东北三省近55a旱涝时空演变特征

东北三省是我国重要的粮食主产区,而干旱和雨涝对该区域农业生产的影响不容忽视。为全面反映东北三省旱涝时空分布特征,基于研究区70个气象站点1960-2014年逐月降水数据,计算了不同时间尺度的标准化降水指数(SPI)。在分析旱涝频率、旱涝发生范围及旱涝空间分布特征的基础上,利用经验正交函数(EOF)及K-means聚类方法,对不同时间尺度分别进行了旱涝分区。结果表明:(1)旱涝时空变化特征:不同时间尺度旱涝频率与其发生范围差异显著,1960-2014年间东北三省春季与冬季存在湿润化趋势,夏季、秋季、生长季及年际尺度均略呈干旱化趋势,且东北三省遭遇雨涝的风险略大于干旱;(2)旱涝分区方面:黑龙江省同时受干旱和雨涝风险最大,其次分别为辽宁省与吉林省。     

山东省旱,涝,地震灾害的时序特征及其相互关系

分析了山东地区历史干旱、洪涝和地震灾害时间分布特征及其相互关系，发现旱涝与地震灾害一样具有不同时间尺度的准周期活动特征，且地震与旱涝具有一定相关关系．如内陆大地震多与干旱活动相继发生，海域地震多发生在洪涝活动时期；破坏性地震前多发生干旱，震后又常有洪涝相随等。进而对山东旱涝活动进行了初步分期。文中还对上述现象的成因作了简单分析。     

珠江流域旱涝急转事件识别指数优选研究

针对现有旱涝急转事件识别方法有效性未得到验证与充分讨论的问题,以珠江流域为例,基于1961-2020年的日气象与土壤墒情资料,结合游程理论,探讨旱涝识别指数SPI（标准化降水指数）、SPEI（标准化降水蒸散发指数）和SWAP（标准化加权平均降水指数）等3种指数在识别珠江流域短周期旱涝急转事件的适用性,结论如下：根据水资源二级区将珠江流域划分为10个子流域,同一子流域内气象与土壤条件相近,子流域之间降水变化趋势具有明显差异,降水空间分布异质性强;结合流域产汇流特点,前期降水影响日数为14 d时,急转发生时期降水集中性与土壤墒情同步变化最明显,可作为旱涝急转事件识别的前期降水影响因子;3种旱涝识别指数中,基于SWAP的识别方法具有识别结果有效性高、对识别结果归纳准确度最优且归纳能力强的优势,可作为结合游程理论的最优旱涝急转事件识别指数。     

长江流域旱涝灾害特征研究

利用长江流域地区(1956-2007年)148个站点全年的逐日降水资料,采用Z指数作为旱涝指标,对长江流域地区旱涝的转化规律及其时空变化特征进行了探讨,结果表明:长江流域降水量具有明显的年际变化,夏季和年降水量的变化趋势一致;春季的降水周期较夏季具有明显的周期性,从研究的时段内看,春季降水周期为17 ～21年为主,夏季以10～ 15年为主周期;旱涝灾害发生的频率与降水量、暴雨出现的频数呈现正相关,旱涝空间分布上存在一定的结构性,干旱大都发生在长江上游地区(四川和云南的一部分地区)以及湖北部分地区,洪涝主要发生于长江中下游地区,特别是在湖南、安徽、湖北等地.     

40年来本溪地区的旱涝变化特征及其评估方法

利用本溪地区40年（1961-2000年）来的气象和水文资料，对大气和农业两方面的干旱，采用降水Z指数变化方法和彭曼综合法，分析了该地区的旱涝变化规律，探讨了相关的旱涝评估方法和标准。     

全球变暖与中国旱涝灾害大势的初步研究

旱涝灾害受气候变化的制约，还深受人类活动的影响。本研究一方面用历史类比方法研究近５００年我国历史冷朝时期的旱涝分布特征，另一方面分析人类活动，特别是城市建设发展对旱涝灾害的影响。最后将两者叠加，勾划出全球变化和未来社会经济形势下我国旱涝灾害分布大势。结果显示：在未来稳定暖的时期，长江中下游、江南、华南及嘉陵江上游地区易涝，其中以东南沿海为甚；黄淮、华北、环渤海湾地区易旱，其中以黄淮为甚。     

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。     

云南省近500年旱涝灾害时间序列的分形研究

根据云南省近500年的旱涝灾害时间分布序列,应用R/S分析,预测了未来旱涝灾害的发生时间,但预测时间尺度不同,结果也不同,因此仅从旱涝灾害发生的时间序列本身来预测,需确定其能够预测的时间范围;应用Smalley算法分别对云南省干旱和洪涝灾害的时间序列特征进行分析,干旱年发生时间序列的分形维数为0.5498,洪涝年发生时间序列的分形维数为0.4923,具有明显的分形特征,均小于Cantor集合的0.6309,可见云南省旱涝灾害发生的自组织程度可能会提高。分形研究的结果反映的仅是云南省近500年旱涝灾害时间序列的平均状况,由于旱涝灾害的分布具有空间差异,因此需分别研究不同程度灾害区旱涝时间序列的分形及多重分形特征。     

近55 a吉林中西部玉米生长季旱涝时空特征分析

玉米是吉林中西部地区的主要粮食作物,明确该地区玉米旱涝灾害的时空变化特征,有利于该区域制定防灾减灾应对措施。本文采用M-K突变检验法、线性趋势分析法和IDW反距离加权法,基于水分盈亏指数(CSWDI)和旱涝等级,揭示吉林中西部地区近55 a玉米生长季旱涝时空分布特征。结果表明:玉米需水量和有效降水量在抽雄-乳熟期最大;出苗-拔节期水分盈亏指数区域性差异最大,旱涝交替现象最为频繁;中旱及以上频率分布空间上趋于一致,均为由吉林西部向中部递减;出苗-拔节期,中涝及以上频率分布具有明显的区域性,其频率值范围在0~15%之间,由吉林西部向中部递增,其余三个生育期,中涝及以上频率值较低。纵观整个生长季,吉林中西部地区玉米更易受旱灾的影响。     

厄尔尼诺事件对河南省降水的可能影响

本文采用小波变换方法分析了近50年来赤道东太平洋月海温距平序列和河南省月降水量距平序列的多层次时间尺度结构，对厄尔尼诺事件和河南降水的周期变化规律进行了对比分析，并讨论了厄尔尼诺对河南降水的可能影响。结果表明，厄尔尼诺事件对河南降水有一定程度的影响；表现为厄尔尼诺年大多对应河南雨涝年，而反厄尔诺年大多对应干旱年；NINO海区SST的冷暖结构和河南降水的旱涝变化之间具有较好的对应关系，而且两者都存在准2年和4－8年的周期变化。     

长江流域春夏旱涝灾害与太平洋海温关联性研究

基于长江流域区域1956-2011年50年气象资料和同期太平洋海温资料,采用Z指数、EOF、REOF、SVD分析等方法,探讨长江流域春季和夏季旱涝特征及其旱涝事件与极端海温异常之间的关联性,得出以下结论。1REOF的Z指数春夏季节旱涝空间分区特征显示,春季前6个模态的累计方差贡献率能够达到61.2%,收敛速度较平缓,夏季前6个模态累积方差贡献率更低,只有52.1%。2前冬太平洋海温的变化与长江流域旱涝的态势呈显著相关关系,春季海温场与长江流域旱涝Z指数场的SVD第一模态显示,长江流域的东北区的旱涝与厄尔尼诺显著相关,当赤道东太平洋海温升高,西太平洋海温降低时,长江流域东北地区偏涝,而长江流域的西部地区偏旱,反之亦然。3夏季海温场与长江流域旱涝Z指数场的SVD第一模态,表明太平洋海温分布主要呈现南北向的分布,当赤道中东太平洋海温偏高,北太平洋海温偏低时,长江流域夏季中部地区偏涝。反之亦然。第二模态,全球海温呈现厄尔尼诺类型的分布,中东太平洋是负相关,而在西太平洋为显著负相关。     

自然灾害风险的行为主体特性与时间尺度问题

文章认为：要正确理解灾害风险的概念内涵,首先必须深刻认识灾害风险的行为主体特性,即,自然灾害风险是相对于行为主体——人类及其社会经济活动而言的;灾害风险依赖风险载体某种“价值”的存在而存在;灾害风险随人类某种社会经济活动目标的变化而变化。文章还认为：时间尺度问题,尽管比较复杂,但却是深刻认识、正确评价和有效管理灾害风险所必须澄清的基本问题,灾害风险中的时间尺度可通过如下几方面加以理解和认识,即,不同类别的风险载体具有不同的灾害风险有效时间尺度;不同种类的灾害风险具有不同的时间尺度特性;在不同的时间尺度上,同类灾害风险具有不同的形式和特点。     

东江流域干旱等级演变及主要因子影响

选用1956～2009年降水、气温、径流、水库出入流和社会经济用水的月系列资料,基于标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散指数(SPEI)和标准化径流指数(SSI),分别评估东江流域气象干旱和水文干旱的等级分布。通过对比它们之间的干旱等级变化,分析干旱演变特征及降水、潜在蒸散发、下垫面、水库径流调节作用、社会经济耗水对流域干旱等级的影响,为流域抗旱减灾的水资源管理决策提供科学依据。结果显示:(1)气象干旱和水文干旱均主要表现为春旱(1～3月)和冬旱(10～12月),这与流域降水年内分配特征一致;(2)考虑降水和潜在蒸散发共同作用与单一考虑降水影响比较,更多的气象干旱其等级在冬季上升,春季则下降,这与流域气温年内变化规律一致;(3)气象干旱向水文干旱传递过程中,更多的干旱其等级在冬季下降,春季则上升,且存在跨多个干旱等级的跳跃变化,这与流域下垫面在产汇流过程的延滞作用有关;(4)水库径流调节作用显著降低了水文干旱等级,社会经济用水则导致水文干旱等级上升,但水库径流调节作用对东江流域水文干旱的影响更为显著。     

东北地区玉米低温冷害规律研究

以东北地区10 km×10 km的气象要素插值资料以及作物发育期资料为基础,通过计算每个网格点上热量指数和热量指数临界值,得到每个网格点上低温冷害指标值。在此基础上对低温冷害指标进行经验正交分解和小波分析,得到其时空变化规律及多时间尺度特征。玉米冷害3个空间分布型时间系数的分析表明,东北地区玉米低温冷害存在如下规律:第1模态在1971-1992年,呈现准8 a的周期变化规律,第2模态没有呈现很好的周期性规律,第3模态在1963-1974年,呈现准2a的周期变化规律。热量指数变异系数低值区主要分布在平原地区,中值区和高值区主要分布在大兴安岭、小兴安岭、长白山地区以及吉林省白城市沙地,山地和沙地的变异系数要高于平原地区。     

福建省近50年旱涝时空特征演变——基于标准化降水指数分析

旱涝灾害是影响我国的主要气象灾害之一。利用福建省60个气象站1960-2006年逐月降水观测资料,采用标准化降水指数(SPI)、M ann-Kendall检验、正交经验分解函数和旋转经验正交分解函数等方法,分析了近50年福建省旱涝时空变化的特征。结果表明:(1)福建省近50年总体上向涝的趋势发展,SPI指数在20世纪60年代先升后降,至70年代中后期开始上升,80年代初发生短暂下降,此后持续上升,上升趋势一直持续到21世纪。(2)旱涝呈现阶段性变化,1960-1972年、2000-2005年为干旱发生频繁的阶段;20世纪70年代中后期、90年代则为雨涝频繁的阶段。(3)根据旱涝特征差异,福建省可划分为闽东南沿海、闽北、闽东与闽西等4大区域,4个区域总体上与全省具有相对一致的旱涝趋势,但在某些时段南北方向上的不同区域之间存在差异。(4)福建省20世纪70年代中期和2000年以后旱涝变率最大,20世纪80年代初变率最小,且4个区域也表现出类似的特征。     

不同诱灾因子对秦岭南北旱涝灾害影响

运用旱涝指数模型,计算、分析了不同诱灾因子对秦岭南北旱涝灾害影响.研究表明:①秦岭南北旱涝灾害与太阳活动存在相关性.具体表现为:太阳黑子处于峰年或谷年时关中与陕南地区形成旱涝灾害,且20世纪60-80年代太阳黑子数与旱涝指数呈负相关,80年代以来呈正相关;②厄尔尼诺年与秦岭南北旱涝灾害有一致性.1957-2006年50年中,发生厄尔尼诺事件为15次,在事件当年和次年关中、陕南地区发生旱涝灾害概率分别为:75%与50%,且间隔6年以上的两次厄尔尼诺之间,必有一次干旱年和多雨年;③太阳黑子与厄尔尼诺对关中与陕南影响既具有一致性,又存在差异.     

基于SPEI的豫东地区近50年干旱演变特征

干旱是我国发生最频繁、持续时间最长、波及面积最大的一种自然灾害。基于1961-2010年逐月平均气温和降水数据,应用标准化降水蒸散指数(SPEI)定量分析了商丘地区月尺度、季尺度和年尺度上的干旱发生频率和发生强度,揭示了该地区干旱发生的时空演变特征及干旱发生的原因。结果表明,SPEI值能够较好地反映商丘地区干旱的时空特征;随着时间尺度的增大,SPEI值波动幅度减小,干旱发生频率降低。近50年商丘地区历年、各季及月尺度均有干旱发生,干旱发生频率总体呈上升趋势,且各地区之间分布不均匀;四季中以冬、春两季干旱发生最为严重,其次为秋季。在干旱发生的年际变化方面,商丘地区在1966年、1968年和2008年发生了大范围的持续干旱。干旱发生强度分布呈现东部较高,中西部较低的特点。欧亚大气环流异常稳定、厄尔尼诺现象和气温的升高对干旱发生的贡献不可忽视。     

巢湖流域旱涝时空特性分析

利用巢湖流域14个站点39年(1961~2000年)的降水观测资料,采用Z指数作为旱涝指标,运用地理信息系统(GIS)等方法,对巢湖流域汛期旱涝的时空变化特征进行了分析探讨,其结果表明:巢湖流域旱涝灾害十分频繁,旱涝灾害发生的频率和降水量呈现正相关关系,具有阶段性和周期性等特性,空间分布上存在一定的结构性,巢湖流域北部为易旱易涝区,西部为易旱区,东南部、南部是易涝区,中北部是不易旱易涝区。     

广西月尺度旱涝急转时空演变特征

近年,我国南方旱涝并存、急转突变现象突出,因其灾害严重且难以预防,已成为当前亟待攻关的热点问题。本文基于标准化前期降雨指数(SAPI)计算广西1961～2017年逐月旱涝急转指数(SDFAI),在讨论其阈值和适用性基础上,分析了区域旱涝急转事件的时空演变特征。结果表明:①SDFAI在广西具有较准确的识别能力,其临界阈值为1.2(旱转涝)和-1.2(涝转旱),57年时段旱转涝(涝转旱)事件百分率为4.07%(2.5%);②广西旱转涝事件年内分配以4月最多(12.59%)、12月最少(5.24%),涝转旱事件则以6月最多(21.88%)、12月最少(1.34%);③广西旱转涝(涝转旱)事件的年际增(减)趋势均不显著,多重周期以2.93a(3.09a)为主,仅旱转涝事件在2009年发生显著突变;④广西旱转涝(涝转旱)事件的年频次空间均值为0.49次/a(0.3次/a),空间分布均呈现由桂西北向桂东南逐渐减小的总体变化特征。该成果可为广西旱涝急转现象及其灾害成因分析、过程识别、信号诊断及预报预警研究奠定基础。     

基于随机森林的旱灾损失模型构建与应用——以河南省雨养小麦为例

定量刻画致灾因子和产量损失率之间的关系可以为农业灾损快速评估及风险评价、区域防灾减灾工作提供服务。以雨养小麦为例,筛选河南省雨养为主的县(有效灌溉面积占耕地面积比例大于等于0.6的县)为研究区。对研究区的历史小麦产量数据进行时间序列分解,得到趋势产量,进而计算产量损失率。基于游程理论利用小麦生育期内不同时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI)进行河南省干旱事件的识别和特征分析。筛选出小麦减产且生长季内发生干旱的年份所对应的小麦损失率和SPEI数据构成样本数据。利用随机森林建立多尺度SPEI和小麦损失率之间的模型,并进行精度验证。研究结果显示:①河南省耕地范围上不同时间尺度的SPEI总体呈现干湿一致的趋势。河南省冬小麦全生育期识别出的干旱历时和干旱强度年均值的分布具有一致性。②本文建立的损失模型的平均绝对误差为0.069,均方根误差为0.083,模型精度能够满足产量损失预评估的要求,可以为产量损失快速评估提供参考依据。