要仍集中在26.5°～27.5°N,低值区仍在贵州省北部和南部地区,且59a间4个不同等级单站凝冻过程的站次均呈缓慢减少趋势。4个典型站的凝冻过程主要集中出现时间基本一致,1月占比最多,2月次之,而11月最少。分旬来看,主要集中出现在1月中旬至2月上旬,11月上旬最少。      

标准化降水蒸散指数在中国干旱监测的适用性分析

针对国际上最新提出的干旱指数——标准化降水蒸散指数(SPEI),从拟合优度检验、对历史干旱事件的刻画、以及SPEI与SPI、PDSI指数的关系角度出发,全面分析了SPEI指数在中国区域的适用性。结果表明,只有在冬季且时间尺度小于3个月时,新疆南部、西藏西北部和华北至河套地区的样本不服从Log-logistic分布;而在冬季且时间尺度大于3个月以及夏季的任何时间尺度,中国范围的样本都符合Log- logistic分布,所得SPEI指数可靠。SPEI指数能够准确刻画几次特大干旱事件的地域中心、影响范围和强度。与SPI指数相比,SPEI指数引入了影响干旱的潜在蒸发项,能够更精确地刻画干旱。而与PDSI指数相比,SPEI指数具有多时间尺度特征,计算更简便。     

基于精细资料的宁夏春季干旱特征分析

本文利用多种地面精细观测资料,统计分析得到近55a宁夏春季干旱的精细化空间分布和多时间尺度变化特征。结果表明:在采用了更为精细的观测资料后,宁夏春季干旱的分布显得更为不均,呈中部多发南北少发的分布特征而干旱平均强度却呈中部弱南北强的分布特征;最大春季干旱强度分布呈明显的多极性分布。在宁夏5地市中,吴忠市、银川市、中卫市3市较易发生干旱。宁夏春季干旱发生次数基本呈逐年增加的趋势,但平均强度呈逐年减弱的趋势;年代际发生次数的增加趋势更加明显;在20世纪80年代前后存在1次突变。春季干旱强度具有较为稳定的气候态,3、5月易出现大范围轻旱以上的干旱过程;3月上旬、5月上旬、5月下旬较易出现重旱级别的干旱过程。500hPa大陆高压脊与大气环流的变化是造成西北地区春季干旱强弱分布的主要原因之一。     

基于CABLE陆面模式的干旱监测及其对典型干旱事件的效果检验

应用CRU(Climate Research Unit)资料和SRB(Surface Radiation Budget)资料对NCEP I(National Center for Environmental Prediction)资料进行订正,生成时间步长为逐6 h的强迫资料,用来驱动陆面模式CABLE(Community Atmosphere Biosphere Land Exchange model)。之后,将逐6 h的模拟结果处理为周平均、旬平均和月平均值,并利用百分位数方法来判断不同时间尺度的干旱特征。并以20012002年河南和2009 2011年贵州安顺两地的典型干旱事件为例,通过与观测资料、K指数和CI指数比较,检验模式模拟干旱的能力。结果表明,模式对典型干旱事件具有较好的监测能力,能够有效反映典型干旱事件的发展过程和干旱严重程度。但是,模式监测的土壤湿度旱情滞后于表征气象干旱的K指数和CI指数。同时,由于模式和强迫资料空间分辨率的影响,对于较小区域干旱事件判别能力有待提高。     

我国北方地区冬小麦干旱灾害风险评估

选取我国粮食重要生产区——北方冬麦区作为研究区,基于干旱灾害对作物产量的影响开展冬小麦干旱灾害风险评估和区划。在确定干旱灾害危险性指标过程中,通过对比分析MCI、CWDIa、CI、Pa及Ma干旱指数的适应性,确定了干旱灾害风险危险性指数;在分析北方冬麦区干旱背景和脆弱性时,考虑了冬麦区的地形、土壤类型、土壤有效持水量、河网水系、灌溉条件、降水量及干燥度等环境因素,以及冬小麦的耕地面积、播种面积、主要生育期的水分敏感系数、历史产量等。与以往致灾因子危险性分析方法不同,本文首先建立了干旱指标与冬小麦减产率之间的关系,通过减产率等级来确定干旱致灾临界阈值,在此基础上计算分析了冬小麦全生育期和6个关键生育期不同等级干旱发生的频率。综合考虑干旱发生的危险性、不同地区干旱背景和脆弱性,建立了我国北方冬麦区全生育期和6个关键生育期的干旱灾害风险评估模型和区划方法,实现了我国北方冬麦区干旱灾害的风险评估和区划。结果表明,MCI更能反映北方冬麦区干旱的特征,故以MCI指数作为干旱灾害风险危险性指数;我国北方冬麦区中北部的干旱灾害风险较高,应该加强防旱抗旱能力建设,南部地区包括苏皖和河南东南部的干旱灾害风险较小。本文建立的北方冬麦区不同生育期干旱灾害风险评估模型可应用于干旱灾害风险动态评估实时业务中。     

渭南高温时空变化特征及其定量化评估

利用渭南市11个县（市、区）气象站1971—2020年的逐日最高气温资料,结合单站高温过程综合强度指标算法,得到渭南各县（市、区）高温天气综合强度等级划分阈值,并根据单站高温过程阈值,确定出区域性高温过程强度等级以及全市性高温过程强度等级定量化评估方法,分析了渭南市高温时空分布特征。结果表明：（1）渭南市高温频次、强度总体呈南多北少的分布特征,南部的华州、临渭、华阴是高温事件高发的关键区域;渭南高温天气出现时间跨度为4月中旬至10月上旬,6—8月高温最多,占全年的939%,其中7月下旬各个区域的高温日数达到最多,往后逐渐减少。（2）20世纪70年代以来,渭南高温过程呈现出增长趋势,80年代至今,高温过程逐渐增多,过程极值和高温等级增高,高温有出现时间趋早和结束时间趋晚的变化特征。（3）对提出的单站高温天气过程综合强度指标计算方法、区域性和全市性高温过程强度等级确定方法,进行检验和业务试用评估,其对高温过程综合强度进行合理排位,结果科学可信。