基于降水量距平百分率的1961—2020年鄂尔多斯气象干旱趋势

鄂尔多斯由于干旱事件频发,严重影响到当地的经济发展。研究鄂尔多斯的干旱时空演变特征对抗旱减灾工作的开展十分必要。本文采用1961—2020年鄂尔多斯85个格点的逐月降水数据,利用游程理论分析了标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)和降水量距平百分率指数(Precipitation Anomaly Percentage,Pa)在该地区的适用性,并进一步采用反距离插值等方法分析干旱时空演变特征,结果表明:(1)Pa指数对鄂尔多斯干旱的描述具有很强的敏感性和准确性。(2)干旱年际变化频率高,夏旱发生频率最高,为16.7%,冬旱发生频率最低,为13.3%,其中,干旱发生率随干旱等级升高而逐渐降低。(3)鄂尔多斯西部比东部更易发生严重干旱,不受旱灾影响的概率逐渐由42%增大为75%。(4)春夏两季的干旱情况对整年的干旱情况影响最大,秋冬两季的干旱形势有所好转,并且冬季好转更明显。

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。

基于降水距平百分率的陕西省干旱时空分布特征

随着气候变化,气象干旱威胁农业经济发展。利用陕西省16个地市19个气象台站降水资料,选择降水距平百分率为干旱指标,计算陕西省近50a各年的干旱指数,在此基础上分析了干旱年际变化特征,并利用GIS 10.1绘制干旱强度的空间分布图。研究结果表明,陕西省夏季降水多、冬季少,多年平均降水量表现为陕南>关中>陕北;1960—2013年陕南地区、陕北地区、关中地区分别出现干旱次数为15,17,13,研究区域内16个地市发生干旱的平均频率为28%,轻度、中度、严重、特大干旱发生的平均频率分别为19%,6%,1%,2%,其中绥德发生频率最高(39%)。研究结果为陕西省干旱的监测、评估、预警和抗旱减灾工作提供科学依据。

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50a锡林浩特市降水量变化特征及干旱灾害统计分析

干旱是影响锡林郭勒畜牧业发展最主要的自然灾害之一。文章基于多年降水观测资料,以及《北方草原干旱标准》中降水距平百分率指标的划分依据,详尽分析了锡林浩特市干旱发生的年、季节特征,结果表明:(1)降水量的年代变化呈现明显的规律性:20世纪60、80年代、21世纪前10a年均降水量低于多年平均值,20世纪70、90年代、2010—2014年年降水量高于多年平均值;(2)春季、夏季与年降水量的变化规律一致;冬季降水量的变化比较独特,尤其是2000年以后表现出显著高于多年平均值的变化趋势;(3)锡林浩特市特旱发生概率为9.26%,即10a一特旱;重旱发生概率为20.99%,即5a一重旱;中旱发生概率为24.69%,即4a一中旱;轻旱发生概率为14.81%,即7a一轻旱;无旱发生概率为30.25%,约占1/3。

1961—2010年中国降水量变化分区及其区域特征

为研究中国近50 a(1961—2010年)降水量变化的空间分区及其区域特征,利用598个气象站1961—2010年逐旬降水资料,计算各站的降水量距平百分率,通过经验正交函数(ROF)和旋转经验正交函数(REOF)对降水量变化进行空间分析,进而对中国50 a降水量变化特征进行分区,同时采用线性趋势分析及5 a滑动平均分析方法,分析了全区及各个分区降水量变化特征。结果表明:根据1961—1990年、1971—2000年和1981—2010年3个时段可分别将中国分成12、11和11个降水量变化区。综合3个时间段降水量变化特征,可将中国分为江淮地区、东北中南部地区、中国北部地区、新疆地区、江南和华南东部地区、黄淮地区、西南地区东部和江南西部地区、东北北部地区、华南中西部、青藏地区、西南地区西部11个区域。通过降水量变化特征分析,近50 a中国降水呈现减少趋势,且存在区域差异。降水量减少幅度最大的是黄淮地区,气候倾向率为-13.9415 mm·10 a^(-1),降水量增加幅度最大的是江南和华南东部地区,气候倾向率为23.2075 mm·10 a^(-1)。

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。

自动站与人工站降水量差异分析

利用陕西省8个气象站平行观测期间的自动站与人工站降水量资料,对日降水量差异、造成差异原因以及差异对气候预测评分的影响进行分析。结果表明:日降水量差值基本在正常范围之内,只有3个样本超出了误差范围;采集原理不同、采集时间不同步是造成差异的主要原因;自动站与人工站降水量观测记录的差异,导致个别月份气候预测分级评分出现错级现象,产生了两种不同的评分结果,给正确衡量预测水平带来误差。

文山州40年降水量变化特征研究

采用文山州 8站 196 1～ 2 0 0 0年年总降水量资料 ,绘制 8站年总降水量变化曲线和 5年滑动平均曲线 ,分析了 4 0年来文山 8站年降水量最多年、最少年和降水异常情况、倾向率、每

近60a新疆塔城地区降水及气象干旱变化特征

利用新疆维吾尔自治区塔城地区9个国家气象观测站1961—2020年逐月降水资料,基于降水量距平百分率(Pa)指数,从干旱发生频率、干旱影响范围和强度等方面,分析塔城地区气象干旱的时空分布特征。结果表明:(1)近60 a塔城地区年平均降水量为211.4 mm,呈现西北部多、中东部少的分布格局。年平均降水量呈显著增多趋势,在1986年发生由少到多的突变。(2)近60 a塔城地区共有14 a发生年尺度干旱,占比为23.33%,其中轻旱9 a,中旱3 a,重旱2 a;季节尺度干旱发生频次以夏季最多,冬季次之,春秋两季相当且最少。(3)近60 a塔城地区年、季尺度干旱站次比呈减小趋势,年、季(除夏季外)干旱强度亦呈减弱趋势,干旱影响范围的缩小和干旱强度的减弱使干旱状况有所缓解。从干旱影响范围来看,局域性干旱和全域性干旱发生频数均较高;从干旱强度来看,以轻度干旱和中度干旱为主。(4)AO、PDO指数的变化及ENSO事件对塔城地区干旱事件的发生具有一定指示意义。

基于时间序列的贵阳市烟草生长期内降水量预测

为了对贵阳市烟草生长期内的降水量进行预测,文章利用Matlab、Eviews软件,基于贵阳市1958-2012年5-8月的降水量数据,建立时间序列预测模型。再应用此模型对贵阳市2013-2018年5-8月总降水量进行预测,与实际值对比检验模型的有效性。最后对贵阳市2019-2022年的降水量进行预测,并利用降水距平百分率得出其旱涝等级,从而有效预防旱涝急转对贵阳市经济作物产生的不良影响。

徐州市降水量变化趋势分析

选取2011-2020年徐州66个降水量站资料作为基础数据,采用距平百分率、Spearman秩相关系等方法,分析徐州市降水量变化趋势。结果表明,徐州市2011-2020年中6 a为平水年,年均降水量呈现一定的波动性,总体呈上升的趋势,但上升趋势不显著。因此应当注重加强农业水利设施建设,预防由于干旱和洪涝给农业生产带来大的损失。

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。

干旱指标研究进展及中美两国国家级干旱监测

分析比较了国内外常用的一些干旱指数如降水量距平、标准化降水指数及PDSI等的原理和计算方法。对美国和中国国家级干旱监测业务的发展与现状进行了综述,并详细地介绍了两国干旱监测业务流程、监测方法、产品内容及各自的干旱等级规定、影响评估及预警情况等。

分位数法对多指标干旱等级划分一致性的作用

为了准确掌握干旱严重程度,制定合理的抗旱减灾对策,通常采用多种干旱指标进行旱情评估。然而,多指标干旱划分的干旱等级结果往往存在不一致性,比如某指标评估干旱为轻度,另一指标评估干旱为严重。这种不一致性的原因之一是干旱指标的阈值设定不合理。传统的阈值分割法划分干旱等级受主观经验影响较大,缺乏统一的标准。该文提出采用分位数方法对多指标进行干旱等级划分的思想。针对标准化降水指数和降水距平百分率指数,分别采用传统的阈值分割法和分位数法划分干旱等级,并对结果进行一致性检验和分析。结果表明:分位数法划分多指标干旱等级,得到的结果具有较高的一致性;分位数方法具有广泛的适用性,能够用于多种指标的等级划分;分位数法确定的阈值是随着干旱的季节特性和区域特性动态变化的,具有物理和统计意义。

1980—2015年安徽省降水和干旱的时空变化特征

基于地面气象观测的逐日降水数据,采用降水距平百分率的干旱划分等级,分析了1980—2015年安徽省降水量和气象干旱发生频率、强度的时空变化特征,结果表明:安徽省降水的年际动态和空间差异均较大,秋季降水的变异系数最大,沿淮地区是降水变异系数最大的地区,降水的年际变异随着年代际的增长而增加;在研究时段内安徽省降水呈下降趋势,但趋势不显著,江淮中部降水量下降最多;安徽省气象干旱发生的频率和强度均是秋冬季高于春夏季,秋季和冬季的平均干旱频率分别达到0.36和0.31,春、夏季分别为0.26和0.25,而干旱强度在秋季和冬季分别达到了0.90和0.75;全省平均干旱频率和干旱强度均是在1980—1989年最低,1990—1999年是干旱频率和强度最大的10年;36年平均干旱频率和干旱强度均是从南至北逐渐增大,淮北地区是干旱频率最高的区域,而干旱强度在沿淮区域最大。该研究结果可为安徽省内不同区域的水资源利用策略制定、种植结构的优化与种植模式的调整等提供理论依据。

典型干旱指标在海河流域的适用性评价

海河流域属温带半湿润、半干旱大陆性季风气候区。近年来,随着气候变化和人类活动的影响加剧,干旱灾害已经成为严重制约海河流域社会经济发展的主要因素之一。本文在国内外干旱指标研究的基础上,从气象和综合干旱指标中选取具有典型性且在我国应用广泛的降水量距平百分率、降水Z指数和帕默尔干旱指数(PDSI),综合参考海河流域历史资料,选取1965、1972、1999、1980—1982年作为典型旱灾年,将其史料记载与基于降水距平百分率、降水Z指数和帕默尔干旱指数的海河流域春、夏、秋3季逐月干旱评价结果进行对比分析。结果表明,3种干旱指标中帕默尔干旱指数与典型旱灾年都能很好地吻合。另外,选取典型研究区(北京市),对比分析3种干旱指标评价结果与北京市历史旱灾情况的吻合度,进一步验证了帕默尔干旱指数评价结果的适用性。

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。

辽宁3种旱涝指标的对比分析

根据 1 973～ 2 0 0 2年辽宁 53个台站的月降水量资料 ,选取 8个代表站 ,对降水距平百分率、湿度指标和Z指数 3种方法进行了对比分析 。