黄河流域植被总初级生产力对持续性干旱水分亏缺的响应

利用植被总初级生产力和高精度分层土壤含水量数据分析了2001—2020年黄河流域生长季总初级生产力时空分布和变化特征,量化了流域不同深度土壤湿度之间的相关关系,探究了不同植被类型在生长季的总初级生产力对土壤连续水分亏缺事件的响应关系。结果表明:黄河流域总初级生产力空间上呈东高西低、南高北低的分布特征,生长季耕地累积总初级生产力最大、林地次之、草地最小,研究期内流域总初级生产力整体呈上升趋势,耕地相对增速最大、草地次之、林地最小;流域土壤湿度在空间和时间上均有显著差异,表层土壤含水量波动对深层土壤含水量的影响随深度增加而减小,林地和耕地表层与深层土壤含水量的相关性远高于草地;流域草地和耕地总初级生产力对土壤水分的深度敏感区间为0~40 cm,林地的深度敏感区间为0~100 cm,在深度敏感区间内,随着土壤连续水分亏缺天数的增加,草地和耕地总初级生产力依次经历短暂平稳、加速下降、降速趋缓的变化过程,而林地总初级生产力则表现出短暂下挫、长时间平稳、加速下降的变化特征。

与广东持续性干旱事件有关的两类海温异常型

利用1961—2005年广东省86个常规地面观测站降水资料、ERSST全球月平均海温资料以及NCEP/NCAR大气多要素再分析资料,分析了广东跨季节持续性干旱事件(下称广东干旱)与海温外强迫之间的关系及其物理过程。结果表明,与广东干旱相关的海温异常有赤道东太平洋海温负异常型(即La Ni^na型)、赤道中太平洋海温正异常型两种类型。约在1975年之前,广东干旱基本上属于LaNi^na型;在1975年之后,除了La Ni^na型外,赤道中太平洋海温正异常型干旱出现概率明显增加。可见,在全球气候变暖的背景下,广东干旱成因更复杂。近几年来广东干旱频繁发生,与赤道中太平洋海温正异常型出现概率增加有关。La Ni^na型、赤道中太平洋海温正异常型与广东干旱之间都存在物理上的联系,不同的海温异常型对广东干旱影响的物理过程有所不同,即使同一种海温异常型对不同季节的影响过程也有所不同,然而所有物理过程最终都是通过改变和削弱降水所需的动力条件或水汽条件,从而造成局地干旱的发生。

广东省持续性干旱事件的变化及其成因

利用1961年1月—2005年12月广东省86个测站的地面观测资料、ERSST全球月平均海温资料以及NCEP/NCAR全球大气多要素资料,定义了广东持续性干旱事件,分析了广东持续性干旱事件的变化特征,从多种角度(包括大气环流、海温、海气温差)讨论广东持续性干旱事件的成因。结果表明,广东持续性干旱事件平均出现频率为每26个月发生1次,以秋冬旱或冬春旱为主,持续性干旱事件具有大范围全省性的空间分布特征;1960年代是20世纪下半叶干旱较频繁且强度较强的年代,但2001—2005年干旱出现的概率和强度都超过1960年代,反映了广东区域极端气候事件对全球气候变化的响应;各季节大气环流和海温等在广东干旱情况下表现出不同的异常变化特征:春季华南冷空气偏弱,夏季则夏季风偏弱、西太平洋副热带高压明显偏强、贝加尔湖槽及北太平洋洋中槽偏强,秋季亚洲大陆高压偏弱、冷空气活动较少,冬季则冬季风偏强、海平面气压场的北太平洋涛动(NPO)和北大西洋涛动(NAO)两种遥相关型同时出现。以上结果为干旱预测尤其是气候模式产品的动力释用提供了很好的参考依据。

近56a西南区域降水分布及持续性干旱的研究

采用1961-2016年西南区域四省(市)的地面观测资料、NCEP/NCAR再分析资料以及全球海温资料,对我国西南区域降水的时空分布特征以及其持续性干旱事件的气候特征及其环流成因进行了分析。结果表明:①西南区域的降水呈现东部南部多、西北少的空间分布特征,1986年为降水显著突变点,此点至今降水明显下降;此外,西南区域的年降水存在显著的准3a和准8a的振荡周期;②近56年西南区域共有8次持续性干旱事件发生,最多时段是上世纪60年代,春旱和冬旱最频繁,秋旱其次;③孟湾北部的异常反气旋环流和南海的异常气旋环流隔断了西南区域必要的水汽通道,水汽通量辐散;西南区域上空的异常反气旋环流,以及贝湖至中西伯利亚的异常气旋环流使得冷空气的活动区域被限制在中高纬地区,印缅南支槽偏弱,副高位置偏东偏南、强度偏弱,西南区域处于明显的下沉运动控制之下,配合海平面气压的负异常特征,使得温度持续偏高,从而导致西南区域持续性干旱的发生;前期中东太平洋的拉尼娜现象和我国近海地区的海温异常分布可作为西南区域持续性干旱事件的长期预测线索。

石阡县持续性干旱事件的变化及其响应因子分析

利用1962年1月-2013年12月石阡测站的地面观测资料和月大气环流特征量,定义了石阡持续性干旱事件,分析了石阡持续性干旱事件的变化特征,从多种角度（包括气温、日照、西太平洋副高、印缅槽和南方涛动指数）分析石阡持续性干旱事件的响应程度.结果表明,石阡持续性干旱事件平均出现频率为每27个月发生一次,以夏秋、秋冬或冬春旱为主;石阡若冬季不出现旱情,则初春开始发生持续性干旱事件的可能性极小;石阡干旱事件持续时间一般为3～6个月,多数跨越两个季节,最长一次干旱事件是2011年的冬春夏秋9个月连旱;石阡持续性干旱事件的频率和累积强度,反映了极端气候事件对全球气候变化的响应;石阡持续性干旱事件中,气温与日照在夏季和冬季响应程度强,西太平洋副高偏东与印缅槽偏强相互配置在夏秋时段响应程度强,以及南方涛动在秋冬季响应程度强.以上结果为干旱预测提供了较好的参考依据.

西北地区东部持续性干旱大气环流分析

利用NCEP位势高度场资料及国家气候中心160站的月平均降水资料,对西北地区东部(32.5°~41.0°N、100.0°~112.5°E)持续性干旱事件有关的大气环流进行了分析。结果表明,持续性干旱发生时期合成的500 h Pa异常位势高度场在欧亚大陆上空的环流形势基本为两槽一脊,欧洲及渤海、黄海及周围地区为槽,西北地区东部位于脊前;渤海、黄海及周围地区上空对应负异常是持续性干旱发生的典型环流场特征,易造成研究区域干旱事件的发生。

海岛部队持续性干旱条件下的防病工作

为了探索海岛部队在持续性干旱条件下的卫生防病规律，在现场调查的基础上，总结了海岛部队持续干旱做好卫生防病的基本经验。其主要做法和体会是：领导重视，强化健康教育；狠抓水源卫生，落实定期洁治；坚持卫生监督，实现巡视检查；准确掌握疫情，及时采取对策；药材供应充足。

1961—2016年贵州省持续性干旱特征及成因分析

利用1961—2016年贵州省地面气象观测降水资料、ERSST全球月平均海温资料、NCEP/NCAR再分析资料以及国家气候中心提供的环流特征量资料,分析了1961—2016年贵州省持续干旱事件的变化特征及其成因,结果表明:从年代际统计特征来看,贵州省持续性干旱事件以冬旱、春旱发生次数最多,秋旱其次,夏旱最少,但本世纪以来秋旱有增加的趋势;孟加拉湾北部出现的异常反气旋式环流以及南海地区的异常气旋式环流阻断了贵州地区水汽来源,使得贵州大部分地区的降水异常偏少;此外,东亚地区中低纬度高层大气和西伯利亚地区的高层大气的异常环流系统导致冷空气集中在高纬度地区,南支槽和副热带高压偏弱,不利于降水的形成;贵州持续性干旱事件与东太平洋拉尼娜现象、北太平洋以及北大西洋地区的海温异常分布存在密切关系,东太平洋及大西洋地区的海温异常可作为预测贵州持续性干旱事件的一个重要前期信号。

1997-2002年华北持续性干旱气候诊断分析

利用1957-2002年华北地区104个气象站实测的月降水量、月平均气温等气候资料,以及美国NCEP/NCAR的850 hPa矢量风和500 hPa位势高度等再分析资料,分析了1997-2002年逐月降水距平变化特征、干旱持续性特征、干旱强度分布特征;基于干旱区域性特征,提出了一个描述区域性干旱的指数(spatial drought index,SDI);此外,从东亚大气环流系统中的冬季东亚大槽、贝加尔湖反气旋环流场、西太平洋副热带高压以及东亚夏季风等系统的变化等方面,探讨了对这一持续性干旱的影响。研究表明:华北地区1997-2002年的干旱具有全区强度大的特征,区域平均干旱指数达到了65%以上。而东亚地区冬季东亚大槽持续偏弱,夏季贝加尔湖地区高压又持续偏高,东亚夏季风持续偏弱,西太平洋副热带高压持续偏东等的综合作用,是引起华北地区这一阶段持续性干旱的主要原因。

云南2009—2014年持续性气象水文干旱特征及成因分析

基于戴-帕尔默干旱强度指数(Dai Palmer drought severity index,Dai-PDSI)和径流干旱指数(streamflow drought index,SDI),分析云南地区2009—2014年持续性气象干旱与水文干旱时空演变特征,并利用NCAR/NCEP再分析资料,从西太平洋副热带高压、青藏高压、南支槽、对流层垂直运动及水汽垂直分布等视角,分析2009—2014年云南持续性干旱的原因。结果表明:(1)2009—2014年是云南地区自1961年以来最严重的一次持续性极端干旱过程,2009年10月—2010年9月是最干旱的时段;夏季与冬季是干旱最严重的两个季节。(2)在空间上,云南中东部旱情最重,东南部稍轻。(3)水文干旱伴随气象干旱而生,金沙江和南盘江出现重度水文干旱,澜沧江出现中等水文干旱,从强度上讲,水文干旱弱于气象干旱。(4)夏季西太平洋副热带高压偏西偏强,青藏高压持续偏强、中心偏西,云南上空的大气持续受它们控制,盛行下沉气流;冬季南支槽偏弱,不利于引导孟加拉湾水汽北上;在其他季节,大气多以下沉运动为主,对流层水汽严重不足。

湖南夏秋季持续性区域气象干旱的时空特征

基于逐日气象干旱综合指数和持续性区域干旱识别方法,对1961—2017年湖南夏秋季持续性区域干旱事件进行识别,在此基础上分析干旱事件发生频率、持续时间、强度等时空特征。结果表明:近57 a来,湖南夏秋季持续性区域干旱平均每年发生1.4次,其年代际变化特征明显,21世纪00年代干旱频次虽少,但累积强度最大、持续日数最长,而20世纪90年代干旱事件相对偏少、偏弱。持续性区域干旱事件以夏秋连旱为主,7月28日至10月14日是高发时段。干旱持续时间主要集中在15~30 d,最长可达183 d,且持续时间少于40 d的多为一般干旱,重度及以上干旱一般持续110 d以上。持续性区域干旱事件主要表现为全省型、西北部型和南部型3种空间分布形态,全省型的干旱最多,且多为较重及以上等级。持续性区域干旱事件呈北少南多的空间分布特征,累积强度由西北向东南逐步增强,湘西北区域干旱程度较轻,洞庭湖区、湘中和湘南大部干旱程度较重。

引起华北地区夏季出现持续干旱的环流异常型

利用中国160个台站降水资料和ERA-40再分析资料分析了华北地区夏季降水及其对应的大气环流年代际变化特征。分析结果如下:华北地区夏季降水自1977年之后明显减少,出现持续性干旱。1977～2000年500hPa高度场出现与1966～1976年相反的遥相关波列;华北地区上空700hPa出现反气旋型环流异常,并出现明显偏北风异常,且下沉气流加强,水汽出现辐散;此外,200hPa高度上西风带偏南且减弱。相反,1966～1976年华北地区上空700hPa出现气旋型环流异常,并出现偏南风异常,且上升气流加强,水汽输送辐合;此外,200hPa上西风异常偏北加强。

基于SPI/SPEI的锡林郭勒盟干旱变化特征

近年来,干旱现象频发,对锡林郭勒盟生态系统、畜牧业发展造成严重影响,对区域经济发展产生巨大威胁。利用1980~2018年研究区内15个气象站点的逐月累积降水量和月平均温度,采用标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散发指数(SPEI)分析锡林郭勒盟干旱时空特征,对比了SPI、SPEI在干旱监测中存在的差异。结果表明,1980~2018年锡林郭勒盟持续性干旱事件频发,随着年代的变化连续性干旱事件的发生频次、持续时间均呈增加趋势;研究区干旱频次在空间分布上始终处于动态变化中,中东部和西部地区的干旱发生频次较高,干旱频发区逐渐向西部转移,从东向西干旱发生频次逐渐增加;随着温度上升,SPI对干旱的监测能力开始下降,特别对重旱、特旱的监测能力明显不足,而SPEI对异常干旱的监测能力较强,不易受到降水因素的影响,对研究区干旱的监测、评估更具有优势。

中国西北地区东部近546年干旱事件特征分析

以西北地区东部的17个代表站1470-2008年的旱涝等级资料和1958-2015年5-9月气象站降水量数据为基础,建立了546年中国西北地区东部旱涝等级序列,采用经验正交函数分解、滑动t检验等统计方法,对其干湿演变规律进行分析,详细讨论了546年极端干旱事件及干旱持续性特征.结果表明:旱涝等级资料能够较好地反映西北地区东部干旱变化的时、空特征;在百年尺度上,20世纪发生旱、偏旱最为频繁,且高值区位于宁夏及陕北;干旱尺度因子的空间分布表明宁夏东部及陕北地区的干旱持续性相对较强,陇南及陕西南部地区的干旱持续性较差;空间范围较大且强度较大的重大干旱事件对干旱的持续发生起重要作用,历史上发生在1470-1500年和1910-1940年的两次西北地区东部百年甚至两百年一遇的极端干旱事件,对该地区干旱持续性的影响较为显著.

过去千年中国东部持续性严重干旱事件的模拟研究

文章利用CESM1.1(公共地球系统模式)模式过去千年集合试验结果,对模拟的过去千年中国东部持续性严重干旱事件的时空特征及发生机制进行了初步分析。模式模拟出过去千年中国东部发生了7次持续性严重干旱事件,分别为883~910年、951~977年、1253~1305年、1327~1346年、1471~1488年、1587~1610年和1688~1699年干旱事件,其中仅1471~1488年干旱事件与中国东部旱涝指数对应较好,表明模式对中国东部干旱事件的模拟能力较低。这7次干旱事件均与模拟的ENSO(厄尔尼诺-南方涛动)负位相状态相对应,揭示ENSO可能对中国东部干旱事件的发生起了非常重要的作用。模拟分析结果显示,1253~1305年干旱事件前期可能主要受火山活动驱动,后期则可能受到太阳活动和自然内部变率的影响。另外,1587~1610年干旱事件后期可能也受到火山活动的影响;883~910年和951~977年干旱事件则完全受自然内部变率的影响。对1327~1346年、1471~1488年和1688~1699年这3次干旱事件,无法分辨外强迫和内部变率ENSO的各自贡献。

黄土丘陵区不同树龄旱作枣园土壤水分动态

采用Trime-IPH管式TDR系统,对黄土丘陵区2龄、6龄、10龄、15龄旱作红枣林（Ziziphus jujube cv.Junzao）生育期内土壤剖面含水率进行连续监测,以探讨旱作枣林土壤含水率随树龄的变化特征。结果表明：2014年0.4 m以下土层、2015年0.6 m以下土层土壤含水率随红枣林树龄增加,呈减少趋势。2014年常态年红枣林土壤水分随生育期变化整体呈上升趋势;2015年干旱年红枣林土壤水分随生育期变化整体呈下降趋势。各树龄红枣林0-0.6 m土层土壤水分波动较大;〉0.6-1.8 m土层干旱年时形成季节性低湿层;〉1.8-3.0 m土层土壤水分呈常年低湿状态。持续干旱条件下,2龄、6龄红枣林雨后7 d土壤水分损失率分别为20%和19%,显著高于10龄、15龄红枣林土壤水分损失率（13%和18%）,而雨后18 d,2龄、6龄红枣林土壤水分损失率增速缓和,10龄、15龄红枣林土壤水分损失率呈显著上升趋势。干旱年时红枣林在开花坐果期和果实膨大期需增加水分管理措施以有效降低枣树自身奢侈性耗水和非生产性耗水,实现红枣林可持续发展。

玉屏县近50a旱涝特征和旱涝急转及其响应因子浅析

利用玉屏站1965—2014年地面气象观测资料及大气环流指数资料,运用统计学及Morlet小波方法,分析玉屏县旱涝特征得出：玉屏县年降水量存在明显的年际变化,有2~3 a的震荡周期;玉屏县持续性干旱过程平均32个月发生1次,大多数持续时间为4~6个月,属季度尺度的干旱,以夏秋干旱、秋冬干旱和冬春干旱发生频率高;玉屏县洪涝过程约35个月发生1次,持续时间1~3个月,开始时间集中发生在下半年,大多数过程并未发生在降水偏多年,阶段性特征明显;玉屏县典型旱涝急转事件有3次,均未发生在降水异常年;在旱涝急转事件中,气温、最高气温和日照的阶段性波动对本区域前旱后涝的响应程度强,而西太平洋副高脊线、西伸脊点和印缅槽指数的演变,单要素对玉屏县前旱后涝的响应不明显,但若综合考虑各指标的配置情况,对玉屏县旱涝急转事件前、后响应程度增强。