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。     

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。     

中国南部沿海地区雨涝灾害时空特征及趋势预测

根据插补完整的近５００年旱涝等级序列和近４０年实测降水资料，分别制定了历史时期和观测时期雨涝分级标准。建立了五省一市１８个站的雨涝序列。在此基础上，探讨了中国南部沿海地区雨涝分布时空特征，并对典型雨涝年的成因及灾情进行了分析和评估，最后作出９０年代雨涝趋势预测，为沿海的减灾、防灾提供科学依据     

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.     

基于水分盈亏指数的四川省小麦生育期干旱风险评估

利用四川省135个气象台站1961~2014年逐日气象资料和29个农业气象观测站的小麦观测资料,选取水分盈亏指数作为干旱评估指标,分析了54年来四川小麦7大种植区不同生育期的各级干旱时空变化特征及其风险分布情况。结果表明:小麦各生育期发生干旱站均次数以川西南山地最多,其多年平均值达0.9以上,可谓十年九旱。各区干旱站均次数的时间变化趋势不明显。生育阶段以孕穗-抽穗期发生干旱频率较高,其次是拔节-孕穗期,最低的是抽穗-乳熟期。从干旱频率空间分布特征来看,川西南山地是发生轻旱频率最高的地区,川西高原中旱和重旱的发生频率要高于其它各区,盆地各区域中只有盆中和盆西部分区域发生干旱频率相对较高。小麦干旱风险分布情况为川西南山地以及川西高原的南部区域是干旱高风险区,大部分区域可达极重风险,盆地以盆中为干旱风险高发区。     

气候变化背景下宁夏近50年来的干旱变化特征

宁夏是中国的气候敏感地区,研究全球气候变化引起的干旱变化特征对其应对气候变化、指导农业生产和构建西北生态屏障具有重要的指导意义。根据宁夏的生态分区,在北部引黄灌区、中部干旱带和南部山区分别选取代表性的气象站,基于1960-2012年的逐月降水和平均温度资料,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)和Mann-Kendall非参数检验方法,研究了宁夏近50a来干旱的时空变化特征。结果表明,宁夏近50a的气候变暖事实存在,年均增温0.027~0.040℃,由北向南增温幅度降低,年降水量显示减少趋势,但变化不显著;宁夏近50a来基本上经历了一个由湿润期到干旱期的旱化过程,1960-1980年期间为近50a内的湿润期,1980-1995年为气候波动期,而1995年以后全区基本进入干旱期;南部山区的干旱发生频率最高,中部干旱带次之,引黄灌区最低。     

我国西北地区夏季旱涝气候特征研究

利用西北地区160个台站1950-2000年夏季降水量资料,分析了西北5个区域夏季旱涝的气候特征,结果表明:西北东部的农牧过渡地带和黄河上中游是气候变化的敏感地带,且严重旱涝较为频繁,而6月是西北东部最易发生雨涝的月份.农牧过渡地带(2区)多数时段,雨涝出现的频次多于干旱,黄河上中游农业区和林业区(1区)的情况则相反.20世纪70年代,严重雨涝发生较少,进入80年代以后随着全球气候变暖,雨涝事件显著增多;严重干旱事件则是自60年代以来逐步减少.同时,西北各区的旱涝演变存在年代际的变化周期和5～6年的准周期振动.     

广西夏季旱涝分布规律及同期500hPa环流特征

利用1961-2006年6-8月广西88个站点的逐月降水资料,采用Z指数定义方法,对夏季降水进行了旱涝等级划分.采用EOF分解对旱涝等级场展开分解,得出广西夏季的旱涝时空分布和年代际变化特征.分析结果表明:全区性偏涝或偏旱是夏季旱涝分布的主要型态;时间系数出现极大或极小值的年份与广西发生干旱或洪涝的年份有着很好的对应关系;第1特征向量时间系数旱涝交替明显,20世纪80年代绝大多数年份时间系数为正值,以偏旱为主,90年代以后,绝大多数为负值,以偏涝为主.     

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。     

陕西关中地区旱涝演变规律和21世纪旱涝特点分析

基于关中地区1961-2014年降水资料,集成关中地区气象干旱和洪涝以及农业、水文旱涝的已有研究成果,利用线性趋势分析等统计方法,对关中地区旱涝现状和演变规律进行分析,结果显示:1近50多年关中地区旱涝变化总趋势为降水减少,气象干旱日数增多,强度增强,水文干旱、农业干旱趋于严重;2关中地区旱涝年代际差异明显,1990年代降水最少,气象干旱和水文、农业干旱最为严重,1980年代前期降水最多,洪涝最为严重;321世纪以来关中地区降水呈增多趋势,气象干旱日数减少,强度减弱,洪涝频次有所增加;4预计关中地区未来5年降水略增,洪涝频次可能增加。     

皖西北旱涝气候分析与区划

根据皖西北地区近５０年实际发生的旱涝灾害划分为８种干旱类型和６种雨涝害类型，结合相应的降水资料，确定了各类旱涝的降水指标，以其为尺度，统计分析历年降水资料，得出各地近５０年气候旱涝发生次数与频率，在认识各类旱涝降水地域分布及发生规律基础上，进行了蜡涝区划，并提出了趋利避害，防汛抗旱等建议，为旱涝的综合治理提供了依据。     

近50年东北地区春玉米干旱的时空演变特征

利用东北地区70个气象站点1960-2007年间的逐日气象资料,计算了作物水分亏缺指数(CWDI)并划分了干旱等级;利用ArcGIS软件,绘制了东北地区春玉米种植区的干旱等级时空分布图,对各个年代和生育期的玉米干旱灾害时空分布特征和演变趋势进行了分析。结果表明:在春玉米生长季内,玉米的需水量与降水量均呈现先增加后减少的变化趋势7,月下旬达到峰值,在4-6月和9月份水分亏缺指数(CWDI)值较高,易引起玉米发生干旱。     

中国南方近半个世纪的雨涝变化特征

根据1950-2000年我国629个站的逐月降水资料,采用Z指数作为旱涝等级划分标准,计算了雨涝发生的范围,诊断了我国秦岭淮河以南广大南方地区雨涝发生发展的趋势和变化.研究发现,该地区雨涝覆盖范围有轻微的下降趋势,51年来最为严重的雨涝年是1954年,其次1983,1998和1961年也都比较严重;冬半年除11,12月份外,雨涝覆盖范围有较强的增长趋势,特别是20世纪90年代以来这种趋势更为强烈,尤其是1月和3月的雨涝范围扩大迅速,冬半年自20世纪60年代后期以来雨涝范围有明显的5～7年的振荡周期,而且这种振荡周期在逐渐缩短;夏半年雨涝范围趋于减小,呈下降态势,夏半年主要是4,5,9三个月的雨涝范围在减少,6,7,8月的雨涝范围在扩大;同时发现我国秦岭以南地区夏半年雨涝范围在大多数时间里有2年左右的振荡周期.     

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。     

基于作物水分亏缺指数的吉林省玉米不同生育时段干旱特征分析

利用吉林省1961-2015年46个气象站的逐日气象数据,结合Penman-Monteith方程,计算玉米生育期逐旬需水量(Et_c)、降水量以及作物水分亏缺指数(CWDI),根据干旱等级指标计算逐旬不同等级干旱频率、平均干旱强度以及干旱风险指数,并分析其空间分布和时间变化特征。结果表明:从玉米生长季水分供需状况看,西部地区整个玉米生长季水分亏缺最严重,玉米易遭受干旱威胁,中部发生干旱的威胁次于西部地区,东部发生干旱的威胁最小。西部地区干旱发生频率最高,其次是中部,东部地区干旱发生频率最低,平均干旱强度和干旱风险指数与此有相同的分布特征。各等级干旱基本上是在玉米生长的前期和后期发生频率较高,而在玉米生长的关键期,发生频率相对较小。除个别情况,各时段基本是轻旱发生频率最高,其次是中旱,而重旱发生频率较低,特旱发生频率最低。代表站各时段水分亏缺指数年际变化基本是中前期呈减少趋势,中后期呈增加趋势。不同时段各等级风险区空间分布也存在差异。     

基于标准化降水指数的锡林郭勒盟干旱特征分析

在全球气候变暖的大背景下,锡林郭勒盟干旱灾害频发,给农牧业生产和人民生活等造成了严重的影响和损失,分析其干旱的时空特征和规律,能为防灾减灾提供借鉴。基于全盟15个气象站点1960-2013年的逐月降水资料,计算了12个月和3个月尺度的标准化降水指数,分析了年度和季节干旱演变规律,并应用主成份分析和空间插值方法分析了干旱的空间特征。结果表明:(1)锡林郭勒盟的年度与季节的干旱均较为频繁且持续时间较长,各尺度干旱频率均为30%左右,干旱等级主要为轻旱和中旱,重旱和特旱频率较低;年度与夏季干旱站次比和干旱强度呈增加和增强趋势,春季、秋季和冬季的干旱站次比和干旱强度呈减少和减轻趋势。(2)前4个特征向量的空间分布与锡林郭勒盟4大类植被覆盖区域基本一致,即农牧交错区、荒漠草原区、典型草原区和草甸草原区,4个区域的干旱时段存在很强的一致性,且均存在干旱化趋势,干旱强度为荒漠草原区典型草原区农牧交错区草甸草原区,4个区域的干旱频率和干旱站次比基本一致。     

安徽省近50年干旱时空特征分析

利用安徽省78个气象台站1961-2009年共49年的逐日气温和降水资料,采用综合气象干旱指数计算每个干旱过程,进而得到各个台站每年的干旱日数。通过趋势分析、EOF分析、功率谱及小波分析、滑动T检验等方法系统分析了近50年安徽省干旱时空特征,结果表明:运用累积频率法对CI指数的阈值进行修正,修正前后值基本一致;安徽省常年干旱日数基本呈纬向空间分布特征,干旱频率自北向南递减;沿淮淮北及江淮之间东部地区干旱日数呈减少趋势,其它地区呈增加趋势,但未通过0.05的显著性检验;干旱日数EOF展开前三个模态累积方差贡献为75%,第一模态全省一致为正,基本呈纬向空间分布;第二模态零线横向将安徽分为南北两部分,北多(少)南少(多);第三模态零线横向将安徽分为三部分,两头多(少)中间少(多);干旱日数主周期为12～13年,次周期为2～3年左右。在12～13年的时间尺度上,近50年干旱日数经历了由少到多3个循环交替。此外,干旱日数在1968年前后存在一次突变。     

河南旱涝灾害的演变特征分析

本文利用河南1949～2003年的逐年旱涝灾害成灾面积的统计数据，采用年旱涝成灾面积的相对大小进行了旱涝年型等级划分，分析了旱涝灾害演变的基本特征；同时运用小波分析的方法探讨了旱涝灾害的转折突变特征，结果表明：河南干旱灾害发生的频率与影响高于雨涝灾害，并具有日益严重的趋势；旱、涝阶段的转折突变具有12年左右的周期，下一个旱、涝转折突变点可能出现在2015年左右。     

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。     

近七十年中国干旱灾害时空格局及演变

以1949～2017年干旱及灾害发生的事实为依据,重构并分析了近70a中国干旱灾害的时空格局。研究结果:1949～1979年31a期间发生重旱以上的频率为16.1%,而1980～2017年38a期间发生重旱以上的频率为52.6%,是1979年以前的3倍以上,时间尺度上干旱发生频率在增加。干旱灾害空间格局南北各异,北方地区重旱以上区域分布在内蒙古、山西、辽宁、河北、陕西、甘肃和宁夏,而南方地区易发生轻旱和中旱,湖南、四川、贵州、云南等省发生重旱以上的频率亦呈现增加趋势。随着气候变暖和人类活动等因素的影响,中国干旱发生的范围整体向西南扩展,干旱灾害影响程度在加重。