2009-2011年云南干旱时空演变特征分析

本文构建了逐月自修正PDSI指数模式,并根据PDSI指数分析了云南省干旱的时空演变特征,结果表明:①云南省2009-2011年间,干旱从西向东逐渐加重,形成不同等级的旱区;②PDSI指数的时间变化过程表明,云南省2009-2011年3年间都处于干旱状态,而且旱情不断加剧;降水率R值的变化趋势表明3年来云南省降雨严重不足,干旱受降雨不足的显著影响,为缺水性干旱。     

基于自适应帕默尔指数的 1961—2015 年全国干旱时空特征分析

干旱是我国频繁发生的自然灾害,全国平均每年因干旱灾害造成的损失会直接或间接地影响到社会经济的发展。为了揭示全国干旱的变化规律,利用 1961—2015 年全国 2 360 个气象站点的逐日气温、降水等观测资料,选择空间适应性较强的自适应帕默尔干旱指数( SC － PDSI) ,计算得到了55 年来月尺度的 SC － PDSI 序列,并通过干旱发生次数、历时、强度、频率和受旱面积等指标分析了全国干旱的空间格局和趋势变化。结果显示: 在 1961—2015 年全国范围没有明显的变干旱趋势,但局部地区存在显著差异,东北、内蒙古、西北、青藏以及东南部地区有明显的变湿趋势,华南和西南有变干的趋势,华北、华中基本保持不变; 干旱变化呈年代际波动,即 1961—1980 年代为干旱时期, 1981—2000 年代属于正常代,21 世纪以来干旱程度加剧。研究表明: 在 1961—2015 年间干旱化空间特征表现为带状区域,即自西南地区—黄土高原—海河平原形成了一个干旱化带。通过分析各年代干旱频率重心的变化得出,我国的干旱重心由西北部逐步转移到了西南部地区; 通过计算受旱面积的变化趋势,发现西南和华南地区的受旱面积有明显增加。     

基于CMIP6的通州区未来地表水资源量估算

为探究气候变化对未来地表水资源量的影响,以南通市通州区为研究区,选用CMIP6中的气候模式数据,驱动平原河网产流模型,计算未来地表水资源量。结果表明,平原河网产流模型在通州区径流过程的模拟有较好适用性,率定期月地表径流深模拟R²、NSE分别为0.89、0.88,验证期月地表径流深模拟R²、NSE分别为0.92、0.92;未来区域降雨量、气温较基准期呈增加趋势;相较于基准期,通州区未来地表水资源量总体呈增加趋势,SSP126、SSP245、SSP585情景下,地表径流深分别增加了2.7%、11.1%、15.9%。研究成果揭示了通州区地表水资源量变化趋势与气温、降水之间的相互关系,可为通州区水资源规划提供科学理论依据。     

基于PDSI的甘肃省干旱时空变化特征分析

针对甘肃省旱灾频繁、危害大的现状,开展了干旱时空变化特征分析。选取甘肃省境内的30个气象台站1951—2010年的月降水量、月平均风速、日最高温度、日最低温度、日照时数、日平均水汽压、可能日照时数等资料,基于帕默尔干旱指数(PDSI),采用Mann-Kendall非参数检验法对干旱时空变化特征进行研究。结果表明:全省旱情呈现微弱缓解的趋势;20世纪50年代、70年代、90年代及21世纪前10 a的中后期干旱状况明显加重,20世纪60年代、80年代干旱状况有所缓解。对中等干旱、严重干旱和极端干旱的可能发生频次和空间分布进行分析,发现全省旱情地域差别较大,总体呈现"两头重、中间轻"的特点。     

基于CI指数的渭河流域干旱时空演变特征研究

根据渭河流域1961—2014年27个气象站的气象数据,利用综合气象干旱指数(CI)研究了渭河流域近54 a干旱时空演变特征。结果表明:渭河流域的干旱持续时间有微弱增加趋势,干旱持续时间序列不存在明显突变点;春、夏、秋、冬四季干旱站次比多年均值分别为50.7%、42.7%、37.5%、60.9%,其中春、秋、冬三季干旱站次比增加,秋季增加趋势显著;重度及以上干旱四季频发,但冬季干旱站次比小;干旱持续时间以及中度以上干旱频率西北高、东南低,东部华县站周边干旱持续时间较长;春、夏、秋、冬四季中度以上干旱频率均值分别为35.2%、26.2%、22.4%、23.8%。     

基于CMIP5多模式集合和PDSI的黄河源区干旱时空特征分析

针对黄河源区干旱情势逐年加剧的问题,采用CMIP5模型两种排放情景(RCP4.5和RCP8.5)下的8个模型的统计降尺度结果,运用最优赋权的多模式集合技术进行多模式集合优化,构建两种排放情景(RCP4.5、RCP8.5)的降水和气温数据集。在此基础上,构建黄河源区的VIC模型,结合帕尔默干旱指数(PDSI),分析黄河源区干旱的时空特征与变化趋势。结果表明,该流域在基准期(1961—1990年)的PDSI变化较为平稳,表现出微弱的增加趋势,未来时期(2021—2050年)PDSI则显著增加。在1961—1990年,黄河源区大多数地区干旱发生的频次在10次左右,平均干旱历时在4～10个月,平均烈度为6～24。在未来时期两种情景下,干旱的平均历时和平均烈度相较于基准期有所减少,且RCP8.5情景下的变幅明显高于RCP4.5。     

近50年来梅州干旱指数的变化特征

利用1955～2010年梅州站的月降水气温等资料,使用修正的Palmer干旱公式计算干旱指数(PDSI)值,然后对梅州PDSI的气候特征、环流背景及与西北太平洋海温的关系进行了分析。结果表明:56年中梅州干旱月居多,但极端干旱发生概率较小,PDSI年平均变化有明显的年变化及年代际变化,降水与PDSI有比较好的正相关。干旱年200 hPa华南上空冬春两季西风带偏弱,秋季偏强,夏季反气旋环流偏弱;850 hPa春夏两季由孟加拉湾到华南偏东南气流偏弱;500 hPa夏季副高偏弱略偏北,冬季东亚大槽偏西;贝加尔湖西侧冷高压中心在春季偏弱,冬季其东侧强度偏低,西侧偏高。西北太平洋,赤道中东太平洋及西太平洋暖池年平均及秋季的海温与梅州PDSI滞后一年的较好的反相关关系。     

宁夏中部干旱带干旱成因及评定方法研究

干旱是宁夏分布最广、灾情最为严重、对农业影响最大的一种自然灾害，是制约宁夏农业、经济发展的重要因素。本文简要阐述了宁夏中部干旱带干旱发生的规律，探讨了评定干旱的几种方法，并对干旱成因作了详细分析，为认识并掌握干旱发生、发展的规律，制定并防治干旱的对策提供科学依据。     

中国南北过渡带干旱时空变化

为识别中国南北过渡带的干旱状况,利用研究区内1960-2015年32个气象站逐月降水量和月平均气温等资料,计算每个站点的逐月综合气象干旱指数CI,并利用累积距平法等分析中国南北过渡带干旱变化情况。结果表明:就时间变化而言,干旱强度、干旱历时以及不同等级的干旱发生频率随时间均呈上升趋势,并且,轻旱在所有等级干旱中占比最重,为55.6%;就季节变化而言,干旱的发生具有季节性规律,春旱的强度最大,且历时较长,夏旱最易发生,秋旱的发生频率总体呈现出先增大后减小的趋势,在20世纪90年代达到最大值,冬旱的历时值最短;就空间变化而言,研究区内北部相对干旱,南部相对湿润,武都地区和研究区内的河南地区最为干旱,甘肃南部反而是整个研究区最湿润的地区。     

基于CMIP5的中国西北地区暖湿化演变研究

为了解中国西北地区历史与未来时期的气候演变趋势,以CMFD再分析数据集及CMIP5全球气候模式输出数据为基础,从时空维度详细分析了西北地区历史气候的演变特征并对区域未来气候发展进行了预估。结果表明：1979-2018年西北地区的气温、降水量以及近地面空气比湿均呈现出明显的增加趋势,且未来极有可能继续增加;此外,降水量在年内的分配过程越趋均匀化,且降水结构在2001年左右发生了较大突变。整体来看,西北地区的历史气候演变显示出高度的暖湿化倾向。未来情景下,西北地区的气候将继续朝暖湿化方向发展,同时降水量的年内分配不均匀性也将进一步减小,且在RCP8.5排放情景下表现的更为突出。本研究可为西北地区气候变化的影响评估提供参考,同时也为水利、农业、气象和生态等部门的决策提供科学依据。     

基于短时间尺度自适应帕尔默干旱指数的中国干旱演变特征分析EI北大核心CSCD

以帕尔默干旱指数(PDSI)为基础,构建融合Penman-Monteith潜在蒸散发公式且具有短时间尺度效应的自适应帕尔默干旱指数scPDSI_(pm),分析了1951—2016年中国旱涝演变趋势及干旱特征的空间分布规律和历史干旱事件的时空演变过程,并结合实际旱情记录资料验证了指数的可靠性。结果表明:空间上,中国东北、华北、华中、西北呈变旱趋势,西北和东南少数地区为变涝趋势;中国大部分地区旱情开始时间集中在6—7月,北部地区干旱历时长且干旱烈度大,南部地区干旱历时短、干旱烈度小;scPDSI_(pm)能够很好地指示旱情发生时间和区域,准确地捕捉到旱情中心的转移过程。     

适宜表征农业干旱的气象干旱指标——以湖南省为例

以最新的全国土壤水再分析产品为参考,通过最大相关性分析确定最适宜表征湖南省农业干旱的标准化降水蒸散发指数(SPEI)时间尺度,进而分析湖南省1960-2014年农业干旱的时空演变特征。结果表明:全省尺度最适宜表征农业干旱的SPEI时间尺度为SPEI-6;基于SPEI-6表征的全省农业干旱在1960-2014年呈不显著减小趋势,中度及以上干旱的发生频率为14.4%,重度及以上干旱的发生频率为4.9%;在季节分布上,中度及以上农业干旱在冬季发生频率最高,其次为秋季;重度及以上农业干旱亦在冬季发生频率最高,其次为春季;在年代际变化上,农业干旱的发生频率在20世纪60年代最高,而后持续降低,90年代达到最低值,21世纪初又快速升高。     

Determining loss characteristics of arid zone river waterbodies

Understanding the retention time of water in waterbodies during periods of no surface flow in dryland rivers provides an important context for evaluating the ecological importance of a waterhole to the river system. Time series of water level data were collected from 10 waterbodies spread across three river systems of the Lake Eyre Basin (LBE), Australia. Observed loss rates in the absence of surface flow were compared to modelled evaporation rates in order to determine whether open water evaporation was the main loss process from isolated waterholes and to what extent there is evidence of interaction between the surface water and any shallow groundwater aquifers. The modelled evaporation rates were determined using the Penman combination equation and meteorological data from the closest climate station in the region of the waterbodies. The modelled evaporation data were able to explain only some of the variability in the observed loss data but did highlight periods where other processes (including observation error) need to be invoked. These other possible processes, which include temporary groundwater connection and the effect of heat storage on the evaporation losses, probably contribute as much to the observed data variability as error introduced by the use of regional meteorological data. Assuming evaporation is the dominant process determining water loss in the absence of flow, the persistence of a waterhole is primarily dependent upon its depth when flow ceases. The annual loss shown by most waterbodies lies within the range of the modelled evaporation rate using the Penman combination equation and equates between 1.5 and 2.5 m per annum. The use of water level data in conjunction with the modelled evaporation rates was able to provide important insights into controls on waterbody loss rates and persistence. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于SPEI干旱指数的东北地区干旱时空分布特征

基于东北地区86个国家基本气象站1960年-2014年逐月降水量和平均气温数据,计算不同时间尺度下的标准化降水蒸散指数(SPEI),分析不同时间尺度下东北地区季节、年际以及年代际干旱时空分布特征,并与实际干旱成灾面积进行对比分析,验证SPEI在东北地区干旱评估中的适用性。结果表明:春季、夏季和冬季重旱发生频率随时间尺度增大而升高;中旱发生频率随时间尺度增大而降低。近55年东北地区旱涝情势交替出现,干旱频率随年代际变化逐渐升高,干旱程度逐渐加重。整体来看,随时间尺度增加,极旱发生范围逐渐扩大。东北三省在春季、夏季和秋季均有不同频率的干旱事件发生;冬季吉林和辽宁无极旱发生;黑龙江中部无重旱发生。     

基于可变下渗容量模型和Palmer 干旱指数的区域干旱化评价研究

基于可变下渗容量(Variable Infiltration Capacity,VIC)模型的流域网格划分及其对径流、蒸散发和土壤含水量变化的模拟,对Palmer干旱指数各水量平衡分量的计算进行了优化,并采用分级修正的方式,改进了Palmer干旱指数中气候特征系数K的确定方法。在此基础上,建立了基于VIC模型和Palmer干旱指数的区域气候干湿变化评价系统,并采用该系统对黄土高原进行了研究。结果表明,近40年黄土高原气候正向暖干化趋势发展,1990年以后暖干化趋势尤为明显。研究区干旱发生频率在空间上呈由西北向东南递减趋势,不同季节干旱发生频率空间分布存在一定差异。该评价系统物理机制清晰,地区适应性较强,在实时监测和评估气候干湿变化及其时空分布上存在较大应用潜力。