Variation Characteristics of Droughts and Floods in Deyang Area in the Past 30 years

Based on the data of annual average precipitation in Deyang area and its five stations (Mianzhu, Deyang, Zhongjiang, Shifang and Guanghan) from 1984 to 2013, the annual precipitation anomaly percentage was calculated, and then the flood and drought situation in Deyang area was graded to discuss the variation characteristics of droughts and floods in the past 30 years. The results show that the cycle of droughts and floods in Deyang was about 3-5 a. The precipitation anomaly percentage indicates that the climate in Deyang area of Sichuan tended to be dry slowly in the past 30 years, and Deyang gradually entered a dry and warm period.

Palmer干旱指数、地表湿润指数与降水距平的比较

利用中国气象局整编的1951年1月～1999年12月中国160站气温、降水月平均资料,计算了我国160站近49年逐月帕尔默干旱指数、地表湿润指数和降水距平百分率。对比研究表明:PDSI指数和地表湿润指数能抓住降水是干旱最重要的决定因素这一特征,并且,能反映出干旱过程具有更大的时空尺度。在实际蒸发较大的地区,PDSI指数比降水距平百分率描述干旱强度更准确。对于华北地区,在20世纪80年代以前,降水偏多,气温偏低,最大潜在蒸发较小,处于相对湿润的时段;80年代以后,降水偏少,加之气温的升高,华北的干旱越来越严重。

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。

基于降水距平百分率的驻马店市夏玉米主要生育期干旱风险分析

[目的]对作物生育期进行干旱风险分析,为有效进行干旱风险管理,实现作物高产稳产提供科学依据。[方法]本研究利用驻马店市1970-2019年7个代表站点的降水资料,结合夏玉米生育期,以降水距平百分率作为干旱指标,分析驻马店市夏玉米不同时段干旱时空特征及干旱风险。[结果]各站点各尺度夏玉米干旱以轻旱和中旱为主,占总干旱事件的86%~100%;而重旱和特旱的发生相对较少。从空间分布上看,南部地区的干旱发生强度和频率相对较小。从月尺度来看,驻马店市东北部的平舆站的夏玉米干旱风险最高,6月、7月、8月的干旱风险指数分别为31.20、19.44和27.36;南部的正阳站的夏玉米干旱风险最低,6月、7月、8月的干旱风险指数分别为19.04、15.60和15.60。从季节尺度来看,西北部的驻马店站的夏玉米干旱风险最高,干旱风险指数为18.72;南部的正阳站的夏玉米干旱风险最低,干旱风险指数为9.36。[结论]在实际生产中,应结合夏玉米的生长阶段及降水情况,重点关注北部及西部干旱风险较高区域的干旱防御工作,以减少干旱损失。

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。

基于不同时间尺度的贵州沿河县干旱风险分析及评估研究

2022年,长江流域发生较为严重的大范围干旱。根据长系列降水历史资料,以位于长江流域的贵州沿河县作为分析研究对象,结合贵州省现有干旱标准及正态信息扩散原理,对沿河县2022年不同时间尺度下的干旱程度进行定性和定量分析,并对沿河县三季度、四季度、8—10月及全年各等级干旱进行风险分析。分析表明,从季尺度来看,沿河县2022年发生中旱及以上标准的有三季度、四季度、8—10月,其中8—10月达到重旱标准,重现期为95 a;从年尺度来看,沿河县2022年干旱为中旱,重现期为32 a。

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。

基于降水距平百分率的衡水市干旱趋势分析

掌握区域降水序列对落实水资源管理、工农业生产发展均具有重要意义。利用衡水市1956—2015年降水观测资料,统计分析了降水的年际变化和季节变化特性,用降水距平百分率指标作为干旱等级情况的评价指标体系,分析了不同等级干旱的时空分布特征。分析结果表明,衡水地区夏季降水呈现增长趋势,降水年际及春、秋、冬季均呈现减小变化,降水年际和季节变化明显,但是2001—2020年降水呈现增长的态势,表明未来发生干旱的可能性降低。研究成果为干旱预测预警及防灾减灾工作提供数据支撑服务。

近50年来中国夏季降水及水汽输送特征研究

利用1951—2006年中国448站夏季降水资料、NCEP/NCAR VersionⅠ的再分析资料,研究了近50年来中国夏季降水年代际变化特征及其分区,并从季风性水汽输送的变化角度出发,讨论了影响中国一些主要地区降水变化的可能机制。研究发现:(1)从总体上来说,自1951年至今,中国夏季降水水在3个突变时段,即1956—1960年,1980年前后以及1993年以后。且90°E以东突变后的主要变化特征都是多雨区由北向南传播,而90°E以西则是多雨区由南向北传播;(2)近56年来就110°E以东的中国东部夏季降水而言,1980年以后多雨区由华北南移到长江中下游,又于1993年以后由长江中下游继续南移至华南;(3)中国东部各地区降水和850 hPa风场、整层水汽输送场的相关分布一致表明,中国110°E以东各降水区以南为来自偏东偏南的季风性异常水汽输送,而以北为来自偏北风和相应的异常水汽输送,两者在降水区汇合造成风和水汽输送异常辐合。因而,西太平洋副热带高压南侧的东南季风及其异常水汽输送、北方冷槽的偏北风及其异常水汽输送是中国东部夏季降水异常的主要成员,这和一般认为的这些地区降水异常来自孟加拉湾的季风性异常水汽输送的观点不同,需要作进一步研究。总之,对于中国东部旱涝的形成,应该重点注意来自西北太平洋副热带高压西侧的直接或间接经南海到达的异常西南季风性水汽输送。

三种干旱指数在山西省干旱分析中的比较

利用1957-2003年山西省30个测站逐月、逐年降水量、平均气温资料、降水距平百分率、帕尔默指数和Z指数等三种干旱指数的计算方法和判定标准,分别在山西省北部、中部、南部和全省的旱涝状况进行判定的基础上,对三种干旱指数的判定结果进行了比较和相关分析。结果表明:(1)从旱涝年发生频次来看,降水距平百分率判别干旱的趋势可信度最高,帕尔默指数次之,Z指数相对较低;(2)在干旱强度判定方面,Z指数判定的干旱级别比降水距平百分率指数偏大二个级别,比帕尔默指数偏大一个级别。帕尔默指数判定干旱的强度比较符合实际;(3)降水距平百分率直观地表现了自然降水的多寡对造成旱涝的影响,Z指数更适用于反映单站的旱涝变化,P指数描述干旱强度方面更占优势。

1961-2015年新疆降水及干旱特征分析

基于1961-2015年新疆地区51个气象站过去55 a逐日降水资料,借助标准化降水指数、降水距平百分率表征干旱,利用线性趋势,K-means聚类,Mann-Kendall非参数检验,Morlet小波分析等方法,分析过去55 a降水及干旱变化特征。研究表明:(1)过去55 a新疆降水量、雨日整体呈上升趋势,相关系数为0.83,降水量增加主要表现为雨日增长;降水空间分布和聚类得出,降水呈现显著"北多南少"格局,3个降水分区的降水量表现为Ⅲ区>Ⅱ区>Ⅰ区。(2)干旱指数SPI、降水距平Pa极显著相关,干旱频次、影响范围、严重性总体呈现下降趋势;干旱变化率空间分布整体存在一致性,由南向北干旱缓解趋势增大,但局域上又有异质性,北疆个别站点干旱加剧;(3)干旱变化具有周期性,主周期为8 a,次主周期为4 a、16 a。

TRMM降水数据在气象干旱监测中的应用研究

针对热带降雨计划卫星（TRMM）的降水数据在气象干旱监测中还未有应用的现状,论文利用TRMM 3B43降水数据产品,以2008年10月~2009年2月间我国北方冬麦区气象干旱为监测实例,采用降水距平百分率指数对干旱的空间演变过程进行了监测。监测结果显示：（1）累积降水距平百分率,由于充分考虑了前期降水的累积效应,其气象干旱监测结果与实际情况极为吻合。（2）在2008年10月~2009年2月期间,我国北方冬麦区气象干旱先后经历了一个不断加重到逐渐缓解的过程。其中,2009年1月份的干旱程度最高,干旱核心区主要分布在北京南部,天津、河北中南部,山西大部,陕西北部,山东西部,河南中北部,湖北北部以及安徽北部等广大区域;至2009年2月底,受多次有效降水过程的影响,我国北方冬麦区的抗旱压力则得到极大缓解。（3）TRMM降水数据较地面气象站点观测,具有较好的时空连续性,在全国性及区域性宏观气象干旱监测中具有较好的应用前景。

两种干旱指标在干旱致灾因子危险性中的对比分析——以宁夏为例

致灾因子是灾害风险分析理论体系中的重要组成部分,干旱致灾因子危险性指数由干旱强度和发生概率共同决定。基于致灾因子危险性指数计算模式,对比分析了宁夏中南部山区降水距平百分率和标准化降水指数两种常用干旱指标在致灾因子危险性中的应用。分析结果表明,基于两种干旱指标的宁夏中南部山区干旱致灾因子危险性分布趋势一致,且均与实际相符,考虑到计算的简单易行,可以选择降水距平百分率作为宁夏干旱致灾因子危险性指数分析的依据。从全区干旱灾害风险区划的分析表明,宁夏干旱致灾因子危险性大致呈由南到北逐步增加的趋势。

基于两种方法的四川水稻气候干旱风险评价对比

利用四川省159个站点1960-2010年逐日降水量、日平均气温资料和水稻生育期资料,分别将降水距平百分率、相对湿润度指数作为干旱指标,分析四川省水稻分蘖期、拔节-孕穗期和抽穗-扬花期不同气候干旱等级发生概率,构建水稻气候干旱灾害风险模型,评估四川省水稻分蘖期、拔节-孕穗期和抽穗-扬花期以及全生育期的气候干旱风险。结果表明,四川省水稻气候干旱风险较高的生育期主要是拔节-孕穗期和抽穗-扬花期,利用降水距平百分率和相对湿润度指数得到的风险区划结果存在一定差异,但其风险分布趋势相近。从水稻全生育期看,风险较高区域主要集中在四川盆地和四川西北部部分地区,川南地区发生干旱的概率较小。研究结果有利于降低干旱对水稻生产造成的损失,为水稻干旱评估和制定防灾减灾措施提供科学依据。

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。

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。

三种干旱指数在云南省的适用性分析

利用云南省29个测站1981—2010年的月降水资料,计算每个测站逐季的3种干旱指数:降水距平百分率(Ap)、z指数(Iz)和标准化降水指数(Is,p),并将云南省划分为滇西北、滇西南、滇中、滇东北和滇东南地区,对比3种干旱指数在不同地区、不同季节判定干旱灾害等级上的适用性.选取其中的一个指数作为该地区、该季节的最佳指数,建立了适用于云南省分地区、分季节的干旱指数体系.利用1981—2000年的干旱灾情资料对该体系的应用数据进行检验,结果表明:在春季,滇西北、滇西南及滇东南地区,选择Ap判定干旱等级较为适合,滇中部选择Iz以及滇东北地区选择Is,p判定干旱等级更加适合;在夏季,云南省各地选择Is,p判定干旱等级与灾情资料更加符合;在秋季,云南各地选择Ap比另两个干旱指数更贴近实际;在冬季,云南省各个地区选择Iz判定干旱等级更合适;并且该体系的准确性在与干旱灾情资料进行对比后得到了证实.

基于GIS的安徽省淮河流域1978年历史大旱模拟与评估

干旱灾害是中国重大自然灾害之一，严重影响着城乡居民生活和工农业生产。基于GIS技术模拟区域历史大旱时可再现历史大旱发生过程与影响范围，对防旱抗旱具有重要意义。以安徽省北部6个地级市为研究区域，将降水距平百分率作为旱情评估指标，采用GIS空间技术对研究区1978年历史大旱的旱情进行了模拟与评估。结果表明，1978年干旱影响范围广、历时长，大部分地区3～9月发生了持续干旱，约37％的区域达到特大干旱等级。评估结果与实际情况相吻合，说明GIS技术在区域干旱模拟与评估研究中具有较广泛的应用价值。

东北地区近50年降水量变化特征的分区

为了研究东北地区50年(1961~2010年)降水量变化的空间动态分布,利用该区87个气象站1961~2010年逐月降水资料,计算各站的降水量距平百分率,通过正交旋转主因子分析方法,分别对1961~1990,1971~2000,1981~2010年3个时段的降水量变化情况进行分区,并探讨分区结果的年代际差异。结果表明:基于旋转载荷向量,1961~1990、1971~2000与1981~2010年3个时段东北地区降水量变化特征均可划分为4个区域,1971~2000年和1981~2010年两个时段的降水量变化特征分区较为相似,而1961~1990年降水量变化特征分区差异明显;综合3个时段的分区结果 ,东北地区可分为东南部、东北部、西北部、中部偏西和西南部5个降水量变化特征区域,其中中部偏西地区降水变化比较稳定,北部地区东西两侧1961~1990年的降水量变化特征不同,而南部地区东西两侧在1971~2000年和1981~2010年两个时段降水量变化特征出现差别,形成两个区域。