Reconstruction of the Rainfall in Rainy Season Based on Historical Drought/Flood Grades

On the basis of historical yearly drought and flood grades from A.D.1470 to A.D.1949, the ten-year mean precipitation in the rainy season in Wuhan district was reconstructed by means of statistical method. The reconstructing method was testified to be simple and effective.

考虑旱灾风险的水库分级分期旱警水位内涵与确定方法

水库蓄水是重要的抗旱应急水源,设定水库旱警水位是提高水库抗旱减灾能力的重要措施。本文基于已有成果,拓展旱警水位的概念与内涵,提出了轻旱、中旱等干旱典型年Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级与Ⅳ级分级、分期旱警水位的控制原则;将水库调度模型与计算农业需水量与需水过程的AquaCrop-OSPy模型结合,以农业生产因旱损失风险最小为目标,模拟不同等级干旱典型年在不同初始水位下的水库运行过程与农业生产因旱损失风险,并绘制农业生产因旱损失风险曲线;以损失风险等级分界点所对应的水库水位为分级旱警水位;采用AquaCrop-OSPy模型模拟多种灌溉方案下各典型年的农业生产,计算各月供水率与农业减产率的偏相关系数,来表示各月的需水敏感度,以此作为时段水量对冲和旱警水位分期的依据。以东庄水库为例,选择其供水区域内的主要农作物夏玉米与冬小麦进行了实例分析。结果表明:旱警水位的分级与分期控制反映了临界调控理论与水量的时空对冲调控;农业生产因旱损失风险变化曲线呈现连续、多拐点、三阶段的变化特征,东庄水库轻旱年旱警水位为Ⅳ级预警,中旱和重旱年为Ⅳ级、Ⅲ级与Ⅱ级预警,特旱年为Ⅱ级、Ⅰ级预警,旱警水位从时间上分为7—12月、1—4月和5—6月三期。

水稻芽期抗旱性综合评价及鉴定指标鉴选

以蒸馏水处理为空白对照,将20份水稻品种种子用浓度为20%PEG-6000(聚乙二醇)的溶液处理,测定整个发芽周期内的发芽势、发芽率、根芽长、干物质变化及相关生理指标,并应用多种统计方法进行抗旱性分析、综合评价,探讨芽期抗旱性鉴定方法及指标。结果表明:干旱胁迫降低了绝大部分品种发芽势、发芽率、根芽长、根芽干质量、SOD活性等,对根芽长、物质消耗的抑制作用较萌发相关指标更强;提高了剩余种子干质量、POD、CAT、MDA、β-淀粉酶、可溶性糖、脯氨酸等;除根数和可溶性糖在品种与干旱胁迫互作间、根芽比在干旱胁迫间、脯氨酸在品种间差异不显著外,所有指标在干旱胁迫间、品种间及干旱胁迫和品种互作间差异达显著水平。应用改进的分级法、隶属函数法、主成分法分别进行抗旱性综合评价,3种综合评价指标间均极显著正相关,其中以分级系数和隶属函数综合值评价结果优于主成分法。聚类分析表明,20个品种芽期干旱胁迫下可分为5个不同抗旱性类群,其中‘冈优99’抗旱性很强,‘德香4923’‘内6优138’‘川香优6号’‘川优6203’抗旱性较强。储藏物质转化率、活力指数、萌发抗旱系数、芽长、芽干质量与各综合指标显著相关性,且与萌发相关单项指标显著相关。综合分析表明,储藏物质转化率可作为水稻芽期抗旱性首选指标,活力指数、萌发抗旱系数、芽长、芽干质量可以作为备选指标,而分级系数、隶属函数综合值可作为抗旱性精确鉴定的综合指标。改进的分级法进行综合评价应用效果较好,可作为综合评价法适用。此外,综合评价法可较好评价参试品种芽期抗旱性强弱,且以分级法、隶属函数法综合评价法较优。

箭筈豌豆种质资源苗期抗旱性综合评价

抗旱种质资源的筛选与评价是抗旱品种选育的基础。鉴定箭筈豌豆(Vicia sativa)种质资源的抗旱性,确定抗旱评价指标和方法,筛选抗旱种质资源,为抗旱箭筈豌豆品种的选育提供基础材料。本研究采用苗期反复干旱法,对52份箭筈豌豆种质资源的抗旱性进行了综合评价。结果表明:干旱胁迫显著降低了箭筈豌豆的株高、地上部干鲜重、地下部干鲜重、根冠比以及根瘤数。相关分析表明,地上部干鲜重与株高显著正相关,与地下部干鲜重和根冠比显著负相关。主成分分析共提取出5个主成分,其累计贡献率达到86.33%。聚类分析结果表明,供试箭筈豌豆资源可分为高抗旱型、抗旱型、中抗型、敏感型和极度敏感型5个类别。地上部生物量和株高与箭筈豌豆抗旱性的关联度较高,它们可作为箭筈豌豆种质资源苗期抗旱性评价的重要指标。VS35、VS34、VS30和VS21的抗旱能力强,可作为抗旱品种选育的亲本材料。而VS16、VS28、VS27和VS46的抗旱能力较差,但可作为箭筈豌豆抗旱机理、调控机制等方面研究的基础材料。

江河断面分级分期旱限水位(流量)确定方法

江河断面旱限水位(流量)是流域干旱预警的重要指标,可作为启动流域抗旱应急响应、指导水利工程开展抗旱调度的重要依据。本文针对江河断面旱限水位的相关概念和技术问题,完善了江河断面旱限水位(流量)的内涵,指出其是表征河流进入低枯状态即将产生社会经济与生态环境缺水风险的水位(流量)阈值。考虑不同干旱程度及干旱期用水规律,从分级分期的角度提出适用于不同类型河段的江河断面分级分期旱限水位(流量)确定方法。通过对渭河临潼断面和抚河廖家湾断面的实例应用,验证了算法对资源约束型和综合约束型断面的适用性和合理性。本研究为水旱灾害防御部门制定江河断面旱限水位(流量)提供了通用算法,能够为干旱预警决策提供科学依据和技术支撑。

基于Bayes判别构建吉林省玉米干旱发生等级动态预警模型

利用吉林省1961-2020年逐日气象资料和1980-2019年玉米发育期数据,采用水分亏缺指数构建玉米生长季逐日干旱等级序列,并分析玉米干旱发生规律。通过秩相关分析和Bayes判别分析,构建吉林省玉米干旱发生等级动态预警模型,并对其进行评估及应用。结果显示:吉林省中西部和东部的延边州是典型玉米干旱区,播种-出苗、拔节-抽雄是玉米干旱高发时段。在典型玉米干旱区,春旱动态预警模型预测基本准确率大致介于60%~90%,卡脖旱动态预警模型预测基本准确率普遍介于80%~100%。各分区玉米生长季干旱等级预警模型的平均预测基本准确率均超过90%,不同发育阶段干旱等级预警效果东部优于中西部。对于2020年玉米干旱过程,春旱预警模型预测准确率为55.7%~78.7%,卡脖旱预警模型预测准确率为60.7%~80.3%;模型预警等级与实际旱情发生等级基本一致的准确率在91%以上,说明基于Bayes判别的玉米干旱等级预警模型在吉林省应用效果较好。

湖北省不同等级降水特征及其与旱涝的关系

基于湖北省1961—2020年71个国家站逐日降水数据,利用降水异常指数Z和线性分析等方法,分析不同地区降水特征及与旱涝关系,结果表明:(1)湖北省年均降水自北向南递增,山区冬夏季雨日相当,降水量鄂西山区>鄂东山区>江汉平原>汉江河谷;(2)雨日随等级减小,大等级降水多发生于鄂东南。鄂西北暴雨占比最小,鄂西南各等级降水相当,江汉平原及以东地区中雨及以上量级降水贡献率较大;(3)年均雨日呈衰减趋势,降水量相反,而山地平原夏季雨日贡献率增加。小等级降水比例减小,年代际变化中降水日数呈减少趋势,而降水量“中间偏多,两端偏少”;(4)雨日对降水量的贡献率远高于降水强度。暴雨的距平变化可基本反映旱涝年。

基于SPEI的近30年山东省干旱变化特征分析

针对近年来频繁发生干旱气候灾害的山东半岛地区,文章选取16个气象台站(菏泽、济宁、枣庄、聊城、泰安、临沂、日照、济南、淄博、德州、滨州、东营、潍坊、青岛、烟台、威海)1991—2020年的降水、气温、日照观测资料,采用标准化降水蒸散指数作为干旱特征指数,计算了山东省各站1991—2020年逐月SPEI值,对山东省近30年来干旱发生趋势、干旱发生频率和各干旱等级发生频率的时空格局特征进行了分析。结果表明:(1)山东省西南部菏泽、济宁、泰安一带和东北部潍坊附近地区干旱变化增长趋势较明显,其余地区干旱变化增长趋势不明显,部分地区干旱变化呈减弱趋势。(2)山东省南部和半岛地区潍坊附近干旱发生频率较高,北部德州、东营干旱发生频率较低,干旱发生频率存在空间分布上的差异。(3)鲁西北地区济南附近极端干旱发生频率最高,鲁中地区泰安附近中度干旱发生频率最高,鲁东南地区临沂附近轻度干旱发生频率最高。

近50年四川地区旱涝时空变化特征研究

根据1961-2007年四川地区123个测站的逐日降水资料和NCEP/NCAR逐月再分析资料,采用Z指数作为旱涝等级划分标准,分析了四川地区旱涝出现的频率,采用EOF、REOF分析、趋势分析、滑动t检验以及小波分析等方法,研究了四川地区旱涝灾害发生、发展的空间演变特征及时间变化趋势。结果表明,该地区旱涝事件的空间分布可分为4个区,分别是四川盆地东部区、西部区、川西南山地区和川西高原区。从时间变化趋势上看,四川盆地东部区、川西南山地区和川西高原区由偏旱逐渐向偏涝转变;而四川盆地西部区由偏涝逐渐向偏旱转变。4个分区的周期振荡特征显著,有明显的年际变化和年代际变化。夏季西太平洋副热带高压及南亚高压位置的南北变化、高原季风的强弱变化分别对四川盆地东部区、西部区及川西高原区的旱涝事件有显著的影响。

我国单站旱涝指标确定和区域旱涝级别划分的研究

根据１９５１～１９９５年各月降水资料，在全国选取８个代表站，测试了３种单站旱涝指标，并作了相互比较，认为Ｚ指数方法最优．在此基础上，以华北地区为例，选取８０个站点。

云南极端气候干旱的特征分析

应用云南124个站点1961-2011年的旬、日、月降水和气温资料,采用综合气象干旱指数和逐日降水分析云南1961年以来的干旱强度。以云南的干旱过程强度指数为-50、区域代表站的干旱过程用强度指数为-100以上选取极端干旱较为合适,选取干旱强度最大1962/1963、1968/1969、1978/1979和2009/2010年为极端干旱年进行分析表明,在4次极端干旱过程中,强度最强的是2009/2010年出现的秋冬春初夏连旱,是有气象记录以来最强的,其造成的危害及经济损失也最大,其次是1978/1979年、1968/1969年和1962/1963年出现的冬春初夏连旱。云南干旱灾害出现频繁、持续时间长,其分布具有一致性的特点,干旱出现的时段大致在冬、春及初夏季,而近年来秋季干旱呈频发之势。由于云南降水分布极不均,造成各地干旱强度指数存在差异。除滇西、滇西南局部边沿地区降水偏多,出现极端干旱相对较少外,云南大部,特别是云南中部及东部地区最容易发生极端干旱。从1970年代以来,云南出现严重干旱的强度及持续时间呈加重趋势。

农业旱灾脆弱性定量评估的可变模糊分析法

农业旱灾脆弱性反映了整个农业系统对干旱的适应、反应和应对能力,农业旱灾脆弱性的研究对一定致灾强度下的灾害预防有积极作用。该文在根据对农业旱灾脆弱性相关研究的基础上,给出衡阳市农业干旱脆弱性评估分级区间界限值,根据可变模糊集合理论,提出农业旱灾脆弱性定量评估的多指标多级别的可变模糊分析方法。定量评估分析结果表明,衡阳市农业旱灾脆弱性的级别全为III级,其强弱的排序为衡南、衡阳、常宁、衡东、衡山、耒阳、祁东,较客观地反映了衡阳市的农业干旱脆弱性等级和强弱排序。

旱情评价综合指标研究

以淮河流域为研究对象,分析各类型因素与旱情的相关性,确定主要影响因素降雨量、流量和蒸发量。建立旱情综合指标函数,根据降雨量、流量和蒸发量的资料,确定其各自影响旱情严重程度的权重系数,构造出综合干旱指标,以指标函数值对旱情进行分级,以等级来反映旱情的严重程度。

干旱指数CI的确定及其在新疆的应用

利用综合干旱指数CI,计算了新疆的干旱等级,并对CI指数定义的干旱等级在新疆的适用性作了分析。对北疆代表站的计算结果与实际情况的相关性达到了72.1%,南疆准确率为60.1%,可运用于对新疆的气候干旱监测业务。

呼伦贝尔草甸草原不同土壤水分梯度下羊草的光合特性

为探索气候变化引起的干旱可能对呼伦贝尔草甸草原生产力造成的影响,利用Li-6400便携式光合测定系统对呼伦贝尔草原4个土壤水分梯度下羊草的光合生理指标进行测定。结果表明:羊草叶片净光合速率的日变化在土壤质量含水量为(40±1)%、(20±1)%及(10±1)%的条件下呈双峰曲线,峰值分别出现在8:00和16:00,有明显的光合午休现象,在干旱胁迫(土壤质量含水量为(5±1)%)条件下变化趋势平缓,曲线双峰特征不明显,净光合速率大幅下降;叶片蒸腾速率和气孔导度的日变化趋势均呈双峰曲线;不同土壤水分梯度下羊草叶片胞间CO2浓度的日变化与净光合速率日变化趋势相反。通过光响应的研究表明,土壤水分胁迫使最大净光合速率、光饱和点、表观量子效率以及水分利用效率降低,而光补偿点升高。干旱胁迫降低了呼伦贝尔草甸草原植被的光合生产能力,从而可能导致草地生产力大幅下降。

基于可公度理论的关联规则算法在干旱中的预测研究

利用可公度理论中的三元-五元可公度式及其拓展式,从粗粒度角度对郑州地区从1901年-2000年严重干旱等级以上记载年份进行可公度数统计和分析,依据预测结果结合数据挖掘理论中的关联规则算法作进一步推演和修正,结果表明该方法预测准确率达80%,同时预测从2013年-2015年郑州市不会发生严重以上等级干旱。

基于降水量距平百分率的中国西南和华南地区的冬旱特征

利用我国西南和华南地区131个测站近50a的降水资料和NECP资料,采用线性趋势分析、合成分析、小波分析、功率谱分析等方法,通过季尺度降水距平百分率将冬旱分为无旱、轻旱、中旱、重旱和特重旱5个级别,分析了近50 a我国西南和华南地区各级别干旱的空间分布及时间变化特征。结果表明:在这一区域中,每一个级别的干旱都有从东向西增多的分布趋势;重旱、特重旱集中出现在川西南—云南、广东南部;各级别干旱都无明显的气候趋势,1963年是干旱最重的年份,主要在云南、广东等地,其次是1969年、2009年、1974年,但2010年末期干旱面积增大,强度增强。各级别的干旱具有2~3 a的周期,特重旱年有显著的6 a周期;干旱频率高的地方连旱频率也高,连旱年数增多,分布范围减小。

基于气象指标优化模型的自贡地区干旱等级评定

以自贡地区季节性干旱为研究对象,基于区域综合干旱评价中不同指标评价结果具有不确定性,利用逐日平均气温、降水量、土壤湿度等单项气象指标资料,选取降水距平百分率、湿润度指数、土壤含水量、标准化降水指数4种干旱评价指标,运用加权法判定各评价指标的权重,并采用改进的TOPSIS评价模型,按照《气象干旱等级》(GB 20481-2006)评价标准,对自贡地区2017年1-6月旱情进行综合指标评价。研究结果表明:1月和2月为特大干旱,3月为轻旱,6月为无旱,与自贡地区同期气象干旱实况监测一致;由于评价与监测时间尺度不同以及降水时空分布不均,使得4月和5月的评价结果与实况重旱不完全一致,但在统一评价时空尺度时改进TOPSIS模型评价结果客观并且符合自贡地区实际情况。

陕西榆林地区明代旱灾与气候特征

通过对榆林地区文献资料的搜集整理,运用统计方法和小波变换,研究了该地区明代旱灾的等级、频次、周期和气候特征。结果表明,榆林地区明代共发生旱灾70年次,平均0.25次/a,且以大旱灾为主,夏季是旱灾多发季节。旱灾的发生具有明显的阶段性,1375-1424年、1555-1584年、1590-1614年是3个旱灾少发阶段,1480-1504年、1520-1539年、1625-1644年是3个旱灾多发阶段。榆林地区明代旱灾的准周期是3 a,8 a,17 a,39 a。各等级旱灾准周期相近,短周期约为3～4a,大旱灾的第一主周期为39 a。提出了榆林地区明代存在6个干旱气候事件,干旱气候事件期间,该区由半干旱气候变为干旱气候;大旱灾发生年的年降水量为320 mm左右,中度旱灾年的年降水量380 mm左右。

干旱指标及等级划分方法研究

对国内外干旱指标和等级划分方法进行了对比分析,探讨了常用干旱指标的计算原理、功能、适用范围及优缺点,并结合大凌河流域的实际情况,提出了适用于该流域的干旱指标划分体系,最后利用历年干旱资料,对干旱划分等级进行了验证。