基于MCI的河南干旱时空变化特征分析

利用1971～2018年河南110个气象站点逐日逐日气温和降水量等资料,根据《气象干旱等级》干旱标准,计算得到各站点近48年逐日气象干旱综合指数（MCI）。基于MCI指数分析了历年平均干旱日数、各等级干旱年平均干旱日数、各季节平均干旱日数和干旱站次比的年变化、季节变化特征。结果表明：近48年来河南年平均干旱日数整体趋势自南向北逐渐增加,轻旱、中旱等级干旱年平均日数呈北多南少趋势,春季、夏季和冬季平均干旱日数呈北多南少趋势;近48年来干旱站次比的变化范围较大,区域性干旱在该地区出现的频率最高,河南干旱发生的范围有加大的趋势,除冬季外其它三个季节干旱发生的范围有逐渐加大的趋势。     

基于遥感数据的辽西北地区玉米干旱风险时空动态格局

 归一化差值植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)目前已被国内外广泛应用于干旱的定量识别与监测,它是利用遥感方法获得的一个衡量地表植被生长状态以及植被覆盖度的指标。因此在气象干旱背景下,对干旱时段的NDVI进行计算,建立玉米干旱风险诊断模型,通过作物对干旱的响应表征农业干旱的风险。本文在气象干旱条件下,从玉米对干旱的响应出发,利用NDVI建立玉米干旱风险诊断模型,评估了研究区典型干旱年内典型干旱时段玉米的干旱风险。利用K-Means法将玉米干旱风险分为低风险、中等风险以及高风险3类,运用GIS与RS手段绘制了玉米干旱风险等级图,并对玉米干旱风险的时空格局进行了动态分析。结果表明,在玉米干旱风险时间变化规律上,由于土壤水的影响,玉米干旱风险不能完全与典型干旱年内典型干旱时段的降水距平百分率成反比;从玉米干旱风险空间分布特征来说,受纬度、海拔高度以及防旱抗旱能力的影响,干旱风险表现为南北差异明显。研究玉米干旱风险的时空动态格局,能够为政府部门和田间管理者掌握干旱的发生、发展变化,以及因地制宜地制定防御对策提供科学依据。     

云南省干旱成因及对策分析

云南是个干旱频发的省份,近年来,云南省干旱频率不断增加,干旱范围不断扩大,干旱影响程度不断加深,就此,对云南省干旱的发生情况、成因、危害及抗旱对策进行了分析,以期对云南干旱的进一步研究提供参考。     

干旱风险评估研究综述

干旱灾害风险评估是进行干旱灾害管理,减少干旱灾害损失的有效途径。本研究基于自然灾害风险理论,回顾干旱风险评估发展的历史,综述了干旱灾害的致险性、承灾体的脆弱性以及干旱灾害风险损失研究现状,探讨了干旱灾害风险评估存在的主要问题,并在此基础上展望了其未来的发展趋势。当前,干旱致险性评估指标与方法对于干旱形成过程和机理反映不足;许多研究已注意到社会经济因素对干旱脆弱性的影响,但保险、贸易、政策等人文因素反映不足;另外,干旱风险损失在损失机理表达研究上有待进一步提高。未来的干旱风险研究将会以全球气候变化为背景,在信息科学技术的推动下,强调各学科、各区域间的联系与合作,重视干旱影响机理的认识,更加关注人文因素对农业干旱脆弱性影响。     

基于Copula淮河流域水文干旱频率分析及影响研究

选用游程理论识别水文干旱特征变量,基于马尔科夫蒙特卡洛等方法选出最适合的概率分布函数,分析淮河流域干旱历时和干旱烈度的联合频率特征,并对引起水文干旱特征频率变化的原因及影响进行分析,研究结果表明:1)淮河干流上游的干旱次数大于干流中游,干流上游的干旱历时小于干旱中游。淮河支流的干旱次数和干旱历时介于干流上、中游之间,其中淮河南岸的史灌河流域干旱发生次数高于其他2条支流。淠史杭灌区水利工程等导致蒋家集的干旱历时和干旱烈度相关性较低。2)广义帕累托和广义极值分布函数是干旱历时和干旱烈度拟合最优单变量分布函数,Joe Copula是干旱特征拟合最优的多变量Copula函数。在重现期小于30a一遇的干旱历时从长到短依次呈现干流下游、支流、干旱上游,随着重现期的增加,淮河北岸阜阳的干旱历时增加趋势最显著,其次是蚌埠站和班台站。干旱烈度与流域面积呈显著负相关。3)干流站点的联合重现期要大于支流,支流站点在遭遇长干旱历时或强的干旱烈度的干旱事件的概率要大于干流。干流站点的同现重现期却小于支流站点,这反映了干流在遭遇长干旱历时且强干旱烈度的干旱事件的概率要大于支流,干流上游站点与干流下游站点存在同样的规律。     

庆阳黄土高原干旱风险的变化特征及区划

本文首先对庆阳黄土高原干旱的分布特征进行了分析,再对其风险做了区划,最后提出了干旱的防御对策。结果表明,庆阳黄土高原干旱出现的频率高(91.0%),十年九旱,一年四季均可发生。春旱发生频率60.5%,春末夏初旱39.5%,伏旱42.9%,平均两年一遇。庆阳市自东南向西北干旱危险性等级递增,环县、庆城西北部干旱危险性等级最高,干旱频次大于66.0%;正宁南部干旱危险性等级最低,干旱频次小于37.0%。环县西部、庆城为干旱高风险区;合水、正宁为干旱低风险区。加强干旱监测预报,适时开展人工增雨,推广节水灌溉技术是干旱防御的主要措施。     

基于GH Copula的韩江水文干旱联合概率分布研究

利用韩江流域水口站、溪口站、潮安站3个站1956-2011年的月径流数据,计算6个月尺度的径流干旱指数SDI作为水文干旱分析指标,并根据游程理论提取干旱历时和干旱程度2个变量的要素值,采用两变量联合概率分布方法对韩江流域的干旱特征进行分析。通过比较各分布的拟合指标优选P-III分布为干旱历时边缘分布,Weilbull分布作为干旱程度边缘分布。由GH Copula函数构造联合分布推求干旱历时和干旱程度的联合重现期和同现重现期的设计值。考虑干旱历时和干旱程度的不同组合,可以求得各干旱历时或干旱程度下的条件概率。计算结果表明,梅江流域遭遇干旱的风险较汀江以及韩江流域下游更大。     

基于降水量距平百分率的湘江流域干旱时空特征研究

研究湘江流域干旱特征变化规律,为该区域的抗旱减灾提供科学依据。利用1961～2018年湘江流域14个气象台站的逐日降水资料,采用降水量距平百分率和干旱频率、干旱强度、干旱站次比等干旱评估指标分析湘江流域近58年干旱时空特征。结果表明:年尺度干旱多发区域集中在流域南部,全流域干旱范围略减,干旱强度略增。干旱时空特征反映在季尺度上的差异显著,具体表现为春旱风险最小,但有变旱的趋势,夏旱风险较大,多发于东北和南部地区,干旱强度和范围均呈减小的趋势,秋旱风险最大,多发于中部和南部,发生范围微增,干旱强度略减,冬旱风险略高于春旱,发生范围和干旱强度均有增大趋势。月尺度干旱风险的变化趋势主要表现为1～6月干旱范围和强度较小,呈减小趋势,7～12月干旱范围和强度呈先增大后减小的趋势,10月的干旱风险最大。     

塔里木河流域干旱风险评估与区划

选取不同尺度的标准化降水指数为危险度指标和9个干旱易损度指标建立塔河流域的干旱风险评估模型,并分析了塔河流域干旱危险度、干旱易损性及干旱风险度的空间变化特征,研究结果表明:1)塔河流域北部和西部地区的SPI3的干旱危险度高,南部和东部地区干旱危险度低;塔河流域中部和西北部地区SPI12的干旱危险度高。塔河流域西北部和西南部地区的干旱易损度高于其他地区,其中西南部地区的干旱易损度最高。农业人口比重、总抚养比和因旱农业经济损失占GDP比重与干旱易损度的相关性最高。2)塔河流域中部地区和西部地区的女性与男性比、人口密度、文盲率、抚养比、农业人口比重、灌溉面积比重大于其他地区;中部地区和西部地区的粮食产量低于塔河流域其他地区。3)塔河流域西部的干旱风险等级是最高的,其次塔河南部和西北部地区的干旱风险等级较高,东北地区和东南地区的县市的干旱风险度较低。     

基于SPI指数的近50年辽宁省干旱时空演变规律分析

标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)能够直观地表达干旱持续的时间和干旱强度,反映不同地域和不同时间尺度的干旱情况.以SPI作为干旱评价指标,利用辽宁省各气象站1965年1月—2014年12月的逐月降水量数据,结合干旱发生频率和强度频率,分析了辽宁省最近50年的月、季及年际干旱特征.并且利用GIS技术,绘制辽宁省不同强度干旱事件发生频率分布图,探讨各干旱强度的空间分布变化.结果表明:时间变化上,辽宁省干旱事件频繁,主要发生在下半年,常为夏秋连旱,且干旱发生频率随着年代的变迁呈现不断增高的趋势;空间分布上,辽宁省不同强度干旱事件的发生具有明显的地域性,其中以沈阳、本溪、丹东较为严重.研究结果可为相关管理部门因地制宜地制定干旱防御计划提供决策依据,合理安排防灾减灾资源.     

干旱胁迫对油茶花苞生长及产量的影响

【目的】探讨干旱胁迫对油茶花苞生长以及油茶籽和茶油产量的影响,了解覆盖、松土对缓解油茶干旱的影响。【方法】以6年生‘长林4号’油茶林为试验材料,设置自然状况、干旱胁迫、干旱覆盖及干旱松土4个处理,对其花径生长量、花苞长生长量、单位面积产量、单位面积出油率进行研究。【结果】4种处理之间空气温湿度、光照以及土壤温度的差异不显著,而土壤含水率差异显著。就花苞生长而言,干旱胁迫状况下花径生长量相对于自然状况下降了21.01%,而覆盖、松土使花径生长量较干旱胁迫条件分别上升5.05%、9.81%,但两种措施缓解干旱效果不显著;在干旱胁迫状况下花苞长生长量相对于自然状况下降了23.70%,而覆盖、松土相对于干旱胁迫使花苞长生长量分别增加了13.65%、15.16%,2种措施可以在一定程度上缓解干旱影响。就油茶籽产量而言,与自然状况相比,3种干旱处理单位面积油茶鲜籽产量明显下降,其中没有任何缓解措施的干旱胁迫产量最低,覆盖及松土可以在一定程度上缓解干旱对油茶鲜籽产量的影响。在油脂转化期干旱胁迫对茶油产量影响较大,干旱胁迫相对于自然状况使茶油单位面积产量下降了45.73%,覆盖及松土相对于自然状况分别下降了24.14%、27.40%,说明缓解干旱的措施可以在一定程度上缓解干旱胁迫对茶油产量带来的影响。【结论】干旱胁迫对油茶籽和茶油产量的影响比较显著,对花径、花苞长生长的影响相对不显著,覆盖和松土措施可以在一定程度上缓解干旱对油茶生长、油茶籽和茶油产量的影响,但对花径生长效果不显著。     

干旱胁迫下红砂渗透调节和抗氧化保护系统的响应研究

采用盆栽试验,测定了在不同土壤水分胁迫下红砂一些渗透调节物质和抗氧化保护酶,探讨渗透调节物质和抗氧化保护系统对干旱胁迫的响应。结果表明:叶绿素、类胡萝卜素和可溶性糖含量在中度干旱条件下增加,在重度干旱胁迫下减少并且低于对照;POD活性和CAT活性在中度和重度干旱胁迫下上升,但中度干旱胁迫高于重度;随着干旱胁迫程度的加强,脯氨酸含量、MDA含量、SOD活性一直呈上升趋势。研究表明,可溶性糖在中度干旱胁迫下起到了很重要的渗透调节作用,但在重度干旱胁迫下没有起到积极的作用;无论在中度还是重度干旱胁迫下,脯氨酸都起到了很重要的渗透调节作用。胡萝卜素、MDA、脯氨酸、SOD、POD和CAT在防御干旱引起的氧化胁迫中起到了显著保护作用,POD和CAT在中度干旱胁迫的保护作用更显著;无论在中度还是重度干旱胁迫下,MDA、脯氨酸和SOD都有显著的保护作用。     

干旱荒漠草原型流域水文干旱和气象干旱关系

为了合理评估干旱对荒漠草原流域的影响程度,准确判断气象干旱与水文干旱之间的传播特征,以艾不盖河流域作为典型研究区,基于1965—2021年共57年的月降水和径流资料,计算三种不同时间尺度的SPI和SRI,分析了气象干旱和水文干旱的演变过程、趋势特征及相关性。研究结果表明：应用标准化降水指数SPI和标准化径流指数SRI能够很好地反映气象干旱和水文干旱变化状况;SPI值和SRI值对降水量和径流量的敏感性随着时间尺度的增加而降低,时间尺度越大,发生高等级气象干旱事件和水文干旱事件的频数越高;发生气象干旱事件和水文干旱事件的趋势增强,且发生水文干旱的程度和可能性较气象干旱更重;时间尺度越大,水文干旱与气象干旱相关性越好,同时水文干旱要滞后于气象干旱,滞时为0—1月。研究结果为荒漠草原流域抗旱减灾提供了有效的理论支撑。     

珠江流域1981—2020年水文干旱时空特征分析

基于VIC模型和汇流模型生成的1981—2020年5 km×5 km网格模拟流量数据,构建了长历时、网格化的标准化径流干旱指数(SRDI),对珠江流域水文干旱时空演变特征进行了评估。结果表明：基于模拟流量构建的网格化SRDI能够较好地模拟珠江流域干旱时空演变过程;珠江流域水文干旱的时间演变特征明显,干旱集中发生在夏季,秋季可能发生大范围的水文干旱,季节尺度上一年四季均有可能发生极端干旱;珠江流域水文干旱在空间格局上呈现为自东向西由干旱高频区向干旱长历时、高烈度区过渡分布。     

近50年西南地区玉米干旱变化规律研究

收集西南地区63站的气象资料、玉米生育期等资料,以水分供需关系为基础,构建玉米干旱指数（ H I指数）,反演1961－2010年各站的逐旬干旱,研究西南地区玉米干旱频率和干旱强度的时空分布特征．结果表明,近50年西南地区各地均有干旱发生,云南中部、东部和四川盆地中部、西部干旱频率在20％以上;云南中部及东北部的干旱强度明显比其余各地大．玉米出苗至拔节期干旱频率最高,特别是云南省中部和东北部的干旱频率达到40％～50％;拔节至抽雄期,轻旱、中旱、重旱均发生较少;抽雄至灌浆期干旱频率最低,但贵州局部地区重旱频率达到7％～9％;灌浆至成熟期,大部地区干旱频率10％～20％,其中重庆西部、四川盆地中部、东北部和贵州东部、云南东南部重旱频率约4.5％．     

华北地区农业干旱灾害变化特征?

采用干旱灾情数据,以县域为单位,运用受旱率及干旱灾害频率2个指标,分析了华北4省(河南、河北、山东、山西)1949—2000年农业干旱灾害变化特征.研究表明:华北4省农业干旱灾害受旱率52年间呈上升趋势,20世纪80年代之后,中度及中度以上程度干旱灾害发生频率明显增加;干旱灾害频率分布格局有较为明显的东西差异,高频区集中在河南省东北部、山西省北部、山西省西南部及晋中地区;52年间河南省大部及山东省青岛市干旱灾害发生频率有增加的趋势.本研究从灾情记录角度识别了华北4省农业干旱灾害高发区及严重干旱年份,能够为干旱灾害的风险防范及国家防灾减灾工作提供理论支持.     

基于标准化降水蒸散指数的宁夏中部干旱带干旱趋势分析

基于标准化降水蒸散指数(SPEI),选取1960～2012年宁夏中部干旱带的海原、同心、麻黄山、兴仁、盐池五个气象站的降水和平均气温资料作为代表,计算各站SPEI序列,研究宁夏中部干旱带在不同时间尺度、不同季节尺度下的干湿演变趋势、干旱发生强度和频次变化以及干旱发生范围变化。结果表明:①SPEI中起决定性作用的因素是降水;②SPEI值的变化对不同时间尺度的敏感性不同,时间尺度越小,干湿变化趋势越明显,甚至是正负波动振荡;③宁夏中部干旱带干湿变化明显,不同季节均呈湿润化趋势,且以轻度干旱和中度干旱为主,干旱发生范围和干旱发生强度总体呈缩小趋势。     

汉中盆地干旱演变特征

利用汉中市11个测站1959-2008年逐月降水量、气温观测资料,依据干旱湿润指数的经验公式,计算了汉中湿润指数,分析了汉中干旱的时空变化特征。发现：1）汉中干旱站次冬夏季节减少,春秋季节增多,春季减少最明显,导致汉中干旱明显增多;2）干旱有明显年代际变化;3）除西北部外,其余各个县区均呈增多趋势;4）干旱易发生区域干旱有增多趋势,干旱不易发生区域干旱变化趋势较小。     

河南省干旱的时空分布规律与趋势分析

利用河南省1973—2012年的日平均气温和降水数据逐日计算综合气象干旱指数IC,通过统计各季节的干旱发生频率、强度、天数分析河南省干旱发生频率、空间分布、随季节的演变和年际、年代际变化,同时对全球变暖背景下的干旱时空分布规律和趋势进行分析.结果表明,河南省干旱具有显著的向北增多的分布特征,无论干旱的发生频率、持续天数还是强度都是北部地区大于南部地区,安阳、新乡是干旱最严重的地区.从干旱发生的季节性来看,易发生全省性春、秋旱,发生频率均在75%以上.从干旱的多年平均发生天数来看,春、夏和秋季易发生大范围轻旱,大部分地区的干旱天数在15d以上;大范围的重旱、特旱不易发生.从趋势分析来看,春、秋旱呈增加趋势,夏、冬旱呈减少趋势.在所统计的年份中,1978,1988,1995,1997和2001年是干旱最严重的5年.     

基于综合气象干旱指数的海南岛干旱特征分析

基于海南岛18个国家气象站1960～2017年逐日气温和降水资料,对比分析改进前后的综合气象干旱指数在海南地区的适用性,统计了各地区年、季干旱发生频率、日数、强度和覆盖范围,分析了海南岛干旱的时空分布特征.结果表明:改进后的CInew指数在不同地区3次典型干旱过程的监测中,显著减少了不连续旱情加重现象;海南岛各市县年干旱发生频率在47%～74%之间,呈现西高东低的分布特征;年干旱日数在56～104 d之间,呈西南部沿海多、中部少的分布特征;年干旱强度在-209～-123之间,呈现西南部沿海强、中东部弱的分布特征.季节干旱发生频率、日数、强度均为春季最严重,冬季次之,夏、秋季较弱.全年发生大范围干旱的年份有9年,1969、1977、1979和2004年干旱覆盖范围达到100%.