山东省近几年干旱时空分布特征分析

通过对山东省近几年的水资源量、总需水量以及因旱受灾作物面积、人口牲畜数量等数据资料分析,利用2001—2014年各月降水距平百分率对各城市干旱程度进行划分,并结合Arc GIS等数据分析工具,研究山东省干旱的空间分布特征以及时序特征。结果表明,在需水量基本不变的情况下,山东省水资源量呈逐年减少的趋势;因旱受灾作物面积、人口牲畜数量呈周期性变化,周期约为2~3年;山东省各城市的降水距平百分率的空间变化显示,干旱发生频次较高的区域主要分布于北部和西南部,而且山东省干旱发生频次呈缓慢上升的趋势。     

1960-2016年贵州喀斯特山区干旱时空动态分析

干旱是造成喀斯特地区损失最为严重的自然灾害之一。以我国西南喀斯特集中分布区域为研究区,基于研究区33个气象站1960-2016年的逐日降水数据,利用PA指数和Mann-Kendall检验方法分析了1960-2016年干旱时空分布特征。结果表明:研究区降雨量有减少趋势,PA指数呈减小趋势,干旱呈增强趋势,2011年PA均值最小;研究区各季干旱强度均呈上升趋势,且冬旱强度最强、发生干旱年份最多,秋旱次之,春旱和夏旱强度较弱、发生干旱的年份较少;年际干旱频次高发区集中于研究区南部、西北部及中东部地区;仅秋、冬季西部和东南部部分地区出现特旱且频次低,秋、冬季发生重旱、中旱和轻旱的频次高,春、夏季较低;春季干旱频次西高东低,夏季中部高,秋季南高北低,冬季西高东低;干旱与地形因子显著相关,重、特旱易发生在高陡地区。综上所述,研究区干旱有增强趋势且秋、冬季趋势较强,空间上呈现明显的季节性和区域性,且与地形因子显著相关。     

GIS多源数据图层叠置法研究山东省干旱分区

为揭示山东省干旱孕灾环境的自然背景和干旱空间分布格局,通过基于GIS的图层叠置方法对山东省干旱分布进行区域划分。首先根据山东省干旱成因选取降水量、土壤含水量、植被指数NDVI和气温4个干旱因子进行GIS栅格数据处理,得到相应的干旱因子图层;然后利用层次分析法确定各干旱因子的权重,把上述归一化后的4个干旱因子图层进行加权叠置,得到综合干旱因子图;最后,将综合干旱因子图与山东省高程分布图层进行叠加,得到山东省5个干旱分区,即鲁西北平原北部的农业重旱区、鲁西北平原的南部和胶莱平原农业轻旱区、胶东半岛较湿润区、鲁中南山地丘陵湿润区、山东南部沿海区域的平原湿润区,并提出了各分区的适宜干旱指标。该研究可为山东省干旱监测预警提供孕灾环境方面的理论支撑。     

淮河流域近60年来干旱灾害特征分析

频繁发生的干旱灾害严重制约了淮河流域社会经济和农业的可持续快速发展。通过对淮河流域1949年-2010年期间干旱灾害的统计分析,探讨了流域各县区不同季节旱灾发生频次和易旱季节分布,以及不同程度旱灾的发生频次和易旱地区分布,绘制了流域易旱季节分布图和易旱地区分布图。研究结果表明:淮河流域易发春夏旱、夏旱、夏秋旱和春旱,发生频次依次降低;流域易发中度干旱和轻度干旱,严重干旱和特大干旱发生频次相对较少。研究成果可为淮河流域旱情监测、预测及预警提供基础资料,为防旱抗旱减灾和粮食生产安全提供参考。     

1962-2017年典型半干旱草原区不同时间尺度干旱特征分析

干旱是我国北方地区主要的自然灾害之一,对干旱指标的监测分析可为地区旱情评估、预警以及为制订抗旱减灾对策提供科学依据。以内蒙古高原半干旱草原区1962-2017年0.5°×0.5°降水格点数据为基础,分别计算不同时间尺度(年、季)的标准化降水指数(SPI),通过分析其干旱频次、频率以及站次比的变化,对研究区1962-2017年的干旱时空特征进行了分析。结果表明:近年来,研究区干旱程度有所加剧,且中南部地区为各类干旱事件的频发区。此外,轻旱多发生于秋季,且主要分布于研究区中部及南部,而特旱事件常在夏季发生,其高频区位于研究区西部。20世纪90年代各季均出现了大范围轻旱,夏季分别于2001和2010年出现全域性中旱及全域性特旱。     

基于SPI的辽宁省庄河市近35年干旱演变特性研究

庄河市是辽南地区的重要水源地,分析其干旱演变特性有利于该地区水资源的合理开发与利用,对于防旱减灾、合理布局产业结构具有重要的现实意义。本文根据庄河市1984年1月1日至2018年12月31日的逐日降水数据计算了1个月、3个月、6个月、12个月共4个不同时间尺度下的标准化降水指数(SPI),并基于SPI对该地区近35年的年际与季节干旱演变特征进行了分析。结果表明:在年际变化方面,庄河市的SPI在2000年以前波动幅度较小,说明该地区的降水在时间上分布较为均匀;但自2000年以来,SPI序列出现较大的波峰与波谷,说明降雨的分布不均匀性有所增强;SPI的时间序列趋势线斜率为负值,说明该地区整体上呈现偏旱趋势,因此其水资源压力不断增大。在季节演变特征方面,夏季干旱和秋季干旱呈现增强趋势;秋旱的发生频率最高,而夏旱的出现频率最低。本研究结果可为庄河地区的抗旱减灾与水资源规划提供科学依据。     

基于VCI的贵州省干旱时空变化特征分析及干旱区划分

贵州省独特的地表水和地下水二元水文结构及典型的喀斯特低山丘陵地貌区,造成农业生态环境极其脆弱,易发生由气象因素引发的农业灾害,导致农业减产。运用遥感技术手段,计算贵州省2001—2018年VCI,探索贵州省的农业干旱状况,并利用ArcGIS空间叠加分析划分贵州省季节性干区的空间分布,通过一元线性趋势法,探究贵州省VCI的趋势特征。研究表明:(1)贵州省季节、年际VCI趋势总体呈下降趋势,喀斯特地区最为明显,非喀斯特区次之;(2)贵州省季节性干旱主要以春旱、冬旱为主,喀斯特区为干旱频发区;(3)贵州省干旱时间特征以季节性连旱与三季连旱为主。     

清光绪初年山西极端干旱事件重建与分析

基于清宫雨雪分寸记录和现代农业气象站资料,利用水量平衡原理与土壤物理入渗模型,定量重建了清光绪初年（1875-1878年）极端干旱背景下山西省95个县区的季、年降水量,验证了重建结果的可靠性。基于重建降水量,利用降水距平百分率干旱指数分析了极端干旱的时空演变过程。结果表明：在时间上,1875-1877年为连续三年大旱,且呈逐年加重趋势,其中,1877年为极端干旱年;季节性连旱明显,1875年夏秋冬连旱,1876-1877年夏秋连旱,其中1877年最为严重,出现全省性重旱、特旱。在空间上,干旱分布大致经历了由中东部地区和西部地区演变至北部,再到南部和中东部地区的过程,其中中东部和南部地区干旱最为严重。历史典型场次极端干旱事件的重建研究对于定量复原历史干旱事件具有重要的现实意义,在应对区域干旱巨灾风险方面具有重要的参考价值。     

基于SPEI的三江平原干旱时空分布特征分析

干旱监测指标是人们监测旱涝变化情况的重要参数,可为灾害预警、影响评估、应急管理及决策提供依据。基于1961—2014年的月降水量和月平均气温时间序列分别计算不同时间尺度(1月、3月、12月尺度)的SPEI值,在此基础上分析不同年、季节和月份干旱强度和干旱站次比的变化特征以及干旱发生频次的空间分布特征。结果表明:三江平原干旱强度及干旱发生范围总体呈略微上升趋势,夏季干旱强度最大,秋季干旱发生范围最广;空间尺度上,中旱及以上强度干旱发生频次较高的区域主要集中于鹤岗、富锦、佳木斯、萝北、集贤等地,呈从东南向西北增加的特点;三江平原的干旱情况在不同年代呈波动态势,1970年代和2000年代为干旱最严重的年代纪。     

基于SPI和SPEI的淮河中上游流域气象干旱时空分布特征对比研究

基于淮河流域1960-2017年逐月降水、气温资料,采用SPI、SPEI等干旱指数和线性趋势法、Mann-Kendall、小波分析等数学统计方法对年和四季气象干旱的趋势性、周期性及干旱频次进行时空分布特征的对比研究。结果表明:流域年、夏冬两季两种干旱指数呈微弱增加趋势,SPEI较SPI上升幅度略大,春秋两季均呈微弱减少趋势,SPEI较SPI下降幅度略大;研究时段内同一区域的两种干旱指数反映的干湿变化周期性基本一致;年尺度淮河以北SPEI显示中旱频次较多而SPI显示轻旱频次较多,其他时间尺度南北区域接近一致;两种干旱指数的空间变化趋势除夏季较为一致外,年、春秋两季在同一区域上SPEI显示的干旱化趋势较SPI略强,冬季SPI显示绝大部分区域呈湿润化趋势而SPEI呈干旱化趋势;两种指数在空间分布上存在一定程度的差异性,四季SPEI显示的干旱频次普遍比SPI统计的干旱频次高。研究结果对于干旱客观性评估和水旱灾害防治管理具有重要参考价值。     

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CI指数的阿克苏市气象干旱分析

该文基于1984—2016年的实测月降水和气温数据,采用综合气象干旱指数(CI)对阿克苏市月尺度、季尺度和年尺度的干旱特征进行了分析.结果表明:阿克苏市全年6—8月最湿润,12月至来年2月较干旱;四季中春季旱象最突出,其次是冬季,夏季和秋季相对湿润;33 a各干旱等级在年尺度上分布频次由大到小依次为:特旱>无旱>轻旱>...     

基于SPEI的南水北调中线水源区干旱时空特征

利用多种统计方法对南水北调中线水源区降水和气温序列进行趋势诊断,识别了不同气象站点序列的时空变化趋势;以标准化降水蒸散指数(SPEI)为干旱指标,建立考虑降水和气温共同对干旱过程影响的评价模型,研究分析了水源区不同时间尺度和分期(汛期、非汛期和全年期)干旱过程动态变化特征。分析表明:降水量呈现不显著的下降趋势,气温总体呈现显著性上升趋势;短时间尺度SPEI对降水和气温变化更加敏感,随着时间尺度增大,SPEI值变化更加平缓;非汛期和全年期水源区发生严重干旱的概率增大,不同气象站点3个不同时期发生特旱或重旱的年份与历史发生干旱的资料相一致;干旱严重程度从上游到下游逐渐衰减,整个汉江上游和西北部地区干旱发生频次略高于下游和南部地区;对比标准化降水指标(SPI)计算结果,SPEI指数较SPI指数补充考虑了降水和气温对干旱过程的综合影响,可作为SPI指数的一个重要补充分析手段,可应用于描述南水北调中线水源区不同时间尺度的干旱特征。     

基于云模型的深圳市降水时空分布研究

为研究深圳市降水的时空分布规律及演变特征,基于深圳市11个雨量观测站点1960年～2020年逐月降水数据,采用正向云发生器算法及多步式逆向云变换算法构建云模型,并结合趋势分析及突变检验等方法,定性及定量分析了深圳市的降水时空演变特征。结果表明：深圳市降水量年内存在6月和8月2个峰值,汛期降水离散程度高,6月稳定性最低;11月～次年2月降水量相近且较小,稳定性较高;年降水量总体上呈增加趋势;1992年为降水突变年,突变后的降水量增加,降水不均匀性增加,稳定性降低;年降水量在时间分布上更离散,更不稳定;深圳市降水量及降水不均匀性空间分布均从东南向西北递减,东部地区降水量最大,降水最不均匀,中部地区降水最为稳定。研究成果能为深圳市水资源管理、防洪排涝及气候变化研究提供科学参考。     

南盘江流域季节性干旱时空分布特征研究

为了有效减少干旱损失,以及为合理预测干旱提供依据,对南盘江流域干旱的发生规律和形成成因进行了研究。选取流域范围内25个气象站40 a（1971~2010年）的逐月降水和气温资料,计算RDI干旱指标,统计近40年来各站点发生干旱次数,以每个站点当年11月至次年5个月时间尺度的RDI多年平均值为指标,进行空间插值,并结合降水和气温分布分析南盘江流域季节性干旱时空分布特征。认为：流域季节性干旱加剧;各个地区都会发生不同程度的气象干旱;RDI指数的较小值区域与降水较少、气温较高的区域基本吻合,中部大部分地区、南部和东北部的部分地区干旱较严重。     

太湖流域降水不均匀性研究

基于1951—2011年逐日降水数据,采用信息熵分配紊乱指数、基尼系数和变差系数3种不均匀性指标,分析旬、月时间尺度上太湖流域及各分区降水分布的不均匀性。比较3种不均匀性指数的差异,并探讨指数与流域洪涝灾害的相关关系;同时采用基于预置白处理的Mann-Kendall方法和Hurst系数,诊断降水不均匀性指数的变化趋势及持续性,分析对流域旱涝灾害情势的可能影响。结果表明:3种不均匀性指数间的差异较小;当年或汛期降水总量和不均匀性指数值均较大时,太湖流域较容易遭遇洪涝灾害,而在降水总量较小且不均匀性指数值较大时,则容易遭遇干旱灾害。在月时间尺度上,太湖流域汛期降水的不均匀性将持续增加,降水分布具有更为集中的态势,发生洪涝灾害的风险将有所增加。因此,有必要继续分析降水在空间上的不均匀性,以揭示降水在空间尺度上的分布差异,继而为流域防灾减灾提供技术支持。     

基于SPEI指数的京津冀地区干旱特征分析

为明确不同尺度的干旱特征及其对气候变化的响应,选取1961—2016年京津冀地区24个气象站逐日气象观测数据,计算不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI),应用Mann-Kendall突变检验、干旱评价指标、气候倾向率、旋转经验正交函数(REOF)等方法,分析了京津冀地区近56 a来的干旱特征,结果表明:从年际变化看,京津冀地区呈干旱减轻趋势;从季节变化看,除夏季具干旱化趋势外,春、秋、冬季均呈湿润化趋势,秋季湿润化显著;干旱范围呈全域性,干旱强度以轻旱和中旱为主;从空间分布上看,京津冀地区总体表现出西部湿润化、东部干旱化的趋势;根据载荷向量的空间异常分布,京津冀地区可分为北部中区(Ⅰ区)、北部东区(Ⅱ区)、北部西区(Ⅲ区)和南部区(Ⅳ区),其中Ⅰ、Ⅱ区干旱加剧,Ⅲ、Ⅳ区则呈现湿润化趋势。     

基于双源蒸散与混合产流的Palmer 旱度模式构建及应用

选取半干旱地区老哈河流域为研究对象,基于双源蒸散发能力计算模型和混合产流模块,依据palmer旱度模式的思路,构建适用于我国北方半干旱地区的机理性旱度模式。利用该模式计算15个代表站点1957—2008年的旱度值,并与实际旱情记载以及降水距平百分率进行了对照检验。结果表明,该旱度模式计算的各地区的Palmer干旱指标与文献描述的干湿情况较为一致,能够反映所研究区域干旱程度的变化情况;与降水距平百分率相比,该模式综合考虑了水分亏缺量和持续时间因子对干旱强度的影响,可以反映流域下垫面特性及植被生理物候特性对干旱的影响机制,能够更好地表现干旱过程的持续性。此外,该模式还能合理给出旱情在空间上的发生和发展的变化情况。     

2011—2020年山东省水资源利用效率及动态分析

为进一步提升水资源利用效率,结合用水效率指标及数据包络分析法(DEA)和Malmquist指数法对2011—2020年山东省16个地市的水资源利用效率进行了定性和定量评估。结果表明：山东省用水效率相对全国总体偏高,但存在区域发展不均衡等特点。无论农业、工业还是综合用水水平,胶东半岛用水效率均为全省最高(尤其是青岛市),其次为鲁中,再次为鲁南,鲁西北用水效率最低(尤其是滨州和聊城市)。全省有8个地市(济南、青岛、淄博、烟台、济宁、威海、日照和菏泽市)DEA达到有效,且规模和技术均有效,其他8个地市未达到DEA有效,尤其是聊城市水资源综合利用效率为全省最低。2011—2020年期间,山东省全要素生产率(TFP)变化指数平均升高8.2%,用水效率整体呈上升趋势,主要受到技术进步增长的影响;其中胶东半岛的青岛、烟台和威海市增长幅度最大,均超过10%。但自2014年以来,全省TFP指数总体呈下降趋势,甚至于2019—2020年降低至1以下,因此水资源利用效率亟待提升。未来山东省有必要加大科技投入,促进技术创新,适当控制鲁西北和鲁南地区的生产规模,并加快非常规水资源的利用水平,保障水资源的可持续利...     

长春地区干旱规律分析

本文应用1966-2005年长春地区各代表站的降水量和蒸发量资料,计算了各站各年、各月的干旱指数r。分析表明:长春地区干旱发生频繁,个别年较严重。干旱空间分布不均匀,具有明显的季节性和持续性特点,年际变化的震荡周期逐渐缩短。