基于SPEI的安徽省干旱时空变化特征分析

安徽省降水时空分布不均,可利用水资源量较少,干旱灾害频发,为此,对安徽省近59年的干旱时空变化特征进行分析,降低干旱灾害对区域的影响。选用研究区内1960—2018年的降水与气温数据,利用标准化降水蒸散发指数(SPEI)结合干旱站次比、干旱频率等方法对全省59年干旱时空变化进行分析。研究发现：时间上,1960—2018年干旱整体呈小幅度下降趋势,春季、夏季与秋季季节性干旱无明显趋势性变化,冬季减弱趋势显著;空间上,安徽省境内的干旱发生以轻旱与中旱为主,淮河以北地区轻旱与特旱发生频率较高,淮河以南地区中旱与重旱发生频率较高,滁州市地区年际干旱减弱趋势显著,区域内季节性干旱趋势显著。SPEI指数在安徽省干旱分析研究中具有较好的适应性。     

近49年来河北省干旱时空变化特征研究

基于河北省及邻近地区73个气象站1961—2009年逐季、年降水资料,应用降水Z指数、经验正交函数分解、小波分析等方法分析了河北省干旱的时空变化特征.结果表明:近49年来河北省年、各季的干旱空间分布特征,最常见的是全省一致的干旱(雨涝)型,其次是南涝(旱)北旱(涝)的南北相反分布型;小波分析方法得出年、各季干旱的出现不仅存在明显的年代际尺度变化,而且年际变化也显著;河北省年干旱指数呈下降趋势,1979年后,年干旱指数发生突变,该区域进入干旱期.     

长江流域降水的季节变化对流域水资源的影响研究

通过分析1961—2005年长江流域降水的季节变化与旱涝分布,发现45年来长江流域春季、秋季降水下降,而夏季、冬季降水增加,其中上游秋季和中下游夏季、冬季降水变化都通过了95%显著性检验.近年来,长江流域降水的季节分配不均,长江流域洪涝较多的时期,夏季降水一般显著增加;而干旱发生时,秋季降水一般下降显著.20世纪80年代中期以来,长江上游干旱化趋势加重,而中下游洪涝增多,这种旱涝并存的格局加剧了长江流域的旱涝灾害.     

衡阳盆地气象干旱频率的时空演变特征

利用衡阳盆地7个气象站1960—2013年的气温、降水等数据,应用趋势分析法、Mann-Kendall检验与ArcGIS技术研究了衡阳盆地气象干旱频率的时空演变特征。结果表明:衡阳盆地54 a的干旱频率呈缓慢增加趋势,年增幅为0.099 7%,其中轻旱与中旱频率呈缓慢降低趋势,而重旱与特旱频率明显上升;衡阳盆地气象干旱以秋季干旱的频率最大,为40.26%,春季干旱发生的可能性最小,其频率仅为9.84%;盆地中部的衡南县、西部的祁东县及西北部的衡阳县属于气象干旱高危险区,盆地北部的衡山县、东北部的衡东县、南部的常宁市与东南部的耒阳市为气象干旱的低危险区。该研究得出的气象干旱的时空规律与农业旱情的时空特征有较好的吻合性,因此,利用综合气象干旱指数诊断干旱等级对农业防旱抗旱有一定的指导意义。     

固原市隆德县降水特性分析

基于1961—2019年宁夏固原市隆德县降水数据,通过滑动平均法、M-K检验法、Sen’s坡度法、R/S分析法、小波分析法以及多元线性回归法等方法,研究隆德县降水在不同时段的变化特性及影响时段内降水量变化的主要因素。结果表明：隆德县多年平均降水量为519.67 mm,年降水量以8.94 mm/（10 a）的速率减少,降水整体呈现不显著下降趋势且该趋势具有持续性;各季降水中,夏、秋季降水量呈减少趋势,冬季降水量上升趋势显著;年内降水量主要集中在夏季,春、秋季次之,冬季最少;此研究时段内主要存在28 a,22 a和12 a的周期变化,其中28 a为第1主周期;年降水总量及夏季降水量年际间的变化主要受降水强度的影响,而春、秋、冬3季降水量年际间的变化则受降水频率和降水强度的共同影响。研究成果可为隆德县农业生产、自然灾害防御及水资源规划提供科学依据。     

甘肃省近48年春旱时空变化趋势分析

甘肃省春旱频发,针对已有的文献对春旱趋势特征研究的不足,选取甘肃省境内的30个气象台站1962—2010年的月降水数据,基于标准化降水指数,采用Mann-Kendall非参数趋势检验法和小波分析等方法对甘肃省春季SPI的时空变化特征和周期特征进行研究.结果表明:甘肃省春季SPI以-1.16/10 a的速度下降,春季干旱呈加快趋势;甘肃省春季干旱发生频率为41%,中旱以上发生频率约为20%,重旱以上发生频率约为3.6%;春季SPI以13 a为主周期变化;全省春旱呈现自西北地区向东南地区加速的趋势,其中以陇南地区春旱加速趋势最为明显.研究结果可为甘肃省抗旱减灾提供决策参考.     

河北省夏玉米不同生育期干旱时空分析

基于河北省夏玉米主产区7个气象站点1967—2017年的气象数据和生育期资料,计算作物水分亏缺指数(CWDI),并划分干旱等级,以此分析夏玉米不同生育期的干旱时空变化特征。结果表明:①在夏玉米生长季内,需水量大于降水量;②玉米生育期内轻旱发生的频率为12%～90%;中旱发生的频率为2%～72%;重旱发生的频率为2%～60%;特旱发生的频率为2%～18%;③干旱主要发生在拔节—抽雄和抽雄—成熟时期,且以轻旱和中旱为主,大多数地区都受到干旱的影响,且以石家庄、饶阳、邯郸和黄骅较为严重;④1967—2017年的干旱情况大体呈下降趋势,拔节—抽雄和抽雄—成熟期间的干旱变化趋势大致相同,1996、1997和1968年的干旱情况最为严重。该研究成果可为该地区防御玉米生育期内的阶段性干旱提供科学依据,对河北省抗灾减灾有重要意义。     

基于SPEI 的西南喀斯特核心分布区干旱时空格局分析

干旱导致生态系统和社会经济受损, 揭示干旱的时空格局对抗旱防灾、维持生态系统健康等具有重要意义。基于1902—2018 年标准化降水蒸散指数(SPEI)数据集, 运用Mann-Kendall 突变检验、趋势分析法和经验正交函数(EOF)分解等方法研究了西南喀斯特核心分布区干旱的时空演变规律。结果表明: 时间变化上, 年际和季节尺度SPEI 均呈不显著下降趋势, 无显著突变点; 空间趋势上, 年际和季节SPEI 以下降趋势为主, 云贵高原和广西西北部地区干旱化趋势显著; 年际和季节尺度上EOF 分解得到的前3 个特征向量累积方差贡献率达到75%以上, 主要空间模态表现为全区一致分布、东西反向分布和南北反向分布特征,其对应的时间系数在年际和季节尺度上变化趋势具有差异性。综上所述, 基于SPEI 揭示了西南喀斯特核心分布区干旱的时空变化特征, 明确了干旱的空间分布格局, 研究结果可为该区干旱预警及生态系统安全提供科学依据。     

海河上游典型流域植被动态演变规律及其对气候因子的响应

植被动态是地球生物化学循环和陆地水循环的关键过程,也是环境变化的重要指示因子。以海河上游典型流域蔡家庄流域为研究区域,采用2000—2016年的MODIS NDVI数据作为植被数据,研究了该区域植被年内和年际动态变化特性及其与关键气候要素的相关关系及响应规律。研究结果表明,NDVI年内变化过程呈现明显的"单峰"特征,最小值发生在冬季和早春,于7月下旬达到峰值;年际变化表现出明显的趋势性,其中年平均NDVI、年最大NDVI均呈显著增加趋势,起始生长日期趋于提前,生长期长度亦明显延长。年际尺度上,NDVI对降水变化呈正向线性响应,且二者相关性较好,而与气温的相关性较弱;年内尺度上,NDVI对降水和气温的相关性均较好,都呈现出非线性正向响应,即降水和气温都存在某个阈值,使得NDVI的响应规律在阈值两侧呈现明显差异。     

密苏里河流域水文特性及其对气候要素变化的响应

以美国密苏里河流域RULO、NE水文站以上为研究对象,采用Mann-Kendall检验、小波分析等数理统计方法,分析了流域水文气象要素的历史演变趋势及阶段性变化特征。结果表明:1951—2016年,密苏里河流域年均和四季的气温、径流均呈增加趋势,其中,夏、冬季增温显著,季节径流只有夏季径流为不显著增加,年径流平均线性增率为1.79 mm/(10年);冬季降水为非显著性减少趋势,其他季节均为增加趋势,其中秋季增加显著。降水、气温和径流的第一主周期分别为35年、49年和33年。径流在1968年和2009年发生突变,径流的阶段性变化特征明显,不同阶段降水-径流关系存在一定的差异。