基于综合干旱指数的渭河流域干旱时空分析

以渭河流域为研究对象,选取1961~2010年为研究期,基于21个气象站和5个水文站的月降雨、径流及蒸发等资料,综合考虑气象干旱指数(降水距平百分率、标准化降水指数和修正Palmer指数)和水文干旱指数(河道来水量距平百分率),构建了综合干旱指数CDI,采用模糊综合评价法计算得出分区长系列CDI指数,并与PDSI指数和河道来水量距平百分率指数的结果进行对比,验证综合指数的可靠性,基于综合干旱指数分析了渭河流域近50年的干旱时空变化.结果表明:渭河中游、泾河流域、渭河上游、渭河下游、北洛河流域干旱逐渐变轻;20世纪90年代干旱程度迅速加重,最严重的情况出现在1986、1995和1997年;流域各分区干旱主要集中在春、秋两季,4月和11月变干趋势显著.研究成果可为渭河流域极端干旱事件的预防提供一定的参考,也可以应用到其他流域的干旱评价之中.     

湖南省气候干湿特征及气象干旱指标的适用性

[目的]为揭示区域气候异常特征以及评估气象干旱指标的地区适用性,[方法]利用1960年-2015年湖南省87个气象站点逐月气候资料,计算得到PA(Precipitation Anomaly in Percentage)、相对湿润度指数(Rel-ative Moisture Index,MI)、标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)三种气象干旱指标,分析气候干湿特征,评估三种指标的地区适用性.[结果]近56年,湖南省PA、MI、SPI分别介于-30％～35％、-2.5％～100％、-1.85％～1.88％之间,对于雨涝特征,三种气象干旱指标均适合监测,其中,MI评价效果相对较好;对于干旱特征,适合用PA或SPI进行评价,MI不适合监测旱情.空间上,选取典型干旱年,SPI对湖南省各地干旱监测效果最好,其次是PA.季节尺度上,SPI显示湘南地区和湘西地区发生旱灾的概率较大,湘东地区相对较小.[结论]通过对比分析降水距平百分率、相对湿润度指数和标准化降水指数三种气象干旱指标对湖南省气候条件的适用性,表明SPI指标的地区适应性较强,旱涝监测效果相对较好.     

长白山地区夏季旱涝时空分布规律研究

根据帕默尔旱度模式和刘巍巍等人修正的帕默尔旱度模式,以长白山地区20个气象站历年气温和降水资料建立长白山地区的旱涝指数模式,计算了能够反映长白山地区干湿变化的20个气象站1960-2005年夏季（6—8月）逐月水分距平指数,并应用经验正交函数展开方法分析了长白山地区夏季旱涝时空分布规律．结果表明：长白山地区夏季旱涝存在全区一致型、东北一西南反相型和西南、北、东部与中部反相型3种分布类型,其中全区一致干旱或一致雨涝是长白山地区夏季旱涝的最主要特征．     

1988—2017年河北省干旱时空变化特征分析

为研究河北省多年来的干旱发生情况,利用1988—2017年30年间河北省20个地市的逐月降水资料,以降水距平百分率作为干旱等级的评价指标,研究河北省降水的年际、季节变化特征以及年尺度、季尺度、空间尺度上的干旱特征。结果表明:①河北省降水年际变化呈现上升趋势,春季、秋季、冬季的降水均呈增加趋势,夏季降水呈减少趋势;②秋季降水呈显著增加趋势;③1988—2017年间有7 a发生不同程度的干旱,发生干旱的平均频率为23%;④冬季发生干旱的频率最高,发生重大干旱的可能性也最大;⑤20个地市中,青龙地区最易发生干旱。该研究结果可为河北省的干旱监测、干旱评估、干旱预警和抗旱减灾提供理论依据。     

四湖流域旱涝交替事件概率分析

以四湖流域荆门、荆州、石首、监利、潜江5个代表性气象站点1956-2007年的日降水资料为基础,分别选取Z指数法及广义帕累托分布对各气象站春、夏、秋三季的标准降水序列及降水距平序列进行拟合,分析各气象站点在不同季节内发生旱涝灾害的频率,在此基础上采用二维Clayton Copula分布函数拟合春-夏、夏-秋的降水分布,进一步计算出各站点旱涝交替事件的发生概率.结果表明:1)Z指数法比降水距平法更适于分析四湖流域的旱涝情况;2)四湖流域在春-夏、夏-秋两时段发生旱涝交替的频率平均为16.27%,其中,潜江最容易发生旱涝异常现象.春-夏与夏-秋发生旱涝交替事件频率没有明显差别.     

淮河流域近70年极端水文气象特征分析

以淮河流域23个气象站点1951—2016年的降水数据和蚌埠水文站的径流数据为研究对象,应用线性拟合法、滑动平均法、非参数MK检验法分析了流域的降水和干旱的变化特征,并结合R/S分析法、Pearson和Spearman相关系数法分别分析了降水、干旱与径流的相关关系及长程记忆性。结果表明,除连续湿日外,淮河流域极端水文指数均呈显著增长趋势,突变年份集中在20世纪50、60年代初;近70年,年干旱频率达21. 2%,轻旱比例最高,从年、季尺度来看,冬旱最严重,年、季干旱均呈现减少趋势;最大30天、15天降水径流相关关系均呈中度相关,汛期、非汛期降水距平与径流相关关系分别呈中度和弱相关,未来4～11年,最大30天降水和径流、汛期和非汛期的降水距平及径流均呈不显著增长趋势。     

黑河流域气象农业综合干旱指数构建及时空特征分析

为更全面地对干旱进行风险评估和决策,以黑河流域为研究区,利用熵权法联合气象干旱指数(标准化降水蒸散指数)和农业干旱指数(标准化土壤湿度指数),构建气象农业综合干旱指数,采用线性趋势、Kendall秩次相关检验法、小波分析及反距离权重插值法分析黑河流域的干旱时空变化特征。结果表明:黑河流域21世纪初10 a的旱情最轻;流域存在21 a与33 a的长振荡周期、9～14 a的中振荡周期及2～6 a的短振荡周期;中、上游旱情呈减缓趋势,下游旱情呈加重趋势;中、上游轻中旱的发生频率高于下游,下游重特旱的发生频率高于中、上游;历史旱情验证表明,气象农业综合干旱指数的验证效果优于标准化降水蒸散指数和标准化土壤湿度指数,说明基于熵权法的气象农业综合干旱指数是一种有效的干旱监测指数。此研究结果可为黑河流域的防旱抗旱及水资源可持续利用提供科学指导。     

基于GIS的贵州省玉米干旱灾害风险评估

基于玉米不同生育阶段降水负距平百分率划分的干旱标准、信息扩算理论计算的干旱发生概率、减产等级以及相应的发生概率,建立了干旱灾害风险模型,结合GIS技术对玉米不同生育阶段干旱灾害风险进行了区划。结果表明:贵州省玉米播种—出苗期旱灾风险从西南到东北方向大致呈现先增加后降低的趋势;出苗—拔节期旱灾风险高,极高风险区主要位于贵州省东北部,中部和西南部为中低风险区,干旱风险从中部到东北部呈现逐渐增加的趋势;拔节—抽穗期旱灾风险从北部至南部大致呈现逐渐增加的趋势,北部风险沿东西方向呈现先增加再降低的趋势;抽穗—灌浆期旱灾风险从西北部至东南部呈现阶梯状逐渐增加的趋势;灌浆—成熟期西部的旱灾风险低于东部,少量地区除外;全生育期旱灾风险呈层状分布,在这种层状分布中,旱灾风险呈现从西北部向东南部逐渐增加的趋势。     

四川省典型种植制度下农业干旱风险研究

本文利用四川省农业生态区8个代表站1960-2012年逐月气象资料及四川省1988-2007年粮食产量、粮食因旱减产量计算四川省在“小麦-玉米-红薯”和“小麦-水稻”2种典型种植制度下的降水满足度和粮食因旱减产率,同时分别采用正态分布函数研究降水满足度、采用信息扩散理论研究粮食因旱减产率发生农业干旱的风险概率。结果表明：2种典型种植制度下,除盆西高原盆地过渡区、川南中低山丘陵区外,四川省大部分农业生态区每5年中约有1年降水不能满足作物需水量;“小麦-玉米-红薯”和“小麦-水稻”种植制度下中旱、重旱、严重干旱发生概率分别为39.7%、10.9%、4.9%和32.7%、6.1%、3.2%;降水满足度和粮食因旱减产率呈显著负相关;粮食因旱减产率指示发生中旱及以上干旱时对应的降水满足度距平指示一定发生干旱,降水满足度距平指示发生干旱时对应粮食因旱减产率指示不一定是中旱及以上。     

鄱阳湖流域降水集中指标的时空变化特征

研究降水在年内的集中程度,对干旱、洪涝及水资源管理具有重要意义。本文基于1957—2012年鄱阳湖流域的月降水资料,并利用两种降水集中度(PCI和PCD)指标、一种降水集中期(PCP)指标,研究了降水集中指标在鄱阳湖流域的适用性及其时空变化特征。结果表明采用的这些降水集中指标在鄱阳湖流域有较好的适用性。两种降水集中度指标均呈现出由西南向东北逐渐增加的趋势,其时空分布特征十分相似。降水集中期变化范围为4月上旬至6月中旬,呈由西向东逐渐减少的趋势。通过对月降水集中几种指标的变化进行MMK趋势检验,发现流域内大部分站点的降水集中度指标呈不显著的减小趋势,降水集中期呈不显著的延后趋势。