一种K干旱指数在西北地区春旱分析中的应用

用西北地区140个气象站1971～2000年的春季降水、蒸发资料,计算了一种K干旱指数,并制定了干旱标准,分析了西北春季干旱的气候特征。对K干旱指数与改进的Palmer干旱指数、降水距平百分率干旱指数作了比较分析;同时利用没有参加干旱指标划分的2001～2005年乌鲁木齐、玉树、兰州和西峰4个代表站(分别代表干旱、高原、半干旱和半湿润地区)的降水、蒸发独立样本资料对制定的干旱指标进行了检验。结果表明,新疆南部、甘肃西部、青海西部是重旱的高发区;新疆北部偏南地区、甘肃北部、南部和东部、宁夏北部、青海东南部、陕西北部是中旱的高发区;新疆西部、甘肃南部、青海西部、陕西东部是轻旱的高发区。K干旱指数对西北春季干旱有较好的监测能力;改进的Palmer干旱指数对干旱区的干旱监测效果好,但对高原、半干旱、半湿润地区的干旱监测有一定的局限;降水距平百分率干旱指数对轻旱和重旱监测效果好,对中旱监测能力差。在2001～2005年的检验中,再次证明改进的Palmer干旱指数对西北地区干旱监测有一定的局限,K干旱指数对西北地区的干旱监测有较好的效果。

基于CI指数和K指数的近40a贵州安顺区域干旱演变特征

利用综合气象干旱指数(CI指数)和K干旱指数,对贵州安顺地区1971-2011年41a来气象干旱的时空分布状况、演变特征及突变情况进行了比较分析.结果表明:对严重的干旱时段,两种指数均能表现出来,对历年干旱过程及灾害的评定结果基本一致;CI指数对干旱的评定更为精细,但K指数延续性更好;分季节的干旱分析中,两种指数对于夏季出现干旱概率较小的结论一致,对各季节平均干旱长度的评判基本一致.对时间演变的线性变化趋势以及M-K检验结果对比分析表明,春季和秋季干旱强度增强、夏季干旱强度减弱、年度平均干旱长度及春、秋季干旱长度增加的这几个趋势,两种方法两种指数结果一致,结论被认为是可信度较高的.M-K曲线检测表明:年度干旱长度在2008年后为增加的趋势,20世纪90年代以来春季干旱强度增强,20世纪末以来夏季干旱强度趋于减轻,秋季干旱强度增强,1970年代中期后春季干旱长度有增加的趋势,秋季干旱长度在20世纪80年代中期到90年代后增加的趋势可能发生了突变.年度干旱强度存在12～14a的长周期和年度干旱长度4～6a的短周期较为可信.

K干旱指数在甘肃省干旱监测业务中的应用

利用K干旱指数及其干旱监测预测业务系统,着重介绍了K干旱指数在甘肃省干旱监测业务中的应用。从K干旱指数的定义、等级、标准、应用及其监测结果与实际干旱状况的比较方面进行了分析。结果表明,与实际的旱情比较,K干旱指数在甘肃省2008年春季、5月、6月、伏期(7～8月)以及秋季前期9月的干旱监测中有较好的监测效果。

SPI与K指数在阿勒泰地区应用的对比分析

干旱是限制新疆阿勒泰地区农牧业生产可持续发展最主要的自然灾害之一,研究适合该区的干旱指标,是进行有效干旱监测的基础。利用阿勒泰地区7个气象台站1961—2009年的月降水量、气温资料,计算SPI和K指数,比较分析了SPI和在该地区应用较好的K指数。结果表明:SPI计算简单,资料容易获取,而且计算结果与K指数有较好的一致性,能够较好地反映该地区干旱状况,特别是SPI可以计算不同时间尺度的指标值,能够满足不同水资源状况分析的要求。对比分析了5种时间尺度的SPI值,发现SPI能较准确地反映该地区的旱涝趋势,尤其是3—6个月时间尺度的SPI值,能较好地反映该地区的干旱发展,12个月尺度对长期连续干旱监测较好。

K干旱指数在干旱监测中的应用

利用丹东地区气象观测站1954—2016年逐月降水量、蒸发量等资料,采用K干旱指数划分干旱等级、监测干旱状况,并检验在实际监测中的应用效果。结果表明,与实际的旱情比较,K干旱指数在丹东地区干旱监测中有较好的监测效果。

基于K指数的四川省3月干旱研究

为研究四川省3月干旱特征,利用四川省144个气象站近50年3月逐日降水、空气湿度等资料,用彭曼修正公式计算出K指数,用保证率方法对K指数干旱标准进行划分,采用克里金空间插值和一元线性回归方法,对四川省3月干旱进行时空特征分析,结果表明:用K指数能较好的研究四川干旱情况;空间分布特征:在3月干旱容易发生于甘孜州及攀西地区,特旱、重旱、中旱、轻旱在甘孜州西南部最为严重;年际变化特征:在3月盆地西南部、盆地西北部、盆地东北部干旱程度有加强,而川西高原、攀西地区、盆地中部、盆地南部干旱程度有减弱。

基于K干旱指数的朝阳地区干旱气象分析

利用1960—2013年朝阳地区5个气象站的降水量和蒸发量数据,计算K干旱指数,分析朝阳地区的干旱情况。结果表明:朝阳地区常年处于轻中旱的旱象之中,全年干旱指数呈上升趋势,上升幅度为0.046 2/10 a,仅20世纪90年代呈下降趋势,而20世纪80年代上升最为明显,春季干旱指数明显上升,夏季和秋季有小幅度上升,冬季呈下降趋势。朝阳地区的全年干旱指数,自20世纪80年代末以来有明显的上升趋势,是从1985年的突变现象开始,到20世纪90年代末增长趋势最为显著。在过去54 a间,朝阳地区干旱指数共有4次突变。春季的朝阳地区,从1977年一次突变现象开始干旱指数就呈上升趋势,20世纪80年代末开始上升趋势持续显著,夏秋冬季突变现象较多,UF和UB曲线呈震荡状态,都存在短时期的下降趋势,但干旱指数基本维持着小幅增长趋势。

干旱指标及其在新疆阿勒泰地区干旱监测分析中的应用

干旱是限制新疆阿勒泰地区农牧业生产可持续发展最主要的自然灾害之一,研究适合该区的干旱指标,是进行有效干旱监测的基础。采用新疆阿勒泰地区7个气象站1961-2008年4-10月月平均气温、降水量资料,首先通过Thomthwaite方法计算潜在蒸发量确定K干旱指数,然后对R指数、Z指数、K指数3种干旱指标进行了分析,结果表明,在监测诊断干旱轻重程度上,K指数能较客观地反映出干旱程度,R指数和Z指数监测干旱程度较轻。在此基础上,基于K指数建立的阿勒泰地区干旱监测评价的强度指数和面积指数,对该地区近48年来干旱的变化进行了分析,表明该地区干旱灾害主要集中在春夏季节,春夏连旱几率较高,强度较大;该地区干旱灾害具有阶段性特征,近年来干旱发生的频次有增多的趋势,其中秋季干旱相对较为明显。

中国区域干旱的持续性特征研究

利用1961-2012年中国区域586个气象站的降水、气温、日照时数、相对湿度、风速等资料计算了逐月K干旱指数,在此基础上,对全国16个区的干旱持续性特征进行了研究.结果表明:华北、河套、西北地区东部、西南地区北部、黄淮及新疆南部地区干旱的持续性较强,常发生3个月以上的长期干旱过程,并且容易在旱情解除后的短期内(1个月)再次出现干旱;而南方、东北和新疆北部地区干旱的持续性较弱,以1个月的短期干旱为主,且干旱过程之间的时间间隔相对较长,大多为3个月以上;华北、河套、西北地区东部、西南地区北部和南部、以及华南地区的干旱过程在冬、秋季开始的频次最高,且大部分在春季结束,而冬、春两季的干旱明显比夏、秋两季偏多.100°E以西(新疆北部除外)的广大地区干旱过程的开始时间主要集中在秋季,结束时间集中在春、冬两季;同时,冬季和秋季干旱多发,其次是春季,夏季出现的干旱频次最少.

3种干旱指数对贵州省安顺市历史罕见干旱的评估分析

采用降水距平百分率、K干旱指数和综合气象干旱指数(Ci),通过3种指数各自的干旱等级划分,对2009年夏秋季到2010年冬春季发生在贵州省安顺市的历史罕见的干旱过程进行了评估比较。结果表明:3种干旱指数对此次历史罕见的干旱灾害的干旱时段,干旱发展、缓解、解除阶段均有一定的指示意义。此次干旱过程是一次涉及气象、水文、农业、社会经济方面的综合性特大干旱过程。3种指数对干旱发展趋势的描述基本一致。K指数最能体现冬春季农业和大部分时段水文干旱的实况,Ci指数可体现大部分地区农业干旱的实际。K干旱指数对夏秋季旱情评估偏重,但由于其考虑了蒸发,对水文上水分的欠缺有一定的反映,对干旱彻底解除的时间判定较为合理。降水距平百分率则不够稳定,特别是在降水基数少的时段,对干旱结束时间判定较差。对月和季干旱的评定,冬季干旱最严重的时段K指数评定最好,Ci和降水距平百分率则对夏秋季干旱评定较为合适。

近60年中国区域干湿转换早期预警信号

近年来,中国各地干湿转换越来越频繁。干湿转换事关区域性洪涝、干旱等灾害事件的形成。如何有效识别干湿转换过程,寻找其早期预警信号是目前非线性动力学研究的热点科学问题,但目前对此类转换过程的识别及其早期预警信号尚缺乏有效且深入的研究。幸运的是,临界慢化理论在研究复杂非线性动力系统的早期预警信号方面展示了重要潜力。鉴于此,本文基于临界慢化原理,对我国13个干旱分区的代表站的K干旱指数资料进行处理,研究其干湿转换的早期预警信号。首先通过滑动t检验确定K干旱指数序列干湿转换的时间,进而借助于表征临界慢化现象的方差和自相关系数,研究了K干旱指数干湿转换的早期预警信号。结果表明,不同干旱分区代表站的K干旱指数序列均出现了不同程度的干湿转换;各代表站在其干湿转换发生前10年内均出现了方差和自相关系数增大的临界慢化现象,表征了临界慢化现象可能是干湿转换发生前的一个早期预警信号;论证了临界慢化理论作为突变早期预警信号的可靠性,为该方法的广泛应用提供了理论和实验基础。

基于SPI指数的惠州市干季干旱趋势分析

本研究依据1971—2017年10月到次年3月惠州市气象观测站降水资料,运用标准化降水指数(SPI)、M-K突变检验和小波分析等指标分析了惠州市干季的干旱趋势。结果表明:1971—2017年,惠州市干季总降水量在1971—2004年呈下降趋势,而2004—2017年呈显著的增加趋势;干季干旱情况以正常为主,而季节性干旱表现为以轻微干旱为主,中等干旱次之,并未出现严重干旱以及极端干旱的情况;干季干湿转换表现为突变现象,1975年为湿润到干旱转变的突变年,而2015年为干旱到湿润转变的突变年;惠州干季干湿震荡主周期为15～32年和5～15年,近47年10年左右的时间尺度上存在着7次干湿交替,且小波系数大于0的等值线到2017年并未完全闭合,表明未来几年惠州干季仍处于湿润化趋势阶段。

2000—2018年黑龙江省干旱时空特征分析

干旱指数是反映气候干旱程度的指标,其是监测和评估干旱事件的有效工具。文中以黑龙江省为研究区,采用标准化降水蒸散指数(SPEI),结合干旱面积比、干旱频率和单位面积干旱强度,利用M-K检验方法、GIS空间分析方法和统计分析方法,从多角度分析研究区干旱的时空特征,揭示2000—2018年黑龙江省干旱的时空变化规律。研究结果可为区域干旱防灾减灾风险评估提供参考依据。

4种干旱指标在陕西的适用性比较分析

利用1971-2012年陕西96个站点逐月气温、降水、蒸发资料计算降水距平百分率(Pa)、SPI、K指数和Z指数,并对各指数在监测不同时段、区域和程度干旱等方面进行对比分析。结果表明:SPI指数能较好地反映陕西各季节不同程度旱情,Pa对夏秋季轻到中旱监测效果最好。各指数对各区干旱发生次数的监测效果,陕北、陕南属SPI监测效果较好,Pa次之;关中Pa整体监测效果较好,Z指数对中旱发生次数监测效果较好。SPI在各区总体适用率均高于其他3个指数。SPI和Z指数对轻旱反映较好;中旱SPI监测结果与实际差异最小;重度以上干旱4个指数均反映较好,其中K指数与实际一致率最高。研究结果表明,SPI指数更适用于陕西大范围不同时段的常规干旱监测,具体业务应用中还应根据实际情况和需要选择不同干旱指标。

新疆阿勒泰地区夏旱风险评估分析

针对小区域历史干旱灾情资料缺乏,用传统的统计模型进行风险估计精度不高的特点,基于模糊数学和信息扩散理论,对干旱区阿勒泰地区夏旱进行分析,并结合Surfer软件对夏旱风险进行了区划。结果表明,阿勒泰地区夏季旱灾年年发生,出现偏旱的风险概率接近80%,发生重旱的概率约30%,农牧业严重受损程度较大;轻旱风险概率分布上东、西部大于北部和中部,重旱分布正好相反,干旱高风险区主要集中在中部及北部,这一地区应该成为阿勒泰防御农业干旱的重点区域。

三种气象干旱指数在塔里木河流域应用的对比分析

为分析塔里木河流域的干旱情况,选取K指数、降水距平百分率(P_a)指数和S指数,对比分析三种气象干旱指数在塔里木河流域的时空分布特征和典型年的干旱评价结果。结果表明,三种指数对降水量敏感性较高。流域干旱变化趋势评价结果中,K指数和P_a指数结果呈湿润化,S指数则相反;流域干旱频率的评价结果中,K指数和S指数保持一致,频率自西南向东北递减,而P_a指数为递增趋势;K指数对干旱频率高的地区评价结果较好。典型干旱年的验证结果表明,K指数和P_a指数能较好监测到流域重特旱年的干旱站点,S指数各等级的监测效果较差。综合分析表明,K指数在塔里木河流域的干旱监测适用性较好,研究结果对干旱半干旱地区的干旱监测具有重要参考价值。

气候变化背景下贵州夏旱变化特征分析

该文利用贵州境内1961—2015年84个站点的气象观测数据,得出贵州近55a来具有气温增高、年总降雨量在平均值附近波动的气候变化特征。在此气候变化背景下,根据贵州省地方干旱标准(DB52_T_1030-2015),利用夏旱强度指数公式、小波分析,M-K检验等方法,对贵州夏旱变化特征进行分析。结果表明:近55a来,夏旱强度指数随时间在平均值附近波动,夏旱强度指数多年平均值为132.35,达到中旱级别,且每年均出现不同程度的夏旱。2005年为夏旱强度指数的突变年,突变年后,多年平均值较突变前升高16;突变发生后,夏旱强度指数明显增强,指数大于145的区域明显增大,介于101~115之间的区域明显减少。夏旱强度指数具有20~21a的主周期特征,且具有从西部到东部逐渐变强、东部重西部轻的特征。

黄淮海地区干旱分区研究

黄淮海作为中国粮食主产区,在气候变暖趋势下干旱风险增加,如何在水资源紧缺局面下更好的应对农业生产,分析黄淮海地区干旱分布情况具有十分重要的意义。基于农业干旱原则选取降水量、地形地貌等指标构造干旱分区指标体系,并利用K-均值聚类法对黄淮海地区进行干旱分区。结果显示,黄淮海地区被分为极轻旱区、轻旱区、中旱区、重旱区和极重旱区;地理位置越靠近内陆,地势越高干旱情况越严重,且山东河南两省干旱情况在省内空间分布差异较大。推进黄淮海不同地区抗旱差异化管理,能够更有针对性的投入抗旱资源,减少旱灾损失。

营口地区干旱指标的确定

采用降水距平百分率、Z指数、K指数和辽宁省干旱指标,根据大石桥和盖州1987~2006年的气象资料,对营口地区干旱指标的确立进行研究。结果表明,辽宁省干旱指标经过修正比较适合评价营口地区的干旱;降水距平百分率准确率也较高,但只对春旱敏感;Z指数对春旱、夏旱、秋旱都不敏感;K指数一致性较低,但对春旱较为敏感。

东北地区夏季旱涝指标的确定

使用改进的指标法解决东北地区夏季旱涝灾害的评判问题.利用最小二乘法确定指标法中的需水系数,使用参数估计证明了改进的指标法需水系数优于原方法参数.最后进行数值实验,结果表明东北地区夏季旱涝指标选取改进后的指标更为合理.