辽宁省旱涝急转特征与趋势研究

【目的】旱涝急转事件有较高的突发性和致灾性,明确辽宁省旱涝急转的特征与趋势,为辽宁省旱涝灾害预警与水资源应急管理提供依据。【方法】旱涝急转指标是进行旱涝急转研究的基础,利用辽宁省19个气象站点1970—2020年的降水数据,分别采用长、短周期旱涝急转指数(LDFAI、SDFAI)进行时空特征分析,并指明旱涝急转指数的异同,实现对辽宁省旱涝急转事件的量化识别。【结果】结果表明:(1)1970—2020年辽宁省LDFAI与SDFAI总体呈上升趋势,未来辽宁省干旱转洪涝风险正逐步提升;(2)辽宁省旱涝急转事件的发生概率空间差异性显著并且与辽宁省的降水分配不均密切相关;(3)SDFAI重心变化幅度明显大于LDFAI,LDFAI与SDFAI迁移中心主要集中在辽宁省中部盘锦、鞍山、营口等地。【结论】总体来看,辽宁省旱涝急转现象频发,且具有周期性,强度逐年增大。研究结果可为辽宁省科学应对旱涝灾害和提高水资源应急管理能力提供参考。

近50年鄱阳湖流域入湖总水量变化与旱涝急转规律分析

近年来,鄱阳湖区低水位提前且持续时间延长,河湖水位不断突破历史最低值,对鄱阳湖湿地生态系统健康造成不利影响.鄱阳湖入湖总水量与鄱阳湖水位及旱涝变化密切相关,分析其趋势及周期规律对鄱阳湖生态系统保护具有重要意义.利用1959—2009年鄱阳湖逐日入湖总水量实测资料,采用线性回归分析、Mann-Kendall秩次相关检验、滑动平均法和小波分析方法分析了鄱阳湖年入湖总水量的变化趋势,最后,采用旱涝急转指数分析了鄱阳湖4—7月的旱涝急转规律.研究表明,鄱阳湖年入湖总水量序列无明显趋势变化;小波分析和小波方差分析表明鄱阳湖年入湖总水量存在19年的主周期,且1—3月、4—6月、7—9月和10—12月不同季节的入湖总水量则分别存在31、19、17、14年的主周期,而四个季节入湖总水量的主周期共同决定着年入湖总水量的主周期;基于鄱阳湖入湖总水量的变化分析,应用长周期旱涝急转指数研究旱涝急转规律.结果表明,在4—5月与6—7月之间,鄱阳湖在长时期内存在旱转涝和涝转旱的交替循环过程,且进入21世纪以来旱转涝和涝转旱的间隔年份不断缩短,表明鄱阳湖流域"旱涝"和"涝旱"转换越来越频繁.

1951—2015年洞庭湖区旱涝演变及典型年份旱涝急转特征分析

旱涝灾害是制约洞庭湖区经济发展的重要因素,为预测湖区旱涝灾害变化趋势,该文选取1951-2015年洞庭湖区及其周边地区35个气象站点的逐月降水量数据,利用标准化降水指数和夏季长周期旱涝急转指数,辅以小波分析方法,分析近65 a来研究区域的旱涝演变及典型年份旱涝急转特征。结果表明:该区旱涝事件发生的频率高,不同时间尺度旱涝事件发生的平均频率为42.62%。在季节尺度上,夏季洪涝事件发生的频率最高,为33.33%,冬季干旱事件发生的频率最高,为41.54%;在年代际尺度上,20世纪70年代干旱事件发生的频率最高,为25.83%,其次是2001-2015年,频率为22.99%,90年代洪涝事件发生的频率最高,为30%。该区域旱涝变化有4个特征时间尺度,分别为4、10、25和31 a,预测湖区在未来几年降水偏多。洞庭湖区3个区域的旱涝变化大抵一致,但在不同时期仍存在一定的差异。湖区近65 a来有15 a的LDFAI绝对值大于1,旱涝急转现象较频繁,不管是旱涝变化还是旱涝急转变化,东、西洞庭湖区的变化趋于一致,南洞庭湖区与东洞庭湖区旱涝急转变化差异较大。

皖北地区旱涝演变及急转特征

根据皖北及其周边的16个气象站点1961～2013年每日降水数据,利用SSPI指数和夏季长周期旱涝急转指数,分析了皖北年降水量时空变化、旱涝发生频率的空间分布特征及旱涝急转规律。结果表明,皖北的年降水量呈微弱的减少趋势,呈现出从西北向东南递增的趋势;皖北干旱与洪涝在不同时间尺度下分布较为均匀,呈现出反复交替出现的情况。从时间尺度看,秋季为旱涝高发时期;从空间尺度看,淮北、宿州、蚌埠为秋季干旱高发区,阜阳、宿州为春季洪涝高发区;旱涝急转事件均为旱转涝事件,在2000年之后旱涝急转事件具有更高的发生频率,占53年中旱涝急转次数的40%。

1951-2016年长江荆南三口地区旱涝演变与急转特征分析

根据荆南三口地区22个气象站点1951—2016年月降水资料,采用标准化降水指数(SPI)及夏季长周期旱涝急转指数(LDFAI),辅以EOF分析、小波分析、M-K检验等相关分析方法,分析荆南三口地区66年旱涝的变化特征。结果表明:(1)旱涝年际变化较大,20世纪50年代前涝后旱、60—70年代整体干旱、80年代旱涝交替、90年代洪涝、21世纪前涝后旱,且四季均可发生旱涝事件。(2)空间尺度可分为3个区域类型,东南部(湿润区)、中部(降水均匀区)、西北部(偏干区),且季节空间分布上存在较大差异,西北部的五峰、宜昌、荆州等地四季干旱较多,中部的安乡、南县、华容等地四季洪涝较多。(3)年与四季多以5年、10年周期为主,并具有30~35年的长周期。(4)旱涝急转指数在1981年和2015年发生显著变化,而旱涝强度在1972年和2014年发生显著突变。(5)宜昌、石门、澧县等夏季多为旱转涝;五峰、宁乡、安乡、华容、常德等地夏季多为涝转旱。

黄土高原北部地区榆林市旱涝急转特征及其对作物产量的影响

黄土高原北部的榆林地区是我国北方典型的农业生态环境脆弱区。基于榆林市1981—2018年作物生育期(5—8月)的逐日降水资料,采用长周期旱涝急转指数(LDFAI)对旱涝急转进行趋势分析,采用M-K进行突变检验验证,比较不同类型旱涝急转事件下作物产量的变化特征。结果表明:①在时间尺度上,1981—2018年间榆林市作物生育期旱涝急转事件的发生频率为34.37%,旱涝急转强度从1990年代逐年代降低。②在空间尺度上,榆林市1981—2018年多年平均旱涝急转指数及强度在空间上分布一致,均呈现为“东高西低”的特征,多年平均高值区分布在东部地区,多年平均低值区分布在西部山区。③涝转旱事件对作物产量影响显著,发生涝转旱事件,粮食单产、大豆单产、薯类单产分别显著减少17.85%(P<0.05)、16.63%(P<0.05)、19.46%(P<0.01)。根据榆林市农业生产特点提出旱涝急转农业综合应对措施建议,包括加强作物灌溉管理、作物品种优化和丰富农业气象灾害保险体系。

粤东北汛期旱涝急转时空变化特征分析

基于粤东北12个国家气象站1965—2019年的月降雨量资料,通过定义汛期长周期旱涝急转指数(LDFAI)及强度,辅以线性趋势分析、Mann-Kendall检验和EOF分析等统计分析方法,分析了粤东北近55 a汛期旱涝急转时空分布特点及典型年份旱涝异常特征。结果表明:近55 a粤东北汛期长周期旱涝急转特征以涝转旱为主,通过筛选分析典型年份汛期旱涝异常事件得出相关认识;旱涝急转指数和强度的区域平均序列变化趋势不明显,指数的年际变化差异大、强度的年际变化较稳定并伴有阶段性的突变;旱涝急转指数以20世纪90年代以前差异最显著,20世纪90年代以后差异趋于减小;旱涝急转指数强度在1973年、1989年和2005年出现显著增大;粤东北汛期LDFAI年均值空间分布差异较大且均为负值(连平-5.25~丰顺-0.27),汛期旱涝急转指数EOF展开的第一特征向量空间分布呈自西北向东南减小的特点,河源地区旱涝急转强度较梅州地区更明显。