多光谱干旱严重度指数的评价与修正

干旱是一种破坏力极强的自然灾害,近年来,受气候变化的影响,干旱在全球的发生频率不断升高,造成了严重的经济损失,准确监测干旱信息是防灾减灾的基础。干旱严重度指数(DSI)监测全球干旱的能力已经得到证实,但在局部区域的应用具有明显的差异性。为了检验DSI在省级尺度的适用性、修正其等级划分差异,以山西省为研究区,基于MODISET/PET,以及MODIS和AVHRR的NDVI数据集分别得到2001年-2014年的DSI(MODIS)和DSI(AVHRR),同时结合SPEI,对三者进行了干旱时空分布的对比分析;为了证实SPEI的可靠性,将长时序的SPEI与历史干旱记录进行了比对;为了考察DSI在区域范围内的误差,将DSI(MODIS), DSI(AVHRR)和SPEI进行了时间频率与空间分布的比较;最后,以SPEI为参照,基于DSI的原始划分标准,以0.1为步长调整DSI(MODIS)的干旱等级阈值,得到了新的干旱等级划分标准DSI(MM);并利用DSI(MM)监测了全省2001年-2014年季节尺度的旱情,捕捉了研究区2001年和2002年的典型干旱事件,验证了DSI(MM)在山西省干旱监测中的适用性和稳健性。研究表明,DSI(MODIS)与DSI(AVHRR)之间存在较高的相关性,相关系数为0.75,二者对干旱的空间分布和时间频率具有一致的表现,说明在数据缺失的情况下, DSI可拓展应用于AVHRR数据集,以弥补MODIS数据在长时序监测中的不足;DSI(MODIS)低估了山西省D1等级干旱信息,而高估了D2~D4等级干旱;对于轻度干旱D1,中度干旱D2,重度干旱D3,极度干旱D4四个等级, DSI(MM)与SPEI在干旱时间频率和空间分布占比方面表现出高度的一致性,其中D3等级的时间频率完全一致, D4等级的空间分布一致性为0.98;在干旱类型丰富的地区可精确地修正DSI的干旱等级划分。研究结果对利用DSI进行区域尺度干旱监测具有借鉴作用,为山西省干旱信息监测获取了一种计算简易、精确度高的方法。

干旱严重程度指数(DSI)在山东省干旱遥感监测中的适用性

选择一个合适的干旱遥感监测指标,对于及时准确评估干旱对农作物生长影响有重要意义。本文综合植被指数和蒸散发指数,构成干旱严重程度的指数(DSI),并定量评价DSI在山东地区干旱监测的适用性,以期为该区干旱遥感动态监测提供科学依据。在定量分析DSI适用性的过程中,采用相关分析方法,针对基于标准化降水指数(SPI)长时间序列中的典型干旱时期,将月尺度的DSI、归一化干旱指数(NDDI)、温度植被干旱指数(TVDI)分别与SPI、土壤相对湿度(RSM)进行皮尔森相关关系分析。结果表明,SPI、RSM与DSI的相关系数分别在0.40、0.30左右,整体上高于SPI、RSM与NDDI和TVDI的相关性。此外,DSI表示的旱情时空分布准确地捕捉到了历史时期山东各地区的典型干旱事件的发生及其干旱的变化过程。DSI可以反映气象干旱和农业干旱,对山东干旱遥感监测有较好的适用性。

近30年内蒙古入湖流域干旱特征时空变化分析

黄河中上游地区入湖流域干旱特征时空变化对下游淡水湖泊水量调控及生态环境改善具有重要作用。基于乌梁素海东部流域23个水文气象站1986-2015年的逐日降水资料,经预白化处理后,选取基于标准化降水指数(SPI)的干旱历时和干旱严重度作为评价指标,应用Mann-Kendall法分析30 a来乌梁素海东部流域的干旱特征及变化趋势。研究结果表明:乌梁素海东部流域山区降水量多于平原地区降水量;干旱历时及干旱严重度随时间变化均不显著,流域北部和东南部地区干旱呈持续发展趋势;短时间尺度气象干旱集中发生在流域中部及东南部,中长时间尺度的农业和水文干旱共同发生在流域北部。在乌梁素海降水量微幅减少的趋势下,由于东部流域受水利工程建设等人类活动的影响,流域径流补给量呈明显降低趋势,而为改善湖泊水质、抑制黄藻,必然需相应增加凌汛期及灌溉间隙期引黄水量,二者关系的有效平衡及合理调控,可为区域从量质综合角度改善湖泊环境提供新思路。