基于SPI的黔东南州近52a的干旱特征分析

基于1961—2012年黔东南州16站的逐月降水资料,从单站干旱SPI指数出发,分析了黔东南州52 a来年际干旱和季节性干旱的时间变化趋势和空间变化特征,结果表明:152 a间,年际干旱和季节性干旱呈上升趋势,干旱主要集中在1985—1989年和2001—2012年;2除冬旱以外,无论是年际干旱还是季节性干旱,干旱发生频率较高地区位于黔东南州中部以北地区,州南部年际干旱、春旱、夏旱和秋旱发生频率较低;3森林覆盖率较高的地区发生干旱的频次最低,降水较少地区发生干旱的频次较高。     

基于SPEI的1961—2015年淮北地区干旱时空分布特征

基于标准化降水蒸散指数（SPEI）,利用淮北地区108个气象站逐月气温、降水观测资料,采用线性趋势、M K突变检验等方法,从不同时间尺度（年、季）和干旱程度（轻旱、中旱、重旱和特旱）分析了淮北地区1961—2015年干旱频率和时空变化特征。结果表明：淮北地区1961—2015年总体呈干旱略加强趋势,其中1998—2001年干旱发生最频繁,干旱强度、极端干旱及中等干旱的频次均呈增加趋势。2011年淮北地区干旱程度发生了突变性增强;20世纪90年代起淮北地区夏季经历了先湿后干的转变,2013年是夏季转向干旱化的突变点。秋冬两季是淮北地区发生干旱频率较高的季节。秋季干旱分布广、旱情最为严重,淮北地区北部是秋季干旱的高发区;冬季发生中旱以上干旱的地区分布较广,主要位于淮北地区内的安徽片西部和江苏片中部。春夏季发生高频率干旱的区域相对较小。     

辽宁西部农作物生长季干旱风险及降水满足度研究*

[目的]掌握干旱灾害变化特征,为农业生产决策支撑,利用辽宁西部11个气象监测站1951—2017年气象观测数据,[方法]选用干湿指数作为干旱指标及其积分湿润指数方法,采用气候诊断分析方法,研究农作物生长季干旱变化特征,干旱风险程度,降水量对农作物的满意程度,并分析气象要素与干湿指数的相关性。[结果]结果表明：辽宁西部地区1951—2017年农作物生长季及各月时间尺度干湿指数呈减小趋势,干旱趋势明显,农作物生长季(5—9月)和9月成熟期干旱程度表现最为突出,从轻旱上升到中旱等级。农作物生长季降水的农作物满足度明显在下降,使干旱风险度明显升高。农作物生长季干湿指数年际变化在1995/1996年发生由高到低突变,突变后干旱程度升高0.8个等级；干旱风险度年际变化在1995/1996年发生由低到高突变,突变后干旱风险度升高14.0%；降水满足度年际变化在1998/1999年发生由高到低突变,突变后降水满足度下降17.7%。干湿指数与气温、日照时数、蒸发量、辐射呈负相关,与降水、风速、空气相对湿度呈正相关,其中干湿指数与气温、降水量、空气相对湿度有较强的相关性。[结论]辽宁西部地区干旱化日趋严重,调整农业结构势在必行。     

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.     

近50a黑龙江省5—9月气象干旱及大气环流异常特征

黑龙江省是我国主要的粮食生产基地，研究该区域干旱气候特征对科学开展旱灾防御治理具有重要作用。基于1971—2020年农作物生长季(5—9月)黑龙江省80个国家气象站逐日气温、降水资料，计算黑龙江省逐日气象干旱综合指数(Meteorological Drought Composite Index,MCI)，分析黑龙江省中旱、重旱、特旱日数时空分布特征，进一步对比分析典型干旱、湿润年的环流特征。结果表明：1971—2020年5—9月，黑龙江省大兴安岭南部、松嫩平原西部是干旱多发区；干旱日数月际空间分布西多东少、中部腹地局部偏多；中旱、重旱、特旱日数年代际特征明显且均呈减少趋势，中旱减少趋势最明显，变化速率为-1.7 d·(10 a)^-1。典型干旱年与典型湿润年的环流存在显著差异，典型干旱年，贝加尔湖以西地区受反气旋控制，黑龙江上空受西风带气流控制，盛行下沉气流，不利于冷暖空气交汇，水汽输送通道不明显，水汽难以到达黑龙江地区；典型湿润年情况则相反。     

基于标准化降水指数的沧州干旱时空特征

使用河北省沧州市14个气象站1966—2017年逐月降水数据,采用标准化降水指数(SPI)分析该区域干旱时空特征。结果表明:(1)沧州年际干旱频率为26.9%,全域性、区域性、局域性干旱出现几率接近,轻旱、中旱较多,干旱范围与强度呈正相关,2003年后旱情减轻。干旱频率与强度呈负相关,西部干旱频率高、强度低,中部、东部频率低、强度高。(2)季节干旱频率为69.2%,春旱、冬旱发生频率高,多为全域性,但夏旱、秋旱发生后平均干旱强度更大。1980、1990年代和21世纪初旱情较重,2007年以后旱情减轻。空间分布上,夏旱的频率、强度分布与年际分布较为相似,与春旱分布几乎相反,秋旱、冬旱分布较为平均。全市旱涝变化较为一致,中部区域最为同步。     

基于前期降水指数的气象干旱指标及其应用

从气象干旱定义出发,考虑干旱累积效应,借鉴前期降水指数（API）和标准化降水指数（SPI）,建立基于标准化前期降水指数（SAPI）的逐日气象干旱指标,并利用1961-2010年全国632个台站的气象资料分析SAPI的适用性特征。结果表明：逐日SAPI曲线呈典型“锯齿型”特征,在降水持续偏少时段平稳下降,克服了基于“等权累加”建立的综合气象干旱指数由于前期降水移出计算窗口而导致的“不合理旱情加剧”问题,能够精细刻画干旱发生、发展和结束过程。SAPI敏感性分析表明,加剧一个干旱等级需要的无雨日数在降水越少的季节（地区）越多, 减缓一个干旱等级需要的日降水量在降水越少的季节（地区）越少。各等级旱日频率总体上与理论频率一致。降水量较少的季节（地区）,轻旱、中旱及总旱频率略高于降水量较多的季节（地区）,而重旱、特旱频率时空特征相反。1961-2010年全国平均各等级旱日频率均呈下降趋势,其中特旱较为明显,但具有复杂的时空特征：9-11月各等级旱日频率显著增加,其余月份以减少为主;各等级旱日频率总体上呈“西减东增”趋势。     

基于SPI的1979—2020年广东气象干旱的时空特征

基于1979—2020年的月降水数据计算标准化降水指数(SPI),分析了广东省近42年不同尺度的干旱时间和空间特征,结果发现：(1)1979—2020年广东省有略湿润趋势;SPI10年干旱倾向为“三明治”状分布,珠三角和粤北地区逐渐湿润化,粤东和粤西呈略干旱化。(2)广东省年际SPI分布主要有6种表现类型：模态1反映南涝北旱或北涝南旱2种类型;模态2反映东旱西涝或西旱东涝2种类型;模态3反映沿海涝内陆旱或沿海旱内陆涝2种类型。(3)基于季节尺度：春季的干旱化趋势最为明显,夏季非干旱化趋势明显;秋季是广东地区干旱的高发时期,干旱分布最广;春季发生轻旱以上等级的地区主要位于雷州半岛一带;秋冬连旱在广东普遍发生。     

多种干旱指数在三穗县干旱分析中的比较

利用1958—2013年三穗气象站逐日降水、温度和蒸发资料,计算降水距平百分率、标准化降水指数、MCI指数和K指数;并将计算结果与实况干旱资料进行详细对比、综合分析。结果表明:三穗县一年四季都可能发生干旱,历年平均有4—6个月发生干旱,且以轻旱和中旱为主;4种干旱指数对三穗县干旱监测均有一定的指示作用,采用"综合评定、侧重考虑"的原则监测三穗县区域干旱效果较好。对月尺度干旱,运用MCI指数和K指数综合评定较符合实际;对季尺度干旱,SPI指数对春、秋季干旱的评估效果较好,K指数对夏季干旱的评估效果较好。     

基于SPEI干旱指数的凉山州干旱特征分析

本文采用凉山州17个国家气象站1971~2017年的气象资料,利用基于Penman-Monteith模型的标准化降水蒸散指数SPEI,分析月、季、年不同时间尺度下凉山州SPEI干旱指数的时空分布状况,并以西昌气象站为代表进行了SPEI干旱指数的突变性M-K检验。结果表明:(1)标准化降水蒸散指数能较好地反映凉山州干旱发生程度;(2)凉山州干旱的年代际变化明显,20世纪70年代、80年代和21世纪10年代总体偏旱,20世纪90年代和21世纪00年代则相对较为湿润;(3)凉山州干旱发生频率空间分布不均,中部干旱发生频率高于北部和南部地区;(4)西昌市近30年来干旱总体偏轻,最近一次干湿突变发生于1987年;⑤各季节最近一次由干转湿的突变点,冬季在1999年、春季在1996年、夏季在1994年、秋季在1991年,呈逐季提前的趋势。      

新疆塔城地区1961—2021年季节性干旱演变特征

利用塔城地区9个国家气象观测站1961—2021年逐月降水资料,基于标准化降水量指数(SPI)运用最小二乘法和Mann-Kendall检验等方法分析塔城地区干旱时空分布特征。结果表明：(1)年尺度上,塔城地区干旱发生频率为30.37%,轻旱发生最多,中旱次之；2/3站点SPI呈显著增大趋势,年站次比和干旱强度呈显著减小趋势,干旱程度有所减轻,在1987年之后塔城干旱程度整体偏轻。(2)季节尺度上,夏、秋、冬季在1980年代中期发生干旱减轻的突变,且秋季和冬季分别在2002年和1997年达到显著。(3)在影响范围方面,各季以局域性和全域性干旱为主,全域性干旱发生频率介于20～30%之间；在干旱强度方面,各季轻度干旱发生频率最高,中度以上干旱发生频率介于33～38%之间。(4)近60a塔城地区季节性干旱呈现影响范围缩小,强度减弱的变化趋势,尤其是冬季干旱站次比和干旱强度分别以-7.79%.(10a)-1^和-0.11.(10a)-1^的倾向率显著减小,干旱减轻趋势在四季中最为显著。     

基于CI指数的昔年地区1961-2012年春季干旱分布特征

_{选用1961-2012年西南片区(四川、贵州、云南和重庆市)90个地面气象观测台站的逐日降水、日平均气温的实测气象要素资料,运用综合气象干旱指数(CI) 来统计分析近52年来西南春季干旱的时空变化特征。研究得出：西南地区干旱主要发生在春季和冬季,其中春季干旱的频次最高,而冬季的干旱强度最强,春季干旱的频次和强度均为3级干旱(中旱)较偏多偏强;春季干旱的频次和强度均为略有下降趋势;年代距平均在20世纪60至80年代的为正,而后为负;频次在1980年左右有个突变,而强度在1981年左右有突变;频次主要在21世纪初之前具有8a的年际周期变化,有明显的缩短趋势,强度主要具有8a的年际周期变化和12a的年代际周期,也均具有明显缩短的趋势;频次和强度指数均在云南中部、贵州东部和四川西北部边缘有3个明显的高值中心,而四川南部和重庆东北部为低值中心。}     

基于多尺度SPI的中国南方大旱监测

用标准化降水指数(SPI)对2003年南方大旱发生、发展、持续、缓解进行全过程监测。2002年12月—2003年5月中国西南地区东部以及华南南部两广交界一带发生冬春连旱,其中西南地区东部冬旱最为严重,华南南部一带春旱最为严重。入夏以来南方大范围地区6—12月逐月均表现亏水,尤以7、8、10月亏水面积最广,强度最大。2003年6—12月长江以南大范围地区持续夏秋冬三季连旱,旱情极为严重,局部地区出现极端干旱,而长江以北则持续偏涝。2003年3月—2004年2月全年属于典型的"南旱北涝"型分布。基于多尺度SPI进一步统计南方地区1951—2007年历史上严重的夏秋冬季连旱事件。结果表明1980s以前发生过3次,分别是1956、1967、1978年,每11 a出现一次;1980s以后仅2003年发生1次。而这4次连旱的强度却是一次高于一次。     

干旱指数在淮河流域的适用性对比

利用淮河流域河南、安徽、山东、江苏4省170个站1961—2010年逐日气温、降水以及土壤墒情和干旱灾情资料,从干旱年际变化、季节演变、空间分布、典型干旱过程诊断、不合理跳跃点以及与土壤墒情、干旱灾情相关性等方面,对比分析降水距平百分率 (Pa)、Z指数、标准化降水指数 (SPI)、相对湿润度指数 (MI)、综合气象干旱指数 (CI) 和改进的CI (CINew) 在淮河流域的适用性。结果表明:各干旱指数对淮河流域的典型旱年均有较好的诊断能力;在干旱季节演变及空间分布的诊断方面,Pa,MI,CI和CINew与实际较为吻合,而Z指数和SPI诊断效果较差;在典型干旱过程诊断以及不合理跳跃次数方面,CI和CINew更能刻画出干旱发生发展机制,而Pa,Z指数,SPI,MI效果较差;与土壤墒情和历史干旱灾情相关性方面,CI和CINew比Pa,Z指数,SPI,MI具有更好的相关性。即对于淮河流域的干旱监测诊断,CI和CINew要优于Pa,Z指数,SPI及MI,具有更好的适用性。     

湖北省不同等级降水特征及与旱涝关系分析

基于湖北省1961—2020年71个国家站逐日降水数据，利用降水异常指数Z和线性分析等方法，分析不同地区降水特征及与旱涝关系，结果表明：（1）湖北省年均降水自北向南递增，山区冬夏季雨日相当，降水量鄂西山区>鄂东山区>江汉平原>汉江河谷；（2）雨日随等级减小，大等级降水多发生于鄂东南。鄂西北暴雨占比最小，鄂西南各等级降水相当，江汉平原及以东地区中雨及以上量级降水贡献率较大；（3）年均雨日呈衰减趋势，降水量相反，而山地平原夏季雨日贡献率增加。小等级降水比例减小，年代际变化中降水日数呈减少趋势，而降水量“中间偏多，两端偏少”；（4）雨日对降水量的贡献率远高于降水强度。暴雨的距平变化可基本反映旱涝年。     

湖北省不同等级降水特征及与旱涝关系分析

基于湖北省近61年71个国家站逐日降水数据,本文利用降水异常指数Z和线性分析等方法,分析不同地区降水特征及与旱涝关系,得出结论如下：（1）湖北省年均降水自北向南递增,山区冬夏季雨日相当,降水量鄂西山区＞鄂东山区＞江汉平原＞汉江河谷;（2）雨日随等级减小,大等级降水多发生于鄂东南。鄂西北暴雨占比最小,鄂西南各等级降水相当,江汉平原及以东地区中雨及以上量级降水贡献率较大;（3）年均雨日呈衰减趋势,降水量相反,而山地平原夏季雨日贡献率增加。小等级降水比例减小,年代际变化中降水日数呈减少趋势,而降水量“中间偏多,两端偏少”;（4）雨日对降水量的贡献率远高于降水强度。典型涝（旱）年降水距平百分率随降水等级增大,说明暴雨的距平变化可基本反映旱涝年。     

基于SPEI的近百年天津地区气象干旱时空演变特征

基于1921—2016年天津地区降水、气温观测数据,对全球降水气候中心降水(GPCC-P)、东英吉利大学气候研究中心气温(CRU-T)进行适用性评估后发现GPCC-P和CRU-T均能较好地反映天津地区降水和气温的变化。在此基础上,进一步利用GPCC-P、CRU-T计算的标准化降水蒸散指数(SPEI)分析天津地区近百年干旱时空演变特征并判断其未来变化趋势。结果表明:(1)天津干旱主要发生于1940年代初期、1990年代末和2000年代初期,四季均以轻旱和中旱为主,干旱高频季节由秋、冬季逐渐转为春、夏季。(2)天津全区SPEI气候趋势在6个时期除秋季整体呈"升、降、升"分布特征外,春、夏、冬季均表现为"升、降"的分布特征,且夏季下降趋势最为显著,1961—2010年宁河每10 a下降0.30。(3)1921—1970、1931—1980、1941—1990年天津春、冬季湿润化趋势由降水主导,而夏、秋季则由气温和降水协同影响;1951—2000、1961—2010、1971—2016年春季干旱趋势主要受气温影响,夏、冬季则为气温和降水协同影响,随着全球变暖,气温升高对干旱的影响逐渐增强。(4)1921—2016年天津地区四季SPEI与PDO呈负相关关系,春、夏季相关性从西北向东南递减,而秋、冬季相关性则由东南向西北递减。(5)未来夏季天津全区、冬季天津西南部呈干旱化趋势,春季干旱化趋势、秋季湿润化趋势不明显。     

Calibration of weather radar using region probability matching method (RPMM)

In this paper, spatiotemporal variability of drought in Xilingol grassland during pasture growing season (from April to September) was investigated, using 52 years (1961–2012) of precipitation data recorded at 14 rain gauge stations in the study area. The Standardized Precipitation Index was used to compute the severity of drought. The Mann-Kendall test, the linear trend, and the sequential Mann-Kendall test were applied to standardized precipitation index (SPI) time series. The results indicate that drought has become increasingly serious on the region scale during pasture growing season, and the rate of SPI decreases ranged from ?0.112 to ?0.013 per decade. As for the MK test, most of the stations, the Z value range is from ?1.081 to ?0.005 and Kendall’s τ varies from ?0.104 to ?0.024. Meanwhile, drought is increased obviously from the northwest to the southeast region. Meanwhile, the occurrence probability of each severity class, times for reaching different drought class from any drought severity state, and residence times in each drought class have been obtained with Markov chain. Furthermore, the drought severities during pasture growing season in 2013–2016 are predicted depending on the weighted Markov chain. The results may provide a scientific basis for preventing and mitigating drought disaster.     

An Abrupt Rainfall Decrease over the Asian Inland Plateau Region around 1999 and the Possible Underlying Mechanism

A decadal change in summer rainfall in the Asian inland plateau(AIP) region is identified around 1999. This decadal change is characterized by an abrupt decrease in summer rainfall of about 15.7% of the climatological average amount,leading to prolonged drought in the Asian inland plateau region. Both the surface air temperature and potential evapotranspiration in the AIP show a significant increase, while the soil moisture exhibits a decrease, after the late 1990s. Furthermore,the normalized difference vegetation index shows an apparent decreasing trend during 1999–2007. Three different drought indices—the standardized precipitation index, the standardized precipitation evapotranspiration index, and the self-calibrating Palmer drought severity index—present pronounced climate anomalies during 1999–2007, indicating dramatic drought exacerbation in the region after the late 1990s. This decadal change in the summer rainfall may be attributable to a wave-like teleconnection pattern from Western Europe to Asia. A set of model sensitivity experiments suggests that the summer warming sea surface temperature in the North Atlantic could induce this teleconnection pattern over Eurasia, resulting in recent drought in the AIP region.     

多时间尺度下黑龙江省1980—2014年干湿演变特征及主导因子分析

利用黑龙江省1980—2014年28个气象台站常规观测资料,计算得到全省的相对湿润度指数。运用ArcGIS反距离权重空间插值法、趋势系数及相关分析法对全省作物生长季及各个季节干旱分布、干湿发展趋势及主要影响因素进行具体分析。结果表明:就相对湿润度指数年际分布而言,生长季干旱主要集中在2000—2010年,夏季和秋季干旱主要集中在1995年之后,春季干旱则在全时段均有发生,其中重旱和特旱居多;就相对湿润度指数变化趋势而言,春季全省整体呈微湿润化的趋势,冬季呈显著地湿润化发展趋势,其余时段则呈现干旱化发展,但不同时段空间差异显著;分析降雨量、潜在蒸散量与相对湿润度指数的相关系数发现,降雨量始终是黑龙江省生长季及各个季节相对湿润度指数变化的主导因子,但夏季潜在蒸散量的影响有所增加。