基于植被状态指数的中国干旱演变特征及遥相关驱动研究

干旱会引发植被绿度下降、农作物减产、生物栖息地破坏等诸多问题,对人类和自然环境均具有显著影响。以植被状态指数作为干旱指标,利用极点对称模态分解EPSMD方法对1999～2019年全国植被状态指数序列进行周期与趋势识别,采用网格化趋势检验法揭示网格化的干旱趋势特征,运用多变量小波相干方法探讨干旱与多种遥相关因素的内在关系。结果表明,1999～2019年基于植被状态指数的全国干旱大体呈减轻趋势,植被状态指数的线性倾向率为0.044/10a;不同分区的干旱变化特征各不相同,其中黄土高原区的干旱减轻趋势最为明显,植被状态指数线性倾向率为0.215/10a;网格尺度的植被状态指数趋势特征Z均值在春季、夏季、秋季、冬季分别为0.41、0.79、0.50、0.11,各季度旱情均呈减轻态势;遥相关因素组合PNA-ENSO对全国干旱的影响最为明显。未来可将PNA、ENSO作为干旱预警输入因子提高干旱预报精度。     

辽宁省农业干旱灾害风险评价及分区

针对选取农业干旱灾害风险指标时欠考虑农业生产过程中的非气象因素的问题,以辽宁省14个地级市为例,综合考虑农业干旱灾害致灾因子的危险性、承灾体的暴露性和脆弱性、地区防旱抗旱能力四个因素,选择合理的指标体系,以自然灾害指数法为基础,结合加权综合评价法和变异系数法,建立了农业干旱灾害风险评价模型,对辽宁省农业干旱灾害风险进行了评价,并借助GIS软件绘制了辽宁省农业干旱灾害风险分布图。结果表明,辽宁省西部地区的农业干旱灾害风险高于东部地区,其中西部的朝阳市和阜新市的农业干旱灾害风险最高。     

甘肃省气象干旱的多尺度时空变化综合分析

为给甘肃省抗旱减灾提供理论和决策依据,选取甘肃省境内的52个气象台站1951~2010年的月降水数据,基于标准化降水指数（SPI）,采用干旱强度分析、干旱频率分析及小波分析等方法对不同时间尺度的气象干旱强度、频率、空间分布、周期分析等时空变化特征进行了研究。结果表明,不同时间尺度的SPI对干旱表征效果有差异;干旱频率和强度呈规律性的时空变化,年代际变化呈现大旱大涝的特征;中旱以上频率分布在26%~60%之间,极端干旱以上频率分布在2.01%~18.00%之间;雨季和旱季干旱强度均呈现下降趋势;干旱以13年为主周期变化;全省旱情分布呈现出从西北地区向东南地区逐渐减弱的趋势,局部湿润地区有变旱的趋势。     

1964~2015年辽宁省日照时数演变特征及归因分析

日照时数变化存在时空异质性,其变化成因分析对气候诊断与预测有较高的研究价值。基于1964~2015年辽宁省23个气象站点气象数据,采用线性倾向估计、Morlet小波分析法分析了该区日照时数趋势演变规律及周期性特征,结合Mann Kendall法检测突变时间,借助ArcGIS反距离权重插值进行空间分区,并探讨影响其变化的成因。结果表明,年日照时数呈显著下降趋势,变化倾向率为-31.158 h/10a;存在37年左右的主周期、22年左右次周期;年及四季均有突变发生,年日照时数在1980年代初期存在突变,冬季突变发生最早,夏季最晚;日照时数空间分布不均,随季节变化高值区自西向东逐渐递减;日照时数与总云量、水汽压及气温呈负相关,与风速呈正相关关系。     

北京地区干旱长期演变规律及未来趋势预测

针对北京地区持续干旱、水资源短缺问题,基于1470～2010年历史旱涝等级资料,采用滑动t检验、小波分析、均生函数等方法分析了长期干旱的变化趋势、突变特征和周期性规律,并对未来的干旱趋势进行预测。结果表明,近500多年北京地区总体偏旱,17、20世纪干旱最为严重,出现了6个显著的大尺度旱涝突变,未来30年的干旱强度将逐步减弱并向涝转变。     

基于标准降水指数的河南省干旱时空演变规律分析

基于河南省17个气象站1960~2010年的月降水资料,采用标准降水指数（SPI）统计分析了年尺度和季尺度的SPI干旱指数,探讨了不同时间尺度下不同干旱等级的时间演变趋势及空间分布特征。结果表明,河南省年尺度干旱总体上呈增加趋势,不同年代呈现不同的变化趋势;季尺度干旱表现为春旱和秋旱的干旱强度和干旱站次比均呈增加趋势,而夏旱和冬旱有所减缓,在当前气候变化背景下,河南省干旱整体上呈现对农业生产不利影响加重的趋势。在区域上,河南省北部易发生干旱,但干旱程度较低,而南部和西南部相对易发生严重干旱和极端干旱。     

横断山区典型干旱河谷干湿状况演变特征及影响因素研究

利用1959～2015年6个气象站点的连续监测数据,基于Vyshotskii模型、线性倾向分析、Hurst趋势预测等方法,研究了横断山区典型干旱河谷干湿状况演变特征及影响因素,发现干湿状况在年际与年内尺度上的变化均表现出明显的非同步性,除巴塘和西昌有暖干化趋势外,其余河谷均呈现出暖湿化趋势,年内春季与秋季的干湿变化规律性较明显;年际尺度上雷波未来演变为暖干化的概率较大,而其余河谷仍将维持历史时期的变化趋势,年内尺度上夏季、冬季的未来趋势倾向规律明显;随着海拔升高及纬度增加,干旱河谷暖干化程度越突出,而越偏东的河谷,暖湿化的演变趋势越突出;干湿状况与降水量、相对湿度和降水日数呈正相关,与平均气温、积温、日照时数及平均风速呈负相关,降水量的变化状况直接影响着干湿状况的波动及演变趋势,而特殊地形与人类活动间接影响干旱河谷区的干湿度演变。横断山区干旱河谷的干湿变化以暖湿化趋势为主,气候变化尤其是降水变化是该趋势的主控因素。     

生态输水后青土湖绿洲植被覆盖度时空演变规律

由于多年生态输水,石羊河尾闾青土湖的生态环境发生了显著变化,从植被覆盖度角度评估输水对青土湖绿洲的恢复效应,应用2019、2020年的无人机影像,通过面向对象的随机森林算法提取青土湖绿洲植被,利用2010～2020年Landsat卫星图像计算青土湖绿洲夏季I_NDVI图像,建立绿洲植被覆盖度和I_NDVI之间的关系函数,并利用关系函数对I_NDVI图像进行反演,得到2010～2020年夏季植被覆盖度,分析了青土湖绿洲植被覆盖度的时空演变特征。结果表明,2019、2020年绿洲植被覆盖面积分别为8.54、8.52 km;当I_NDVI位于区间[0.06,0.79)时,F_FVC随I_NDVI呈指数上升趋势;绿洲平均植被覆盖度增长至输水前的9.6倍,19.14 km²的植被覆盖度得到改善;植被覆盖度时空演变特征明显,可分为快速增长阶段和波动稳定阶段。生态输水抬高了当地地下水水位,是促进植被恢复的关键因素。在目前的输水形势下,绿洲的生态水文过程达到动态...     

大型多槽式矩形渡槽动力特性及地震响应分析

基于Housner模型,考虑地震影响下晃激荡水体与槽身间的相互作用力,建立了流固耦合动力分析模型,并以南水北调中线工程为例进行了大型多槽式渡槽的动力特性与地震位移时程响应分析.结果表明,开敞式多侧墙槽身横向抗震能力起控制作用,尤其应加强边墙、中墙两端抗震防护,可为类似工程抗震设计提供参考.     

长江下游和畅洲水道滩槽演变及引流塑槽机制研究

人类活动改变了河流地貌系统的自然演变进程,其中河道与航道治理工程是河流保护及水深资源高效利用的主要措施,其滩槽形态完整性及引流塑槽功能的实现为重要目标。基于长江下游和畅洲水道实测水文、河床地形等资料,分析了1960～2019年实测水文泥沙、河床滩槽变化。结果表明,1960～2019年期间和畅洲汊道完成了两次完整的交替过程,镇扬河段二期整治工程中左汊潜坝的实施基本稳定了汊道分流关系,南京以下12.5 m深水航道二期工程后同流量对应的右汊分流比增加10%,即航道工程发挥了引流功能;2017～2019年与2010～2016年相比,和畅洲右汊分流比在25%～35%区间内对应的右汊河槽容积增加1 043×10⁴～1 343×10⁴m³,航道工程发挥了引流塑槽功能;南京以下12.5 m深水航道二期工程实施以来,和畅洲右汊航道条件显著改善,12.5 m槽宽度大于250 m,实现了工程的预期目标;航道宽度为350 m时,和畅洲右汊水深不足12.5 m的长度为减少态势,具备航道尺度进一步提升的基础。