1980-2019年海河流域气象干旱和农业干旱变化及传播特征

研究干旱演变和传播特征可为流域防灾抗灾提供帮助和建议。以海河流域为例,采用标准化降水蒸散发指数(SPEI)和标准化土壤湿度指数(SSMI)分别表征气象干旱和农业干旱,并结合趋势分析和频率分析等方法,对1980-2019年该流域气象干旱和农业干旱时空演变规律以及传播特征进行研究。结果表明：在干旱发生频率上,气象干旱和农业干旱的高发区分别集中在流域东北部和中部,不同季节空间分布存在显著性差异,春季和夏季为气象干旱频发季,冬季和春季为农业干旱频发季;从变化趋势上看,SPEI值呈减小趋势的区域主要集中在流域的中东部,其中春季减小趋势最为显著,而SSMI值呈“北增南减”的分布格局,其中秋季减小趋势最为显著;农业干旱对气象干旱的响应具有延时性,不同季节差异显著,夏季传播时间仅为5个月,秋季、冬季和春季的传播时间分别为6、9和11个月;在空间分布上,春季和夏季的相关系数较低,低值区主要分布在流域北部地区,秋季和冬季的相关系数较高,高值区集中分布在流域中部地区。     

典型气象干旱指标在东北地区的适用性分析

干旱指标的适用性分析是准确监测旱情的重要前提。气象干旱指标相较于水文和农业干旱指标等能更准确的反应旱情且应用更加广泛。东北地区是我国重要的粮食主产区,同时也是干旱灾害的易发区。针对东北地区开展典型气象干旱指标的适用性具有重要的现实意义和应用价值。本研究利用东北三省78个气象站点1954-2013逐月降雨及温度资料,计算逐月的标准化降雨指数、标准化降雨蒸散指数、帕尔默干旱指数、降雨Z指数、降雨距平百分率和综合气象干旱指数。通过各指标的季节干旱识别的结果与历史干旱资料进行对比,分析其识别准确性,并作为指标适用性评价的依据,比较了各干旱指标在不同地区、不同季节的适用性。结果表明：标准化降雨指数对于东北三省各个季节都具有较好的适用性;降雨距平指数更适用于吉林和黑龙江,季节上尤其适用于春季和秋季。     

西北地区农业干旱对气象干旱的时空多角度响应

采用标准化降水蒸散指数和标准化土壤水指数分别表征气象干旱和农业干旱,基于干旱事件三维识别和气象干旱与农业干旱事件对的匹配结果,利用Copula函数条件概率分布和贝叶斯网络概率模型分析了西北地区农业干旱对气象干旱的时空多角度响应关系。结果表明：基于线性、非线性关系模型及Copula函数条件概率分布确立了西北地区农业干旱对气象干旱的干旱历时、干旱烈度、干旱面积及干旱迁移距离间最优响应关系分别为二次多项式模型、基于Frank Copula函数的非线性关系模型、指数模型和线性模型;建立的气象、农业干旱变量间的响应概率特征曲线可定量预测西北地区不同程度的气象干旱发展为农业干旱的概率;已知气象干旱特征条件下,根据最优响应关系及响应概率特征曲线可对农业干旱特征及其发生概率进行可靠预测。     

干旱分类及常用计算方法概述

文章着重概述了干旱的分类和气象干旱的等级划分,及常用气象干旱指数的计算方法,并对气象干旱指数的适用条件及范围进行详细阐述;间接反映了干旱对农业、水文、社会经济的影响,为预测干旱、防御干旱、评价干旱提供了科学依据.     

人类活动影响下塔里木河流域气象干旱向水文干旱传播的规律

为了解人类活动影响下塔里木河流域气象干旱向水文干旱传播的规律,基于标准化降水指数(SPI)和径流干旱指数(SDI)分析了气象、水文干旱的变化特征,探讨了人类活动对气象干旱向水文干旱传播规律的影响。研究结果表明：源流区气象、水文干旱均呈减弱趋势,干流气象干旱呈减弱趋势,水文干旱与之相反;随时间尺度增大,干旱历时延长;源流区气象、水文干旱以及干流气象干旱的发生频率受人类活动影响后(1993年后)均降低,仅干流水文干旱的发生频率升高;受人类活动影响后,源流区不同季节气象干旱向水文干旱的传播时间均变长,干流干旱传播时间除春季外均缩短;源流区干旱传播时间延长与气候变化有关,而干流干旱传播时间缩短主要是受人类活动的影响。     

不同季节气象干旱向水文干旱的传播及其动态变化

研究变化环境下气象干旱向水文干旱的传播与影响机制,有利于揭示水文干旱的形成过程与机理,从而建立基于气象干旱的水文干旱预警.为揭示不同季节气象干旱向水文干旱的传播动态变化及其驱动因素,本研究以无定河、窟野河和沁河流域为研究区域,采用标准化降水指数(SPI)和标准化径流指数(SRI)分别表征气象干旱和水文干旱,分析气象、水...     

甘肃省农业干旱特征分析

干旱是制约甘肃农业发展和国民经济建设的主要自然因。统计与分析历代气象资料便可得出：干焊具有阶段性，持续性及季节特征和区域特征。了解其于旱特性，为农业和国民经济发展作好气象预测和服务。     

宁夏彭阳县旱灾成因分析及抗旱措施研究

干旱是对人类及社会危害极大的一种自然灾害。干旱可分为气象干旱、水文干旱、农业干旱和社会经济干旱。农业干旱是彭阳县发生范围最广、频率最高、灾情最严重的干旱类型,是影响县域经济和社会发展的重要制约因素。本文简要阐述了彭阳县农业干旱发生的规律,探讨了评定干旱的几种方法,并对干旱成因作了详细分析,为掌握农业干旱发生、发展的规律...     

旱情评估指标研究简介及探讨

干旱灾害是我国发生最为频繁、影响范围较大,并造成严重危害的一种气象灾害。由于干旱自身的复杂性及对社会影响的广泛性,干旱指标的确定和分析对干旱的监测及评估有重要的意义,同时也为全球变化中的气候一植被关系研究提供方法和依据。将干旱指标从气象、水文、农业和社会经济4方面进行综述,介绍了国内外干旱指标研究现状及最新动态,并指出其优势和不足,以此提出今后干旱指标研究重点与展望。     

气候变化对漯河市夏玉米生产的影响及对策

文章结合漯河市的气候条件,着重分析了漯河市夏玉米生长期间干旱等4种主要气象灾害的发生规律以及气象灾害对夏玉米生产的影响危害程度,提出了相应的防御对策,给农业生产提供参考。     

植被和气象指数在湖北省干旱评估中的应用探讨

近几十年来不断增加的极端干旱事件给湖北省的社会经济发展带来了重大损失,然而湖北省干旱监测评估的相关研究还很有限。基于VCI和SPEI指数评估了湖北省2001～2014年发生干旱条件的时空分布特征;并结合实地调查的干旱受灾面积年鉴数据,对比分析了VCI和SPEI指数在年和季节尺度上对研究区域2001～2014年历史干旱评估结果的差异。研究结果表明:①时间上,湖北省发生年尺度全域性气象和植被干旱的频次小,分别为4次和1次,气象干旱的影响范围大于植被干旱;湖北省季节性气象干旱易发生于春季,而发生植被干旱的频率没有显著的季节差异,其中春、秋季发生气象干旱的频率比植被干旱高10%。②空间上,植被干旱主要出现在鄂北和鄂中南地区,而气象干旱则多发生在鄂南地区。③从与实际干旱受灾面积的关系上看,VCI比SPEI指数更加适合评价湖北省的实际干旱状况。     

干旱指数研究进展与展望

干旱是一种频发的自然灾害，对社会经济和生态环境造成极大危害。干旱指数是评估干旱的有力工具，但由于干旱发生的复杂性和干旱影响的广泛性等特点，使得干旱指数种类繁多且各有侧重。合理选择干旱指数是准确监测和评估干旱的基础。本文首先阐明干旱的概念与定义，然后对气象干旱、农业干旱、水文干旱、社会经济干旱、地下水干旱等单变量干旱指数及综合干旱指数的研究进展进行了系统的总结，将综合干旱指数按构造方法分为水量平衡法、权重法及统计概率法三类，分析了这三类方法的应用特点。提出了当前干旱定义中存在以人为中心的描述气象干旱产生的农业水文和社会经济影响，不能描述干旱导致的生态影响、干旱指数没有考虑干旱影响部门的水需求和多源数据融合等问题，提出了今后应在定义地下水干旱和生态干旱等新的干旱类型、发展更有效的干旱指数和基于多源数据融合的综合干旱指数等方面进行深入研究。     

大清河流域气象干旱时空演化和联合概率分析

为了评估大清河流域整体气象干旱状况,采用该流域1961—2015年逐日气象数据,基于CI干旱指数和面积阈值法识别区域气象干旱事件,提取历时、干旱面积等指标,分析研究区域气象干旱时空变化特征,并基于Copula函数进行多维干旱特征变量的联合概率分析和重现期计算。结果表明:研究区各地干旱频率相差不大;区域气象干旱程度总体有减轻趋势;冬旱发生的频数最多,春旱多于秋旱,跨季节连旱(尤其是冬春连旱和春夏连旱)较为常见;三维干旱特征变量联合概率能够全面地反映干旱极限特征,在工程设计、水资源决策中安全性更高。     

基于PDSI和SPI的综合气象干旱指数研究

在总结对比已有气象干旱指数的基础上,结合帕默尔干旱指数(PDSI)和标准化降水指数(SPI)的优点,提出综合气象干旱指数DI,并对综合气象干旱指数与区域干旱受旱/成灾面积和径流丰枯的相互关系进行分析,结果表明:综合气象干旱指数能够较好地反映区域干旱受旱/成灾范围,以及河道径流的丰枯状况.并且综合气象干旱指数还同时考虑了月季降水量的异常和一段时间的水分亏缺,比单个气象干旱指数更能反映农业干旱和水文干旱.     

长江中下游地区季节尺度气象干旱预测概念模型

季节尺度气象干旱事件的发生与大尺度环流系统的异常运动密切相关.在识别长江中下游地区历史气象干旱事件的基础上,探讨了致旱环流系统异常特征,提取具有指示性意义的信号,以季节尺度气象干旱指数为干旱预测指标,应用偏最小二乘回归法构建了季节尺度干旱预测概念模型.模型率定和验证结果显示,率定期预测与实测的SPI3指数相关系数为0....     

可利用降雨量Z指数法的西安市气象干旱特征

根据西安市1951年-2013年气象资料确定可利用降雨量的Z指数以表征气象干旱强度,并将干旱强度划分为7个等级。分析该地区的干旱特征,发现:从季节尺度的长期变化趋势来看,干旱主要出现在春、夏、冬三季,四个季节均向干旱方向发展;西安干旱强度在63年中总体呈上升趋势,20世纪90年代以后干旱频率和强度较之前均有较大提升;从干旱趋势突变分析的结果来看,突变年份为1957和1958年,1965年后只存在向偏旱方向发展的趋势并且在1997年之后更加显著。通过与Palmer指数法和传统Z指数法对西安典型干旱年份的评估结果对比,认为可利用降雨量Z指数法对西安市气象干旱特征的分析具有较强的客观性。     

基于改进三维识别方法的西北地区干旱事件分析

以标准化降水蒸散指数(SPEI)为基础,基于改进的干旱三维识别方法,提取多个反映干旱空间动态演变过程的特征变量,对西北地区识别的气象干旱事件进行分类并分析其时空演变模式,揭示季节干旱发展规律。结果表明：改进的干旱三维识别方法能够准确提取出时空连续的干旱事件,提高了干旱时空动态演变监测的可视化程度;1960—2018年西北地区气象干旱事件以同向迁移规律为主,青海省北部和甘肃省中部为两个主干旱中心区域,且呈现出历时逐渐变短、大面积干旱事件占比逐渐降低的趋势;西北地区季节连旱事件多集中在青海省,春夏秋连旱事件由东南向西北方向迁移,夏秋冬连旱事件由西南向东北方向迁移,且两种季节连旱事件在发展后期的迁移速率相对较快。     

密云冬小麦关键气象风险因子识别研究

为了探究气象因素对冬小麦生长情况以及最终产量的影响,针对旬、月中不同气象要素变化对冬小麦生长的影响进行研究,以北京市密云地区历年地面站实测气象数据、冬小麦产量统计数据,以及北京市农作物气象灾害数据为依据,综合考虑冬小麦生产的特点及其不同生育期对光照、气温、水分的生理需求,通过分析1990—2012年间冬小麦单产与生长期内降水、日照时数、气温等气象条件变化的相关性,筛选出关键气象风险因子。结果表明:冬小麦的不同生长时期对各种气象条件的敏感度是不同的,在研究区内冬小麦生长过程中,播种-出苗期的低温冻害,越冬期的干旱少雨和低温冻害,拔节期以及灌浆-乳熟期的光照不足,都会影响冬小麦的最终产量。     

衡水市1997年干旱分析

统计了1951年以来衡水市水文资料,对1997年衡水市旱情,从气象、农业、水文3方面进行细致分析,表明该年干旱从气象上为35年一遇,年内7月、8月降水为50年一遇。7月和8月两月降水为100年一遇。农业在不考虑灌溉的情况下,干旱减产损失10亿元以上。水文干旱已经使该市水环境发生较大变化。3种干旱指标均从不同侧面反映干旱规律,它们相互结合可以比较完整地描述干旱现象。     

基于三种干旱指数在东北地区的应用及相关性探析

结合东北地区水文模型的土壤含水率和径流以及实测气温、降水等资料,文章分别选取了能够表征水文干旱、农业、气象的标准化径流指数SRI、降雨蒸散发指数SPEI和土壤含水率距平指数SMAPI,然后对3种干旱指数之间的时空关联性和干旱过程反映特征进行研究分析。研究表明:对干旱识别较为敏感的指数为SPEI,而SMAPI对干旱过程的刻画较为稳定,SRI对水文干旱变化较为平缓;相对于SMAPI和SRI指数,SPEI指数所反映的干旱范围和等级较大,相对于水文和农业干旱,气象干旱的发展较为严重,SMAPI和SRI指数在不同时间尺度上的空间分布状况存在明显的差异;3种干旱指数之间具有密切的相关性,其中SMAPI与其他两个指数的相关性最高。