甘肃白银农作物生长期降水量时空变化及干旱风险评估

为更好地分析甘肃白银农作物生长期降水量时空变化特征,利用白银市4个国家气象站1961-2022年和37个区域气象站点1994-2022年降水日资料,并采用经验正交函数分解(EOF)、小波分析、Mann-KendaⅡ法及目估适配线法等方法,着重对农作物生长期降水量的空间异常特征、周期性、突变性及干旱风险进行讨论和评估。结果表明:农作物生长期降水量从南向北递减。受地形影响,高值区位于南部地区最南端,低值区位于北部地区呈“钳形状”干舌当中,空间异常形态主要表现为3种形式:一致型、南北相反型、地形型;年际变化北部地区有增加趋势且不显著,南部地区有减少趋势且显著,存在30 a、10~15 a的年代际周期变化,目前均处于相对偏少期;用pearson-Ⅲ分布较好地拟合白银市农作物生长期不同保证率下的降水值,并以此为依据,将研究区按农作物生长期的降水量划分为4个区:可用区、短缺区、紧缺区、稀有区,其干旱风险分别为20%、35%、65%、90%。

黄土高原土壤湿度变化规律研究

利用黄土高原59个气象站1961-2002年月降水量和29个农业气象观测站从建站到2002年逐年4～10月旬土壤重量含水率资料，分析了黄土高原土壤湿度的地域和时间分布特征以及土壤湿度的变化规律。结果表明：（1）黄土高原4～10月土壤湿度与降水量的地理分布有较好的一致性，两者都从东南向西北减少。由于六盘山和太行山对东南季风的阻挡影响，在陇中和晋中黄土高原出现一条南北向的干舌；（2）采用年降水量和变异系数，结合植被地带，把黄土高原土壤湿度划分为5个气候区域：草原化荒漠带土壤严重失墒区、荒漠草原带土壤严重失墒区、草原带土壤失墒区、森林草原带土壤湿度周期亏缺区、森林带土壤湿度周期亏缺区。前3个气候区位于黄土高原中北部，经雨季之后，土壤水分不能得到有效恢复，土壤经常处于重旱或轻旱状态。后2个气候区位于黄土高原南部，土壤有季节性缺水现象。（3）土壤湿度具有动态变化规律。一般从7月份开始土壤湿度增加，但各区的增湿幅度有差异。（4）土壤湿度与降水呈极显著的正相关，与气温呈不显著的负相关。

中国西部9月降水与东亚700hPa风场的关系

利用NCEP/NCAR 700 hPa风场再分析资料,定义了影响中国西部9月降水的区域风指数:西南、东南和偏北风3个风场面积指数,这可能是东亚季风变化的一个反映。研究了各个风指数之间的相互关系,表明它们之间既有一定联系,又有独立性。另外,还分析了各个风指数与西部9月降水的联系,结果表明,这些风指数与西部9月降水有很好的关系,西南风和东南风指数影响降水的区域有较大差异,西南风的影响范围大于东南风,西南风是影响西部秋季降水的主要因素,西南风减弱是导致高原东侧秋季降水减少的主要原因。

中国南方冬季降水异常的时空分布特征分析

利用我国南方224个测站,近50a年平均地面降水资料,采用线性趋势分析、EOF、REOF、Mann-Kendall、合成分析等方法,分析了季风区冬季降水异常变化的规律。结果表明:1) 南方冬季降水自西向东递增,高值中心分别在湘东和江浙闽交界区,而在滇北川南有一干舌区,这个干舌区的存在可能是导致西南地区冬季易出现干旱的重要原因之一。近50a南方冬季降水以4.42 mm/10a的速率不显著增多,其中,1月以32.59 mm/10a的速率显著增多,12月和2月不显著。冬季降水经历了两个波动阶段:1960s^1970s中期偏多,1970s后期偏少;1980s^1990s后期以来偏多为主;冬季降水的稳定性,从南北向中部递增,在川东—黔北—湘中一带形成稳定中心。2) 大多数区域冬季降水变化有上升趋势,倾向率从西向东增大,在长江下游的有显著增多趋势,云贵高原有不显著减少趋势,其余地方降水变化趋势不显著增多。3) 冬季降水异常主要有3种分布模态:全区一致型、高原平原差异型和巫山型,这种分布与风场异常有关联。该区冬季降水异常主要分为华南区、长江中下游平原区、云贵高原区3个子区域。4) 各分区的异常干、湿冬年,华南和长江中下游大部分出现在1980年以后,但云贵高原比较分散;长江中下游在1988年有突变现象。各区降水的年际、年代变化差异较大,但进入本世纪都处于减少趋势。

中国南方春季降水的异常研究

利用我国南方224个测站,近50 a地面降水资料和NECP资料,采用线性趋势分析、EOF、Mann-Kendall、合成分析等方法,分析了南方春季降水异常变化的规律。结果表明:1) 南方春季降水自西向东递增,高值中心分别在广东和赣闽交界区,而在滇北川南有一干舌区,这个干舌区的存在可能是导致西南地区春季易出现干旱的重要原因之一。近50 a南方春季降水以?2.42 mm/10a的速率不显著减少,其中,3月增多,4月和5月减少,各月的趋势都不显著。春季降水经历了“降–升–降”的波动阶段:1961年~1963年减少,1964年~1975年增多,其后缓慢减少。其中,1960s偏少,1970s^1980s偏多,1990s围绕平均值波动,2000s偏少;春季降水的稳定性,从南北向中部递增,云南–川南变率最大;2) 大多数区域春季降水减少,但滇北–川西南显著增加,黔中–湘中显著减少;3) 春季降水异常主要有3种分布模态:全区一致型、南北差异型和云贵高原型,这种分布与850 hPa风场异常有关联;4) 云南–川南是南方旱涝频率高值中心,另外岭南有次高中心,涝年出现的范围较旱年较为均匀。滇北–川南的干旱主要出现在1960s、1980s后期~1990s后期、2000s末期,洪涝主要出现在1970s^1980s中期、1990s末期~2000s中期。

基于VB的标准化降水指数程序设计与实现

笔者利用Visual Basic 6.0语言编程实现了原始气象资料的调用、标准化降水指数SPI的计算以及计算结果的输出等,给出了运算部分的核心代码,设计开发了界面简洁、操作简单、功能灵活的可视化的计算程序,在气象、农业、水利等部门科研人员在利用标准化降水指数SPI研究旱涝过程中,为复杂资料的处理提供一种更加方便快捷的途径。