基于TRMM降水产品计算月降水量距平百分率

尝试了使用遥感数据估算传统的干旱监测指标——月降水量距平百分率。首先利用TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission）月降水速率产品求取1998年~2008年7月份和8月份的降水总量,进而利用月降水总量数据计算2006年7月、8月和2007年7月、8月的月降水量距平百分率。将TRMM数据计算的月降水量距平百分率与中国气象局提供的地面站点观测数据进行比较。比较结果表明,由TRMM数据计算的月降水量距平百分率总体上与站点观测数据没有显著差异。由TRMM数据计算月降水量距平百分率可作为旱情监测的有效手段。

气候变化背景下中国南方地区季节性干旱特征与适应.Ⅲ.基于降水量距平百分率的南方地区季节性干旱时空特征＊

分析季节性干旱时空特征和发生规律,可为全球气候变化背景下制定抗旱减灾对策提供理论依据.本研究利用南方15个省(市、区)的气象台站1959—2008年逐日降水、气温资料,以国家标准《气象干旱等级》中的降水量距平百分率作为干旱指标,并进行修正,计算了1959—2008年南方地区干旱指数,分析了年、季、月尺度干旱频率的空间分布特征、以及干旱强度、干旱站次比的年际变化.结果表明:研究期间,南方地区年尺度干旱风险总体较小.干旱空间特征存在明显的季节性差异,南方地区季节性干旱以秋旱发生频率最高、强度最重,其多发生在长江中下游地区和华南地区等主要农作区;其次为冬旱,主要发生在西南地区西部和华南地区等冬作区;春旱和夏旱较轻,春旱多发区在西南地区西南部、华南南部以及淮北等地,夏旱多发区在长江中下游地区、福建东南沿海和西南地区东北部.研究区干旱多发区呈明显的月际波动变化和空间转换,11月到次年5月,干旱多发区范围随季节推移减小,5—11月,干旱多发区范围随季节推移增大,4—6月干旱发生范围最小,11—12月干旱多发区范围最广.1959—2008年,南方地区年尺度干旱范围略有减小、干旱强度略有增强,但不同季节表现不尽相同:春旱范围略有减小、强度减轻,夏旱范围明显减小、强度减轻,秋旱范围明显增大、强度增重,冬旱范围减小、强度减轻.

基于降水量距平百分率的内蒙古地区干旱特征

利用1971-2015年内蒙古地区52个气象站逐月降水量观测数据,采用降水量距平百分率(Pa),从干旱频率和干旱变化趋势率分析了研究区近45 a来干旱时空分布特征。结果表明:从时间变化来看,年降水量呈微弱的下降趋势,并于1998年和2012年发生突变;春季、秋季和冬季降水量变化呈上升趋势,夏季降水量变化呈下降趋势;年尺度干旱主要发生在1999-2011年;季节尺度干旱发生频率为冬旱>春旱>秋旱>夏旱。从空间变化来看,多年平均降水量由东向西呈逐级递减趋势,降水分布地域特征明显,大兴安岭以东地区和巴彦淖尔市西部地区降水变化趋势率较高,呼伦贝尔市西北部、通辽市中南部、赤峰市中部、阿拉善盟西部地区降水变化趋势率较低;发生不同等级干旱的几率为轻旱>特旱>中旱>重旱,各级干旱易发生地区集中在呼伦贝尔市西部、赤峰市中北部、通辽市北部、锡林郭勒盟中西部以及阿拉善盟西部地区。Pa变化趋势率表现为,呼伦贝尔市中东部、巴彦淖尔市西部和阿拉善盟东部呈上升趋势,即干旱程度减轻;兴安盟南部至鄂尔多斯市、阿拉善盟中西部呈下降趋势,即干旱程度加重。

基于降水量波动性的抗旱应急预留水量确定方法

为了科学配置抗旱应急水量,将地区性干旱影响程度降到最低,以降水量距平百分率作为干旱判别指标,围绕如何平抑降水量的波动性,设想了两种抗旱应急预留水量确定模型:差额模型和比例模型,以化解降水量波动可能造成的水资源短缺风险。以辽宁省为例,利用国家气象信息中心提供的该省8个气象观测站近54 a(1956～2009年)的降水量数据,得出辽宁省的抗旱应急预留水量。应用结果表明,这两种模型适用于北方干旱地区抗旱应急预留水量的确定,可提高这些地区抗旱应急保障能力。

近60年中国不同区域降水的气候变化特征

利用1951—2009年中国503站日降水量资料,研究了我国各季各地区降水年代际变化的特征,并分析了其对我国干旱演变的影响。结果表明:近60年来我国各区域年平均降水量大多为减少趋势,其中华北、西南地区减少明显;各地区秋季降水偏少的趋势最为显著,可能是导致秋季干旱增多以及秋冬连季干旱频繁的主要原因。2000年以后北方夏季降水呈减少趋势,其中华北夏季降水明显减少,而冬季降水趋于增加,南方秋季降水减少明显,而春季降水增多。云南等西南地区秋冬春连旱偏多的原因之一可能与孟加拉湾季风结束偏早有关。

抗旱应急预留水量需求估测研究

为了提高抗旱应急管理能力,对区域降水量的波动设置一个可容忍的上下波动幅度,降水量波动超过设定的容忍幅度时,需要运用预留水量进行吞吐调节。依据不同调节方式,提出两种抗旱应急预留水量需求估测模型。以辽宁省为例,利用国家气象信息中心提供的辽宁省8个气象观测站近54年(1956-2009年)降水量数据,分别估测不同调节方式下抗旱应急预留水量需求量并进行了比较分析。上述方法为抗旱应急预留水量需求估测提供了新的思路,为合理配置应急预留水量奠定了重要基础,并且具有可操作性。

基于ERA5的巴彦淖尔市冬旱发生模式分析

本文以内蒙古自治区巴彦淖尔市为研究区,以ERA5再分析气象数据为数据源,利用时空模式挖掘方法分析了近70年研究区冬旱发生的变化模式。结果表明,从空间上看,巴彦淖尔市冬旱状况由西北至东南逐渐降低;从时间上看,总降水量逐年呈下降趋势,冬季干旱发生率为27.5%,其中中旱频率为10%,轻旱频率为17.5%。冬旱发生时空模式主要为震荡的冷点和热点,说明研究区在90%的时间步长内冬季降水量有显著减少(冷点)或增加(热点)趋势,并在最后的时间步长内也显著减少或增加,也不排除历史上曾经出现过显著冷点或热点。从逐月分析中能看出当年10月和翌年的3月以震荡的冷点为主,而其他月份均出现了震荡的冷点和热点,其中西北部地区模式为震荡的冷点,东南部地区为震荡的热点。

天津中南部平原地区气象干旱灾害综合承灾能力分析

气象干旱灾害是天津市比较严重的自然灾害之一,本文利用9个站点17年的降水量数据,根据降水量距平百分率指标,分析了天津中南部平原地区气象干旱的空间分布特征。在此基础上,从自然、经济、社会3个方面构建气象干旱灾害综合承灾能力评价指标体系并进行各区综合承灾能力的比较分析。研究结果表明,气象干旱灾害综合承灾能力较强的为宝坻区和宁河区,较弱的为东丽区和北辰区。最后,针对气象干旱灾害防御提出了一些对策建议,以期对气象干旱灾害预防和应对有所帮助。

基于云模型的山东省干旱时空分布特征

基于山东省29个气象站1951—2017年的实测气象数据,主要采用降水量距平百分率作为气象干旱等级评价指标,通过云模型分析山东省干旱时空分布的均匀性和稳定性特征,并采用ArcGIS的反距离权重法分析不同时间尺度下的干旱频次空间分布特征。结果表明:山东省降水量距平百分率呈逐年波动式下降趋势,但下降趋势不明显,干旱发生具有明显的季节性,呈现出季节性连旱现象;从时间尺度来看,年尺度上干旱分布的模糊性和随机性较小,干旱的确定性更容易度量,干旱分布不均匀性的稳定程度较低;对季节间云数字特征的对比显示,多年来冬、秋季干旱分布的模糊性和随机性较大,冬季干旱分布的确定性最难以度量;在稳定性方面秋季最稳定,春季次之,夏季最不稳定;在空间尺度上,鲁西北地区发生干旱、严重干旱和特大干旱的频次最高;发生轻度干旱的频次最高区位于胶东半岛,鲁南地区次之;发生中度干旱的频次最高区位于鲁中地区,鲁南地区次之;由超熵值大小判定干旱分布不均匀性的稳定程度,表现为鲁西北地区最稳定,鲁中地区次之,胶东半岛最不稳定;从干旱分布的均匀性分析得出鲁西南地区干旱分布最不均匀,鲁西北地区干旱分布最均衡;山东省干旱频次在空间上的分布表现为春旱和冬旱呈从西北向东南递减的趋势,秋旱比较严重。云模型针对半湿润地区的干旱分布具有较好的应用前景。

基于云模型的安徽省干旱时空分布特征分析

为分析安徽省干旱时空分布特征,依据安徽省14个典型站点1962~2013年逐日降水量资料,以降水量距平百分率作为干旱等级评价指标,引入云模型研究了安徽省干旱时空分布的均匀性和稳定性特征,并采用ArcGIS的反距离权重法分析了不同时间尺度下的干旱频率空间分布特征。结果表明,安徽省干旱年际变化呈逐年波动式的缓解趋势;在时间尺度上,干旱年际分布均匀性最好,春季最不均匀,夏季稳定性最好,年际和春季次之,秋、冬季最差;在空间尺度上,皖北地区干旱分布最不均匀,皖南地区的均匀性最好,皖北地区稳定性最好,皖南地区稳定性最差;安徽省干旱频率空间分布基本呈纬向分布,即干旱发生频率自北向南递减。

青海省东部高原植被指数对干旱的响应研究

利用青海省东部1998—2006年通过SPOT影像资料获取的NDVI值，以及该区域内13个站点的气象资料，研究了青海省东部高原以NDVI为代表的植被指数与以降水量距平百分率和综合干旱指数为代表的气象干旱指数的相关关系。研究表明：7—10月，距平NDVI与D指数的相关系数在0.2～0.8之间波动，特别是8月份的相关系数0．566和10月份的相关系数0．825均通过了α=0.05的显著性检验，说明在植被生长旺盛时期，距平NDVI与D指数具有很好的相关性。而距平NDVI与降水距平百分率的相关性较弱，只有在10月份通过了a=0.01的显著性检验。

对2003年春季陕西省沙尘暴、扬沙天气的分析

通过对2003年春季天气气候背景和天气气候变化的研究,指出2003年春季陕西沙尘暴、扬沙明显减少是由高空纬向环流偏强、径向环流偏弱和前期降水偏多共同所致。

山东省气象干旱的游程时空特征分析

针对近年来山东省干旱引起的经济及水安全问题,开展了干旱时空特征分析。基于1961—2011年共51 a逐月降水量资料,计算15个气象站点的月降水量距平百分率(Pa)并进行干旱等级的划分和统计,对山东省干旱的时间和空间特征进行了分析,采用游程理论应用Pa值分析了研究期内山东省的干旱特征并预测其未来的干旱趋势。结果表明:研究期内,山东省逐年干旱的变化规律并不明显,西南部及北部部分地区发生干旱特别是严重干旱事件的频率及未来发生的概率高于其他地区,东部沿海地区发生干旱概率较低,未来几十年内山东省不会发生连续大烈度的干旱。

基于气象数据的云南省干旱时空变化特征分析

基于云南省31个站点47年的逐月观测气象数据,通过计算降水量距平百分率(Pa)及潜在蒸散量(ET_0)指数值,从时间和空间2方面对干旱发生频率及发生地点进行分析。结果表明:1958—2004年,云南省春、夏、秋、冬4个季节均有发生干旱的情况。其中,冬季干旱最为严重,春季次之,而夏季仅有2年发生了轻微干旱,其余年份夏季无旱。空间分布上,滇中与滇东南地区相对较旱;滇西南降水充沛,极少干旱;滇北,尤其是与西藏接壤的迪庆地区旱情较为严重。云南省总体降水量充沛,但降水在空间上分布不均和降水在时间上过于集中是导致干旱事件发生的重要原因。

呼和浩特市50年干旱变化趋势

以内蒙古呼和浩特市50年(1959-2008年)降水资料为基础,以降水量距平百分率气象干旱标准为依据,运用线性分析法,研究呼和浩特市干旱的变化趋势,发现呼和浩特市干旱存在以下特征:(1)呼和浩特市降水变率大,干旱发生频率高达44.3%,且每年都有阶段性干旱发生。呼和浩特市市区、土默特左旗月、季、年干旱发生频率高于其他地区。(2)冬季干旱发生频率最高,其次是春季。(3)干旱年际变化大,20世纪60年代中期前干旱强度最大,80-90年代中后期降水变率相对较小,为持续少雨期,90年代中期以后呼和浩特市市区、土默特左旗、武川县、和林格尔县降水波动频繁,出现连旱年份,但其强度弱于60年代。

基于多源降雨的广西季节性干湿演变特征与未来趋势

基于高时空分辨率的APHRODITE和TRMM降雨数据,采用降水量距平百分率、DEOF及R/S分析等方法,对近65年来广西季节性气象干湿演变的频率、范围、强度、时空分异及未来趋势进行了分析。结果表明:(1)广西年湿润和年干旱频率均呈现从桂东南向桂西北逐渐递减的分布特征,而年内不同季节的湿润和干旱频率空间分布差异显著;湿润与干旱的影响范围和强度在年、季尺度上均呈交替出现且增减波动的变化特征,但各自的变化差异显著。(2)广西干湿演变存在不同年、季周期的交替强弱振荡,其空间特征主要表现为年、冬季的东南-西北相反型,春季的全区一致型,夏季的南北相反型,秋季的东西相反型。(3)广西未来降雨量的增强趋势在年、夏季显著;而在春、秋、冬季节总体一般或略呈减弱趋势。上述研究成果可作为进一步深入开展广西干湿演变预警与水旱灾害防治的重要科学基础。

基于宁东干旱特点的水土保持生态环境变化研究

干旱是一种涉及自然、经济、社会的气候现象,长期困扰着工农业生产。分析宁东能源化工基地气候干旱特点,预防以土壤旱化为主要特征的地力衰退和土壤退化等现象在宁东基地再现。研究以MODIS NDVI遥感数据为基础数据,结合研究区同期降雨量和温度数据,采用降水量距平百分率法作为宁东基地干旱评估的方法,根据干旱评估国家标准分析宁东基地的干旱时空分布特点,分析2000—2015年研究区植被覆盖度对气候变化的响应。研究结果表明:1)宁东基地春旱的发生频率明显高于夏季,发生春夏连旱的频率小于单季旱;2)宁东基地干旱发生随机性大,没有明显的规律性,干旱预报困难;3)2000—2015年16年间每年都有不同程度的干旱发生,宁东基地干旱发生具频繁性的特点;4)宁东基地降水量与NDVI平均值有较强的相关性,相关系数达到0.5907,对宁东基地生态恢复有较好的指示作用。

近54年柳州干旱的时空特征分析

基于1961-2014年逐日降水资料,用降水量距平百分率作为划分干旱的指标,对柳州各季节干旱的时空特征进行了分析,结果为:(1)春季柳州干旱频数的空间分布特征是北部和东部多、其他地区少,夏季西多东少,秋季东北部最多、其他地区接近,冬季西南部多、东北部少、其他地区居中。柳州北部的干旱事件以轻旱、中旱为主,重旱、特旱事件主要发生在在中部和南部地区。(2)从春季到冬季,柳州的干旱发生严重程度有随时间递增的趋势,全市性的中旱、重旱、特旱事件主要发生在秋季和冬季,春季、夏季干旱事件全部为轻旱。(3)近54年柳州全市性干旱总频数的年代际变化呈单峰型,1980年代为波峰,1960年代和2010年代波谷。各季节干旱频数的年代际变化趋势是:春季和秋季1980年代以前干旱发生较多,1990年代以后干旱发生较少,夏季和冬季1980年代以前干旱发生较少,1990年代以后干旱发生较多。

陇东黄土高原气象干旱特征分析及其对农业的影响

利用庆阳市8个县(区)30 a(1989—2018年)降水及干旱灾情资料,计算各县(区)月、季、年降水距平百分率,按降水距平百分率干旱指标选取干旱事件,详细分析不同时间尺度气象干旱的时空特征,并计算气象干旱日数及农作物成灾面积的逐年变化趋势,研究气象干旱对农业生产的影响。结果表明:30 a来气象干旱发生的频次存在自西北向东南逐渐减少的特点。气象干旱发生的月频次呈波动状,其中12月最多,7月最少;气象干旱主要发生在春季,以轻旱为主,中旱次之,重旱及特旱发生概率较小;气象干旱事件发生的年频次逐渐减少。受气象干旱影响,环县、华池农作物成灾面积较大,受灾程度严重;除镇原、合水、正宁气象干旱日数与农作物成灾面积逐年变化趋势呈正相关外,其余县(区)均呈负相关关系。

2种干旱指标在柳州的应用对比分析

为了找到一种较适合柳州当地的干旱指标,以便更好地开展柳州干旱的研究工作,基于逐日降水资料和实际旱情资料,分别运用EDP指数和降水量距平百分率对柳州1961—2014年各季节的干旱年份进行划分,并与实际旱情发生情况进行对比分析。结果表明:(1)用降水量距平百分率划分柳州的干旱频数和季节连旱频数均比用EDP指数划分结果偏多,但二者存在50%的重合率;(2)柳州各季节的EDP指数和降水量存在着较好的相关性,其时间和空间变化均具有较好的一致性,用二者分析柳州的干旱均具有一定的合理性;(3)降水量距平百分率划分的干旱年份比EDP指数划分的干旱年份与实际旱情发生重合率更高,相关性更好,相比较而言,用降水量距平百分率分析柳州的干旱更为科学合理。