帕默尔干旱指标及其应用研究进展

干旱灾害是世界各国,尤其是我国最为严重的自然灾害之一.不同领域、不同应用中所定义的干旱指标各不相同.气象干旱是其他各类干旱的基础,而帕默尔(Palmer)干旱指标是气象干旱的主流指标,有着广泛的影响,该指标能反映干旱的成因、程度及开始、结束和持续时间,具有物理意义明确、涉及资料容易获得和参数计算简便等特点.根据国内外大量文献,对帕默尔干旱指标的研究进展进行了回顾,对其应用进行了总结,同时对未来帕默尔旱度模式的进一步修正进行了展望.     

中国东部干旱特征及其对策

本文阐述了帕默尔干旱指标的原理、优点及其计算方法。文中用济南和郑州两站的资料对帕默尔干旱指标进行了修正,建立了适合我国东部地区的干旱指标,并计算了我国东部地区150个站(1951.1～1980.12)的干旱指数值,分析了我国东部地区的干旱特征。根据其干旱普遍存在、持续期长和强度大的特点,提出了相应的干旱对策。     

广东干旱逐日动态监测模型及其应用

干旱本质上是一种持续的水份亏缺现象，干旱的严重程度是水份短缺多少及其持续时间长度的函数。借鉴帕默尔（Palmer）旱度模式中的土壤水份平衡概念，采用逐日气温和降水量资料，对土壤有效含水量（分上、下2层）进行了逐日滚动模拟，提出了以下层土壤有效含水量构建逐日干旱动态强度指数（ID），该指数物理意义明确，实时资料可得，能够刻画干旱过程的丰富细节，实现对干旱发生、发展及其强度的逐日动态监测与评估。根据，。的动态变化，精确定义了干旱过程的开始和结束日期，提出了干旱过程强度指数（IDC），实现了对干旱过程的事后定量分析和评估，从而形成了兼具逐日动态监测和后评估功能的一个干旱监测指标体系。     

云南省Palmer旱度模式的建立——2010年干旱灾害特征分析

2010年春季云南省发生了特大干旱灾害,造成了严重的经济损失。按照Palmer旱度模式的思路,利用云南省的气象和土壤数据,建立了云南省的Palmer旱度模式。通过将计算得到的Palmer指数值与云南省的实际旱涝灾情历史记录进行对比,发现所建立的Palmer旱度模式能够较好地反映云南省的旱涝情况。基于该模式对2010年云南特大干旱灾害进行了特征分析,结果表明,此次干旱灾害是云南省30年来干旱变化过程中的一次突变。而且结果显示,在2010年的云南干旱灾害中,严重干旱地区整体呈现东西走向的空间分布,极端干旱地区主要分布在云南省的东南部。     

西南地区短期/长期综合干旱指数的构建与应用

西南地区雨水充沛、气候湿润,但近年来,该地区严重干旱频发,造成了难以估量的经济和社会损失。干旱评估作为干旱灾害监测与防御的一个重要方面,如何准确评价并预测研究区域的旱情是当前研究的热点和难点。以西南地区南盘江小龙潭以上流域为研究区域,基于日降水、日蒸发、日均气温等水文气象资料,采用栅格化的新安江模型,对研究流域进行日尺度模拟,根据模型计算的栅格土壤含水量以及栅格产水量分别计算土壤相对湿度指数和标准化径流干旱指数,综合改进的帕默尔指数、帕默尔水文干旱指数、帕默尔水分距平指数、不同时间尺度的标准化降水蒸散发指数,利用主成分分析方法,分别研制基于新安江水文模型的短期/长期综合干旱指数并探讨了其在南盘江流域的适用性。结果表明:短期综合干旱指数和长期干旱指数均能很好识别并评价南盘江流域的历史干旱。该研究成果可为西南地区及其他地区建立和健全干旱监测与预警系统提供重要参考。     

基于游程理论和Copula函数的辽宁省农业气象干旱特征研究

基于辽宁省近30年的气象站点逐月气候数据,计算SPEI-3指数作为农业气象干旱指标,利用游程理论对辽宁省的干旱特征变量进行识别,使用Copula函数同时从站点尺度和区域尺度对辽宁省干旱特征的联合分布和重现期进行了分析。结果表明:Frank-Copula函数对辽宁省农业气象干旱特征变量联合分布特征模拟效果最好;在相同干旱历时和干旱强度的条件下,各站点的联合重现期比单变量重现期小。干旱事件多集中在干旱历时小于4个月,干旱强度小于3的情况下发生;辽宁省不同干旱类型发生概率由高到低的排序为:季内中旱、跨季中旱、月内轻旱、半年以上重旱、月内中旱、季内轻旱。其中在季内中旱、月内轻旱和月内中旱的情况下,辽西地区发生干旱的概率最高;当干旱历时保持一致,随着干旱强度的增加,其最大最小联合重现期有明显增大的趋势;而当干旱强度保持一致,随着干旱历时的增加,不同干旱等级下联合重现期的变化规律不一致。     

福建气象干旱风险监测预警和评估技术

利用1961-2017年逐日气温、降水、风速气象资料,根据国家标准"气象干旱等级"中定义的MCI指数,结合干旱历史记载,采用多年平均值无量纲化处理、百分位数法确定致旱因子权系数和阈值,构建与国家干旱业务体系相一致的、适合福建的气象干旱监测预警和强度评估体系:确定全省范围内监测气象干旱可能带来灾害影响的临界阈值,用于发布干旱预警;继而根据符合预警的历史干旱过程,研制了福建全省和9地市不同区域气象干旱过程强度定量化评估指标,用于动态的过程强度评估、相似过程比较和历史排位分析等。经过2018年实际业务检验、2018年历史相似年份对比分析和历史重大干旱过程的验证,表明所确定的指标具有很好的业务应用价值。通过系统平台业务化建设,实现了对区域气象干旱风险实时动态监测预警、未来一周干旱预估和过程定量化评估,为干旱灾害防御和风险控制提供了科学的依据。     

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。     

山西旱涝动态诊断

干旱是山西的主要气象灾害，但长期以来，该省一直没有一个科学的、实用的干旱指标。分析了目前有关干旱指标研究的不同思路和方法，结合山西省实际情况，给出了适合该省的“综合判断法”和“Z指数”干旱指标，并建立了“山西旱涝动态监测预警服务系统”，该系统可以从不同的角度对山西省的旱涝状态实施动态诊断。     

用马尔可夫链模型预测宁南山区旱情

宁南山区干旱频繁,严重影响农业生产。根据固原气象站35年(1957～1991)雨量资料,应用马尔可失链模型预测了该区1992～1996年的雨量与旱情趋势。结果表明,今后五年将出现三年春夏旱、二年正常,秋季有四年正常、一年多雨;预测的1992年4～6月和6～9月的干旱等级值与实际完全相符。该模型预测结果有较高可信度,对该区农业生产有参考价值。     

中国北方地区干旱化趋势与防御对策研究

利用最新的气象资料，计算并分析了中国北方地区与干旱有关的气象因素（可能蒸散量、水面蒸发量和降水量）的区域分布及其20世纪90年代的变化情况，结果表明，从总体上来看，20世纪90年代的干旱程度略轻于前30年的平均水平，但地区间存在显著差异，内蒙古东部地区，京津冀地区干旱有所缓解，山西大部分地区、陕西、宁夏南部、甘南及青海部分地区，则干旱有所发展，其它大部分地区的干旱程度几乎没有变化，最后，根据该地区的具体情况，提出了相应的防御干旱进一步发展的对策。     

山东省干旱灾害的变化特征及相关分析

干旱灾害是山东省的主要气象灾害之一，是影响经济要持续发展的重要因素。本文利用山东省近４０ 年的家业旱灾灾资料和降水资料，分析了灾情特征和致灾咽子变化 特征，探讨了旱灾损失与降水异常的内在联系建立了干旱受灾面积评估模式，为探索农业灾情评估和预测提供了依据。     

论科学抗旱——以2009年的抗旱保麦为例

干旱是影响我国农业生产最严重的灾害之一。2009年初北方冬麦区出现了严重的气象干旱,但由于苗情基础好和底墒充足,以作物长势为标准的农业干旱大部地区较轻、仅局部较重。虽然河南、安徽两省抗旱保麦取得一定成效,但从整个北方冬麦区看,仍有不少经验教训值得总结和吸取。对干旱的认识与对策存在一系列误区,特别是混淆了气象干旱与农业干旱、冻害与干旱、突发型灾害与累积型灾害的区别,把抗旱简单等同于浇水,轻视农艺抗旱,一些媒体的过分炒作违背科学且不符实际。分析2009年北方小麦仍然获得丰收的原因时,指出少数麦田受旱受冻较重的根源在于播种质量差,并对今后如何提高科学抗旱水平提出了若干基本原则和具体建议。     

盛夏一次区域性强沙尘暴天气个例分析

利用常规气象观测资料,对2005年7月17日发生在甘肃省河西走廊近20年最强的一次区域性夏季强沙尘暴天气过程从气候成因、天气形势和动力诊断等方面进行了分析探讨,并对天气现象发生前后期地面气象要素的变化进行了研究。结果表明,这次强沙尘暴天气是在河西走廊地区长时间极端干旱的气候背景下,新疆冷空气分裂东移南下,配合本地极有利的热力不稳定层结条件,锋面过境引发了大风沙尘暴天气。沙尘暴发生前后期温度、气压、相对湿度等气象要素有显著性突变。     

江苏省近40年农业干旱发生规律

利用１９６０年至１９９８年全省各站降水量、蒸散量和旱情记载等资料，研究确定了干旱指数计算的方法和不同季节的干旱指标。在此基础上，分析总结了江苏省近４０年来的农业干旱发生规律，发现９０年代以来江苏省秋旱发生概率呈上升趋势。