SRES B2情景下西南地区干旱致灾危险性时空格局预估

气候变化和自然灾害已经、正在、未来也将继续深刻地影响人类社会。预估未来极端天气事件致灾危险性对于评估气候变化对人类社会和自然系统的潜在风险具有极其重要的意义。本研究采用PRECIS模式模拟的气候情景数据,综合考虑降水和蒸发两个因素,选取地表湿润指数为指标,对SRES B2情景下未来(2011-2100)西南地区县域尺度干旱致灾危险性时空格局进行预估。结果表明:相对于现阶段(1981-2010),未来西南地区年均潜在蒸散量呈现逐渐增加的趋势,而地表湿润指数则总体上呈减小之势;未来各时段西南地区旱灾危险性明显增大,其中近期(2011-2040)是最严重的时段;在近期时段,西南地区干旱致灾危险性处于5级的县域个数和面积百分比分别为236个和50.3%,是现阶段的4.82倍和6.24倍。

两种干旱指标在干旱致灾因子危险性中的对比分析——以宁夏为例

致灾因子是灾害风险分析理论体系中的重要组成部分,干旱致灾因子危险性指数由干旱强度和发生概率共同决定。基于致灾因子危险性指数计算模式,对比分析了宁夏中南部山区降水距平百分率和标准化降水指数两种常用干旱指标在致灾因子危险性中的应用。分析结果表明,基于两种干旱指标的宁夏中南部山区干旱致灾因子危险性分布趋势一致,且均与实际相符,考虑到计算的简单易行,可以选择降水距平百分率作为宁夏干旱致灾因子危险性指数分析的依据。从全区干旱灾害风险区划的分析表明,宁夏干旱致灾因子危险性大致呈由南到北逐步增加的趋势。

基于CI指数的宁夏干旱致灾因子特征指标分析

基于1981 2010年宁夏23个气象站逐日降水和气温资料,采用综合气象干旱指数CI,从干旱发生日数、干旱范围、干旱频率和干旱强度等方面对宁夏干旱致灾因子特征指标进行了分析,并作了致灾因子危险性评估与区划。结果表明,近30年宁夏干旱发生日数、发生范围、干旱频率和干旱强度均呈增加趋势;干旱致灾因子危险性呈从南到北不断增加的趋势,致灾因子危险性指数最大为0.94,最小在0.1以下,南部大部分地区普遍处于干旱致灾因子低危险区,北部大部分地区处于干旱致灾因子高危险区。

基于EPIC模型的中国典型小麦干旱致灾风险评价

运用EPIC(Environmental Policy Integrated Climate)农作物生长模型模拟了1966—2005年中国典型小麦生长过程,构建了基于水分胁迫的小麦干旱致灾强度指数,对中国小麦干旱致灾强度和风险的时空分布规律进行了定量评价分析。结果表明:小麦干旱致灾强度呈现出从西北干旱区向东南湿润区递减的趋势,且春小麦分布区旱灾致灾强度高于冬小麦分布区;中国农牧交错带是小麦干旱致灾强度较强且波动较大的区域,也是小麦干旱致灾风险较高的区域;1966-2005年春小麦区干旱致灾强度呈现下降趋势,而冬小麦区呈现普遍上升趋势,其中北部和黄淮冬麦上升趋势最为明显。

四川春玉米气象干旱致灾因子危险性

利用四川省1961-2014年147个地面气象站逐日观测资料与四川省春玉米观测资料,运用气象干旱对农业影响评估综合指数,建立四川省春玉米生育期气象干旱致灾因子危险性模型,研究了四川省春玉米播种-出苗期、拔节-孕穗期、抽雄开花-吐丝期、乳熟-完熟期及全生育期气象干旱致灾因子危险性空间分布特征.结果表明:春玉米需水关键期发生特、重、中、轻概率的空间分布不同;春玉米抽雄开花-吐丝期气象干旱致灾因子危险性较大,拔节-孕穗期次之,播种-出苗期较小;春玉米全生育期气象干旱致灾因子危险性盆西北至资阳北部较高,高原西南部河谷地带次之,盆地西南部、凉山州东北部较低.

干旱致灾临界状态辨识方法

由旱至灾的过程存在一个临界态,为辨识干旱致灾临界态,提出了一种基于主成分分析和支持向量机的干旱致灾临界态的辨识方法。通过主成分分析对反映干旱持续时间、严重程度和极值特征的多个指标进行降维处理,剔除指标间相关性引起的冗余信息,再进一步结合当地的历史旱灾记录,基于支持向量机的分类原理寻求最优分类平面,对潜在的干旱样本是否致灾进行分类,由此确定的分类平面就是干旱致灾临界面。该临界面可以直观地揭示干旱的发展过程及趋势,便于在干旱预警中推广应用。以汉江石泉以上流域为例,按照一定原则共选取107个潜在干旱样本,并结合历史旱灾记录,采用上述方法对潜在干旱样本中的致灾样本进行了辨识,率定期和验证期的准确率分别达到88.6%和78.6%,识别精度较高。

淮河流域蚌埠闸以上地区夏玉米生长水分关键期干旱致灾降水阈值

基于淮河流域蚌埠闸以上地区66个气象站点1961—2015年气象资料,利用夏玉米气候产量与生育期内水分盈亏指数进行了相关性分析,确定夏玉米生长水分关键期,并利用28种分布函数对水分关键期内降水量序列进行了拟合,K-S和A-D进行了拟合优度检验,建立了最优概率分布模型,再基于降水概率分位数法定量化设计夏玉米各级干旱的致灾降水阈值R,通过典型干旱年份和站点验证了指标的合理性。结果表明:(1)淮河流域蚌埠闸以上地区夏玉米抽雄—成熟阶段是夏玉米生长的水分关键期;(2)各站点夏玉米生长水分关键期内降水序列的最优概率分布模型差异明显;(3)66个站点夏玉米干旱致灾的降水阈值地区差异较大,但各级阈值空间分布大致相同,均呈现北部至南部依次增加的趋势,其中西部的桐柏和南部的霍山最高,利用泰森多边形法确定整个研究区夏玉米生长水分关键期内干旱致灾降水阈值分别是:轻旱147≤R<172mm,中旱118≤R<147mm,重旱89≤R<118mm,特旱R<89mm。

亳州市干旱灾害致灾调查实践与思考

亳州市在干旱灾害致灾调查数据审核中,采用典型调查法和类比法,对各县(区)上报的调查数据进行对比分析。根据被调查年份干旱时段的降雨量月年时空分布、土壤墒情监测数据等,分析旱灾调查成果的合理性,分析上报数据与典型调查数据偏差较大的原因。用类比法分析计算,典型调查获得的干旱灾害指标数据,对部分县(区)的上报数据进行合理性修正,保证了上报数据的质量,加快了调查进度,实践应用效果较好。

亳州市干旱灾害致灾调查成果审核方法应用分析

亳州市在干旱灾害致灾调查数据成果审核中,通过对县区上报的确定性数据采用数据核对审核,非确定性数据采用典型调查法、类比法和综合检查分析法审核修正,提高了上报数据的质量,并结合调查年份干旱时段的降雨量时空分布、土壤墒情监测数据成果进一步分析旱灾调查成果的科学性和合理性,为相关单位和部门开展干旱危险性分析与评估提供参考。

21世纪以来干旱研究的若干新进展与展望

干旱是中国影响范围最广、造成经济损失最严重的自然灾害之一,直接威胁国家粮食安全和社会经济发展,对干旱问题的认识和研究有助于提升国家防旱减灾能力。自新中国成立以来,中国对于干旱气象的研究取得了丰硕的成果。本文以21世纪以来中国气象局干旱气候变化与减灾重点开放实验室为平台开展的与干旱气象相关的科研项目群取得的研究成果为基础,通过成果检索,对干旱监测技术、干旱时空分布规律、干旱致灾特征、干旱灾害风险及其对气候变暖的响应以及干旱灾害风险管理与防御技术等方面的新进展进行总结和归纳。同时,基于干旱气象研究的前沿发展趋势,提出中国未来干旱气象研究应在加强气候变化背景下干旱高发区综合性干旱观测试验基础上,从不同维度和尺度定量研究干旱形成机理,构建多源数据融合和多方法结合的综合干旱监测新方法,揭示干旱致灾机理,科学评估干旱灾害风险,提出具有可执行性的风险管理策略等重点科学问题上取得突破。这对于推动中国干旱气象研究具有积极意义。