Scientia Geographica Sinica  2016 , 36 (3): 466-474 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2016.03.019

Orginal Article

松花江流域季节性气象干旱特征及风险区划研究

冯波1, 章光新1, 李峰平12

1.中国科学院东北地理与农业生态研究所, 吉林 长春 130102
2.中国科学院大学, 北京 100049

Characteristics of Seasonal Meteorological Drought and Risk Regionalization in Songhua River Basin

Feng Bo1, Zhang Guangxin1, Li Fengping12

1.Northeast Institute of Geography and Agroecology, Chinese Academy of Science, Changchun 130102, Jilin, China
2. University of Chinese Academy of Science, Beijing 100049, China

中图分类号:  P339

文献标识码:  A

文章编号:  1900-0690(2016)03-0466-09

通讯作者:  章光新,研究员。E-mail:zhgx@iga.ac.cn

收稿日期: 2014-09-29

修回日期:  2014-11-20

网络出版日期:  2016-03-20

版权声明:  2016 《地理科学》编辑部 本文是开放获取期刊文献,在以下情况下可以自由使用:学术研究、学术交流、科研教学等,但不允许用于商业目的.

基金资助:  水利部公益性行业科研专项 (201401014)、高等学校博士学科点专项科研基金项目(编号:20120061120075)资助

作者简介:

冯波(1982-),男,黑龙江哈尔滨人,讲师,博士后,主要从事旱情监测预警及干旱风险区划研究。E-mail:fengbo82@126.com

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摘要

利用松花江流域67个代表性气象站1960~2009年气象观测资料,采用标准化降水指数(SPI)为评价指标,计算松花江流域50 a中各季干旱指数,在此基础上分析了流域季节性气象干旱演变特征及规律,研究发现,松花江流域气象干旱呈现出明显的空间分带性和季节分带性。从地域变化来看,流域干旱区主要分布在东北、西南部;从季度变化来看,春旱和夏旱是流域气象干旱的主要类型,夏季干旱最严重,春季次之。建立评价指标体系实现了基于GIS技术的气象干旱风险区划,针对不同风险区提出相应的抗旱措施,为流域有效应对干旱灾害提供依据。

关键词: 松花江流域 ; 气象干旱 ; 标准化降水指数 ; 风险区划

Abstract

In recent years, seasonal droughts occurred frequently in Songhua River Basin. Serious meteorological drought led to many adverse effects on agricultural production and ecological environment. The analysis on the spatio-temporal evolution characteristics of meteorological drought can provide theoretical basis for countermeasures to reduce drought disaster. Based on observed meteorological data from 67 significant meteorological stations on the Songhua River Basin for the period from 1960 to 2009, the meteorological drought characteristics were studied using standardized precipitation index (SPI). Seasonal SPI during 50 years were determined in Songhua River Basin, based on which evolution characteristics and occurrence regularity of meteorological drought were analyzed in seasons. The variance of SPI in different seasons showed that the amplitude of drought variation in summer was maximum, which of autumn was the second. From the long-term view, the trend of spring drought decreased in Songhua River Basin, and the trend of summer drought and autumn drought increased, while basically no change in winter. During the period from 1960s to 1970s, spring drought and summer drought occurred frequently. In 1980s, drought situation was normal. However, after 1990s, summer drought and autumn drought increased obviously. Winter drought did not have great changes during the whole period. Influences of meteorological drought on basin irrigation were analyzed combined with GIS technology to provide a reasonable basis for combating drought. The results showed that meteorological drought of Songhua River Basin presented obvious spatial and seasonal zoning. By the view of geographical changing, regions influenced by drought mainly distributed in the northeastern and southwestern Songhua River Basin. By the view of seasonal changing, drought in spring and summer was the common types of drought. Summer drought was the most serious, and spring drought was the second. Spring drought was the most serious in the west of Jilin Province (eg. Baicheng City and Songyuan City). Summer drought was serious in the southeastern (eg. Mudanjiang City and Jilin City). The distribution of autumn drought was uniform in the studying area. Winter drought only occurred in partial region (eg. Baicheng City). When responding to drought, risk management model should be adopted to avoid the drought risk and close attention should be paid on meteorological drought monitoring.

Keywords: Songhua River Basin ; meteorological drought ; standardized precipitation index (SPI) ; risk regionalization

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冯波, 章光新, 李峰平. 松花江流域季节性气象干旱特征及风险区划研究[J]. , 2016, 36(3): 466-474 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2016.03.019

Feng Bo, Zhang Guangxin, Li Fengping. Characteristics of Seasonal Meteorological Drought and Risk Regionalization in Songhua River Basin[J]. Scientia Geographica Sinica, 2016, 36(3): 466-474 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2016.03.019

干旱是气候变化所引起的短暂性或持续性的自然灾害,并且干旱的演变规律以及对其的预测是一个复杂的问题[1,2]。目前关于干旱已有大量的研究,各部门或学科对干旱的定义不尽相同,总体上可以概括为气象干旱、水文干旱、农业干旱和社会经济干旱[3~5]。而气象干旱受灾面积约占气象灾害总受灾面积的60%以上,居各气象灾害之首[6]。大量研究表明,中国北方是气象干旱发生频率最高的地区[7,8],严重的气象干旱对流域内粮食生产产生了显著影响[9]

对于气象干旱评价指标和演化特征的研究一直是一个热点问题,目前研究气象干旱的指标主要有Z指数[10]、标准化降水指数[11~13]、帕默尔干旱指数[14,15]、综合气象干旱指数[16,17]等,其中,标准化降水指数(standardized precipitation index, SPI)具有多时间尺度,能够有效地反映各个区域和各个时段的旱涝状况[10],并得到广泛应用。例如,马建勇等[18]运用月SPI指数与相对湿润度指数分析了东北地区1961~2009 年5~9 月干旱趋势;周扬等[19]采用季SPI指数分析了内蒙古地区年度和四季干旱发生的频率、干旱强度和站次比的演变特点;车少静[20]采用年SPI指数、正交经验分解函数和旋转正交经验分解函数等方法分析了近41 a河北省旱涝时空变化分布特征。上述研究揭示了干旱与气候背景之间的联系以及区域干旱时空变化的规律,同时反映出干旱演变过程的时空复杂性及地域差异性。

松花江流域涉及黑龙江、内蒙古、吉林三省,由于其优越的自然条件,利于发展雨养农业,是中国重要的商品粮基地和粮食增长潜力最大的地区[21],承担着保障国家粮食安全的重要使命。但近几十年松花江流域各种气象干旱频繁发生,给当地的雨养农业和生态环境等造成诸多不利影响,对保障国家粮食安全的重大战略需求提出了挑战。因此,本文以松花江流域作为研究对象,利用1960~2009年近50 a的气象观测资料,揭示流域季节性气象干旱的时空演变特征,通过建立流域气象干旱的综合评价指标体系,对流域气象干旱风险进行区划。研究成果可以为科学制定抗旱减灾规划和预案,有效应对干旱灾害提供重要的参考依据,对保障国家粮食安全、促进社会–经济–生态系统等方面具有重要意义。

1 研究区概况

松花江流域地处中国东北地区的北部,41°42~51°38′N、119°52′~132°31′E之间, 是黑龙江的最大支流,流域面积55.68万km2[22]。松花江有南北两源,南源为第二松花江,北源为嫩江(图1)。第二松花江河流总长958 km,流域面积7.34万km2。嫩江干流全长1 370 km,流域面积29.7万km2。整个松花江流域位于中国东北地区的北半部,冬季寒冷漫长,夏季炎热多雨,春季干燥多风,秋季很短,年内温差较大,1960~2009多年平均温度约为3.5℃,多年平均年降雨约563 mm,东南部山区降水可达700~900 mm,干旱的流域西部地区仅400 mm,其中第二松花江、嫩江流域、松花江干流区的多年平均降雨量分别为668.39、565.47和454.96 mm[23]。受日照、风速、气温等因素的影响,蒸发量由南向北递减。多年平均蒸发量在737.8~975.4 mm。

图1   松花江流域位置及气象站分布

Fig.1   Location and meteorological stations of Songhua River Basin in Northeast China

2 研究方法

2.1 标准化降水指数(SPI)及其计算方法

标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)是由McKee在1993年提出的。由于不同时间、不同地区降水量变化幅度很大,直接用降水量很难在不同时空尺度上相互比较,而且降水分布是一种偏态分布,不是正态分布,所以在降水分析中,采用伽马(Γ)分布概率来描述降水量的变化,然后再经正态标准化求得SPI 值(文中量为SSPI)。

假设某一时段的降水量为x , 则其Γ分布的概率密度函数为:

g(x)=1βαΓ(α)xα-1e-x/βx>0) (1)

Γ(α)=0xα-1e-xdx(2)

式中,α为形状参数,β为尺度参数,x为降水量,Γ(α)为伽马函数。最佳的αβ估计值可采用极大似然估计法求得。

于是,对于给定时间尺度的累积概率可计算如下:

G(x)=0xg(x)dx=1βαΓ(α)0xxα-1e-x/βdx(3)

t=x/β,将上式变为不完全的伽马方程:

G(x)=1Γ(α)0xtα-1e-tdt(4)

但是,由于伽马方程不包含x=0的情况,而实际的降水量可为0,所以累积概率表示为:

H(x)=q+1-q)G(x)(5)

式中,q为降水量为0的概率。如果m为降水时间序列中降水量为0的数量,则q=m/n。累积概率Hx)可以通过下式转化为标准正态分布函数。当0< Hx)≤0.5时:

Z=SSPI=-(t-c0+c1t+c2t21+d1t+d2t2+d3t3)t=ln1H(x)2(6)

当0.5< Hx)<1时:

Z=SSPI=(t-c0+c1t+c2t21+d1t+d2t2+d3t3)t=ln11.0-H(x)2(7)

c0=2.515 517,c1=0.802 853,c2=0.010 328;d1=1.432 788,d2=0.189 269,d3=0.001 308。

据此,可以求得SPI值,其旱涝等级值:1为重涝,SSPI>1.96;2为中涝,SSPI为(1.44,1.96);3为轻涝,SSPI为(0.84,1.44);4为正常,SSPI为(-0.84,0.84);5为轻旱,SSPI为(-1.44,-0.84);6为中旱,SSPI为(-1.96,-1.44);7为重旱,SPI <-1.96。

SPI 研究干旱具有不同的时间尺度,一般有1、3、6 和12 个月等时间尺度。松花江流域1 a中存在明显的四季,各季的时间大致分别为3个月,即春(3~5月)、夏(6~8月)、秋(9~11月)、冬(12至次年2月)。为了较好地分析松花江流域的季节性气象干旱演化特征,本次研究选择3个月(季)的时间尺度的SPI。

2.2 气象干旱评价指标体系与权重

1) 评价指标体系。由于松花江流域范围较大,不同气象水文条件不尽相同,使得其干旱特征也存在着差别,从影响流域干旱的主要因素入手,根据降水、温度、日照、相对湿度、风速、气压等气象水文因素,建立评价指标体系,利用地理信息系统(GIS)对松花江流域干旱进行区划工作。

本次研究根据松花江流域的气象条件,对上述6个影响因子进行等级的划分,每个评价因子划分为10级,取值范围为1~10;对每个评价指标赋以相应的评分值,评分值越大,则表示其影响越大(表1)。

表1   气象干旱评价指标评分体系

Table 1   Grading system of meteorological drought index

参 数范围评分参 数范围评分参 数范围评分
风速F(m/s)0~0.21降雨距平百分率M(%)≥502温度
距平T(℃)
<-2.02
0.3~1.52
1.6~3.3325~504-2.0~-1.04
3.4~5.44
5.5~7.95-25~256-1.0~1.06
8.0~10.76
10.8~13.87-50~-2581.0~2.08
13.9~17.18
17.2~20.79<-5010≥2.010
20.8~24.410
气压P(hpa)800~8502日照时数S(h)<22相对
湿度H
0.8~1.02
850~90042~440.6~0.84
900~95064~660.4~0.66
950~100086~1080.2~0.48
1000~105010>10100~0.210

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2) 指标权重。由于各种评价因素在综合评判中所占的地位不同,需要确定它们的重要性,即建立权重集 W = (w1,w2,...,wm)。通常,对评价目标影响越大的因素(指标),其权重亦越大;对评价目标影响小的因素,其权重亦小。本次研究根据区内每个评价指标的相对重要性,给出不同指标的权重值,该权重反映了每个指标与流域干旱之间的关系,并采用了权重归一化的处理(表2)。

表2   气象干旱综合评价指标权重值

Table 2   Weight of meteorological drought index

评价指标(符号)风速(F降雨距平百分率(M温度距平(T气压(P日照时数(S相对湿度(H
权重W0.10.250.250.10.1750.125

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2.3 气象干旱风险区划技术方法

从上述的6个影响因子入手对流域干旱进行区划,由于各因子空间分布差异较大,并且彼此相互作用,依据自然灾害风险系统原理,以能够综合体现风险程度6个要素的综合指数作为区划指标。因此需要对数据的空间属性数据进行提取,这是干旱区划的重点。计算公式:

AADRI=(VF WF)(VM WM)(VT WT)(VP WP)(VS WS)(VH WH) (8)

式中,AADRI 为气象干旱风险指数,其值越大,表示气象干旱风险程度越大;VFVMVTVPVSVH分别表示气象干旱评价指标的评分值(据表1);WFWMWTWPWSWH为各评价因子的权重(据表2)。本次区划研究是在评价指标体系的基础上,借助地理信息系统软件ArcGIS 10.0完成的。技术方法如图2所示。

图2   基于ArcGIS的气象干旱风险区划技术

Fig. 2   Regionalization of meteorological drought based on ArcGIS

3 结果与分析

3.1 季节性气象干旱演变特征及规律

相关研究表明[24]:3个月时间尺度的SPI可用于分析季节干旱,并且能够较好地代表气象干旱变化状况。因此,本次研究选择流域内时间序列较好的气象站日降水观测资料进行统计分析,分别计算各典型站点不同季节SPI指数,得出干旱发生的季节和年份(图3)。

图3   典型站点不同季节SPI指数

Fig. 3   SPI of typical stations in different seasons

根据计算结果,在各站50 a资料资料序列中,额尔古纳旗共发生季节性干旱41次(春季9次,夏季11次,秋季10次,冬季11次);图里河站共发生季节性干旱39次(春季10次,夏季11次,秋季7次,冬季11次);嫩江站共发生季节性干旱36次(春季10次,夏季10次,秋季6次,冬季10次);阿尔山站共发生季节性干旱35次(春季干旱13次,夏季9次,秋季9次,冬季4次);延吉站共发生季节性干旱32次(其中春季8次,夏季6次,秋季8次,冬季10次);临江站共发生季节性干旱43次(春季9次;夏季11次;秋季12次;冬季11次)。

用方差分析每个季节旱涝的变幅,结果表明,近50 a春夏秋冬四季SPI的方差分别为0.30,0.75,0.47和0.39,可见夏季旱涝变化幅度最大,秋季次之,春冬变化幅度较小。结合图3中的SPI曲线,可以得到各季节的气象干旱变化特点。

1) 春季:松花江流域春季干旱呈阶段性变化特征,其中1986~1996年春旱比较频繁,约3 a出现一次,1997年以后春旱频率降低,约5 a一次;计算SPI线性斜率为0.2/10 a,表明从长期变化趋势上看,松花江流域春旱呈弱减轻的趋势。

2) 夏旱:1960~2009年松花江流域夏季干旱经历了以下几个主要交替变化阶段,1960~1972年夏旱比较频繁,约3 a出现一次;1973~1983年没有出现夏旱;1984~1999年降水变化幅度小,夏旱频率为4 a一次;2000~2009年连续出现2 a一次的干旱共3次,是夏旱最频繁、最严重的阶段。夏季SPI线性斜率为-0.15/10 a,表明从长期变化趋势上,松花江流域夏旱呈弱增加趋势。

3) 秋旱:松花江流域在1960~1985年以及2001~2009年秋季干旱比较频繁,1986~1994年为正常年份,1995~2000年偏涝。最旱年为2007年,SPI指数达到-3.0。秋季SPI线性斜率为-0.19/10 a,表明从长期变化趋势上,松花江流域秋旱呈强增加趋势。

4) 冬旱:松花江流域冬季旱涝变化比较频繁,其中20世纪80年代冬旱比较频繁,约为4 a一次,90年代以后出现次数较少,约为6 a一次。冬季SPI线性斜率为0.01/10 a,表明从长期变化趋势上,松花江流域冬旱基本无变化。

综上所述,松花江流域气象干旱呈现出明显的季节分带性规律,20世纪60年代中后期至70年代中期春夏旱频繁,80年代较为正常,90年代以后夏秋旱呈现增加趋势,冬旱则变化程度较小。

3.2 气象干旱风险评估及区划

在定量分析各个气象干旱影响因子的基础上,根据气象干旱综合评估模型,进行流域气象风险评估及区划研究。利用ArcGIS空间分析模型的叠加计算得出:流域内各评价单元的干旱风险指数 ADRI最小值为5.50,最大值为6.75,将得到的分值平均分为5个区间,得到各评价单元的干旱风险指数的5个等级:Ⅰ为高风险区,干旱风险指数6.50~6.75;Ⅱ次高风险区,干旱风险指数6.25~6.50;Ⅲ中等风险区,干旱风险指数6.00~6.25;Ⅳ为次低风险区,干旱风险指数5.75~6.00;Ⅴ为低风险区,干旱风险指数5.50~5.75。

按照各评价单元的干旱风险指数,根据属性赋参数实现松花江流域各季度干旱风险区划(图4)。

图4   松花江流域干旱风险区划

Fig. 4   Risk regionalization of meteorological drought in Songhua River Basin

根据干旱风险区划图,对流域不同季节干旱风险范围与程度进行阐述与讨论:

1) 高风险区(ADRI 6.50~6.75):春旱高风险区主要集中在吉林省白城市南部以及黑龙江省七台河市东部;夏旱、秋旱高风险区在松花江流域未见分布;冬旱高风险区呈条带状分布于吉林省白城市—黑龙江省齐齐哈尔市。

2) 次高风险区(ADRI 6.25~6.50):春旱次高风险区主要集中在吉林省西部的白城、松原市以及黑龙江省大庆、齐齐哈尔等地;夏旱次高风险区在全区分布最广,主要是研究区中部,包括内蒙古乌兰浩特,吉林省长春、白城、松原,以及黑龙江省哈尔滨、齐齐哈尔、大庆、绥化等地,约占全区总面积的45%;秋旱次高风险区局部分布在松花江流域东北部;冬旱次高风险区围绕高风险区分布,包括乌兰浩特、松原、大庆等地。

3) 中等风险区(ADRI 6.00~6.25):春旱中等风险区分布在乌兰浩特以及哈尔滨-双鸭山的条带之间;夏旱中等风险区主要分布在哈尔滨东部-伊春、鹤岗等地;秋旱中等风险区在全区分布最广,占全区总面积的85%以上;冬旱中等风险区集中分布在双鸭山、七台河等地。

4) 次低风险区(ADRI 5.75~6.00):春旱次低风险区约占全区面积50%,分布在研究区西北部和东南部的大部分区域;夏旱次低风险区在松花江流域未见分布;秋旱次低风险区所占面积较小,仅分布于研究区西部条带以及东南部;冬旱次低风险区集中分布在哈尔滨市。

5) 低风险区(ADRI 5.50~5.75):春旱、夏旱、秋旱在松花江流域均未见分布;冬旱低风险区在区内分布面积较大,约占总面积48%,包括研究区北部大部分地区和东南部长春、吉林、牡丹江等地。

综上所述,从地域变化来看,流域干旱区主要分布在东北、西南部;从季度变化来看,春旱和夏旱是流域气象干旱的主要类型,夏季干旱最严重,春季次之,其中吉林省西部地区(如白城、松原等地)春旱最为严重,东南部牡丹江、吉林市等地区夏旱程度较强,秋季整个流域干旱程度、干旱分布较为均匀,流域冬季仅在局部地区(如白城)出现小范围的冬旱。

由于每年春夏季节是农作物种植生长的最好节气,对于雨养农业为主的松花江流域,保证农作物需水是获得可持续性高产的关键。针对流域干旱风险区划结果,本文提出以下建议:

1) 对春季干旱高风险区,如吉林省白城市,需要密切关注气象旱情,加强抗旱对策措施应用。在统一的物理模式下,将遥感技术、大气预测预报、水文预测预报、生态模拟与作物模拟等相关技术融入到干旱的预警预报中,以提高干旱的预见期和预警预报精度,制定应急预案。此外,需要充分利用地下水、过境水等发展灌溉农业,同时要防治土壤次生盐碱化。

2) 对于春夏旱次高风险区,如松原市以及黑龙江省大庆、齐齐哈尔等地,需要在防御干旱措施上多注意土壤物理结构的改良,发展高效节水农作物,建立和完善节水灌溉技术、节水农业措施、节水管理技术3个体系,以水资源承载能力为基础,将干旱纳入到区域整体发展规划及水资源综合规划中,根据干旱风险区划结果优化产业与水利工程布局。

3) 长春和哈尔滨地区所辖市(县)是流域内粮食主要产区,一旦发生中等程度或严重干旱,将引起明显减产,对全区的粮食总产影响很大,所以这些市(县)需要加强水利设施建设,将引、蓄、提等各类型灌区工程联合,并积极开展人工增雨技术研发,提高人工影响天气能力。

4) 对于干旱次低风险区和低风险区,虽然该区域干旱风险较低,但仍会发生中等程度的干旱。在抗旱对策上,要加强水利设施建设,提高灌溉能力;充分利用该区域较好的水资源条件,适当扩大水稻种植面积。在抗旱对策上,要充分利用区域水域、河流开展水利设施建设,提高灌溉能力。

4 结论

本次研究通过各站历年SPI指数值的计算,从时间尺度上揭示了松花江流域近50 a气象干旱演化特征及规律,通过建立评价指标体系完成了流域气象干旱风险区划,针对不同风险区提出相应的抗旱措施,研究得到以下几点结论:

1) 松花江流域1960~2009年期间67个地面气象站90 d(相当于季尺度)标准化降水指数(SPI)的分析结果显示,20世纪60年代中后期至70年代中期春夏旱频繁,80年代较为正常,90年代以后夏秋旱呈现增加趋势,冬旱则变化程度较小。

2) 空间变化上,气象干旱呈现出明显的分带性,主要分布在东北、西南部,在内蒙古-嫩江流域气象干旱相对出现几率加大,主要集中在春、夏季,夏季干旱最严重,春季次之,东南部牡丹江、吉林市等地区夏旱程度增强,秋季整个流域干旱程度、干旱分布较为均匀,流域冬季仅在局部地区出现小范围的冬旱。

3) 在抗旱对策上,将干旱应对纳入日常水资源综合管理中,采用风险管理模式,规避干旱风险;需密切关注气象旱情,提高干旱的预见期和预警预报精度,制定应急预案;建立并完善节水灌溉技术、节水农业措施、节水管理技术3个体系;以水资源承载能力为基础,根据干旱风险区划优化产业与水利工程布局,特别要重视将引、蓄、提等各类型灌区工程联合;积极开展人工增雨技术研发,提高人工影响天气能力;充分利用区域水域、河流开展水利设施建设,提高灌溉能力。

The authors have declared that no competing interests exist.


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采用Mann-Kendall方法,对1955~2008年庐山旅游区气候要素进行变化趋势分析和突变检验,结果表明,近54 a来气温和降水都出现了不同程度的差异性升高和增加趋势。庐山旅游区年平均气温上升趋势较显著,20世纪90年代以来年平均气温明显偏高,并在1996年左右发生了突变。极端最高气温升高幅度微弱,但极端最低气温上升趋势显著,且升高幅度较大。年降水量呈微弱的增加趋势,20世纪70年代频繁波动突变,且20世纪70年代以来年降水量都较以前偏高,其中20世纪90年代最高。近年来,最大日暴雨量和年暴雨日数都呈增加趋势,20世纪90年代是最大日暴雨量和暴雨日数的最高时期。夏秋季节暴雨频繁,暴雨6月最多,大暴雨8月最多,且年降水量增加趋势的贡献可能是夏秋季节极端降水事件增加的结果。

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采用Mann-Kendall方法,对1955~2008年庐山旅游区气候要素进行变化趋势分析和突变检验,结果表明,近54 a来气温和降水都出现了不同程度的差异性升高和增加趋势。庐山旅游区年平均气温上升趋势较显著,20世纪90年代以来年平均气温明显偏高,并在1996年左右发生了突变。极端最高气温升高幅度微弱,但极端最低气温上升趋势显著,且升高幅度较大。年降水量呈微弱的增加趋势,20世纪70年代频繁波动突变,且20世纪70年代以来年降水量都较以前偏高,其中20世纪90年代最高。近年来,最大日暴雨量和年暴雨日数都呈增加趋势,20世纪90年代是最大日暴雨量和暴雨日数的最高时期。夏秋季节暴雨频繁,暴雨6月最多,大暴雨8月最多,且年降水量增加趋势的贡献可能是夏秋季节极端降水事件增加的结果。
[3] Dracup J A,Lee K S,Paulson E G.

On the definition of droughts

[J].Water Resources Research,1980,16(2):297-302

https://doi.org/10.1029/WR016i002p00297      URL      [本文引用: 1]      摘要

In this paper, several considerations for developing a practical, analytical definition of droughts are discussed. These considerations include (1) selection of the nature of the water deficit to be studied (hydrological, meteorological, or agricultural); (2) selection of the averaging period used to discretize a continuous time series (months, seasons, or years); (3) selection of the truncation level used to separate droughts from the remainder of the time series (mean or median); and (4) method of regionalization or standardization. These decisions are discussed in terms of their impacts on various approaches to drought frequency analysis. In this paper, drought events are considered to be composed of duration, magnitude (average water deficiency), and severity (cumulative water deficiency). An application of the proposed drought definition procedure is presented for the case of a frequency analysis of multiyear hydrologic droughts.
[4] 郑彬,林爱兰.

广东省干旱趋势变化和空间分布特征

[J].地理科学, 2011,31(6):715-720.

URL      摘要

利用广东省86个地面站的降水 和气温资料,定义广东省月干湿气候指数。定义的干湿气候指数可以明显地区分广东省干湿季,而且对春季粤南偏旱、秋季粤北偏旱也有反映,体现指数定义的合理 性。趋势分析表明:全省2~3月、7~8月和12月明显变湿,而10~11月显著变干,其余月份趋势不明显。趋势分析结果指出,广东省未来的秋季旱情可能 有加重的趋势,而冬春季旱情会有所缓解。各月趋势的空间分布有很大差异,分析结果指出,其年际变率的主要影响因子可能为海气相互作用过程和陆气相互作用过 程。

[Zheng Bin, Lin Ailan.

Trend and spatial features of drought in Guangdong

. Scientia geographica sinica, 2011, 31(6):715-720.]

URL      摘要

利用广东省86个地面站的降水 和气温资料,定义广东省月干湿气候指数。定义的干湿气候指数可以明显地区分广东省干湿季,而且对春季粤南偏旱、秋季粤北偏旱也有反映,体现指数定义的合理 性。趋势分析表明:全省2~3月、7~8月和12月明显变湿,而10~11月显著变干,其余月份趋势不明显。趋势分析结果指出,广东省未来的秋季旱情可能 有加重的趋势,而冬春季旱情会有所缓解。各月趋势的空间分布有很大差异,分析结果指出,其年际变率的主要影响因子可能为海气相互作用过程和陆气相互作用过 程。
[5] 裘祝香,杨雪艳,刘实,.

东北地区夏季干旱风险评估与区划

[J].地理科学, 2013, 33(6):735-740.

Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<p>利用东北地区逐日平均气温、降水量资料, 定义了夏季干旱指数, 分析了东北地区夏季干旱的时间和空间演变规律和特点, 计算了东北地区夏季降水变异系数、夏季干旱风险指数和风险概率并进行了分析, 定义了夏季干旱综合风险指数, 并进行了综合风险分区。结果表明:东北地区夏季干旱在空间分布上呈西重东轻的特点, 20世纪90 年代以来, 东北地区夏季干旱处于前所未有的多发阶段。黑龙江西南部, 吉林、辽宁两省西部为夏季干旱高或较高风险区;黑龙江中北部和东部以及吉林、辽宁两省中部为夏季干旱较低风险区;黑龙江中南部、吉林东部, 辽宁东南部为夏季干旱低风险区。对于夏季干旱的高风险区和较高风险区要采取重点防御、大力推广抗旱农业生产技术、加大气候预测研究力度、加强东北地区抗旱能力建设等措施, 以减轻夏季干旱损失。</p>

[Xiu Zhuxiang, Yang Xueyan,

Liu Shi et al. The risk evaluation and division of the summer drought in Northeast China

. Scientia geographica sinica, 2013, 33(6):735-740.]

Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<p>利用东北地区逐日平均气温、降水量资料, 定义了夏季干旱指数, 分析了东北地区夏季干旱的时间和空间演变规律和特点, 计算了东北地区夏季降水变异系数、夏季干旱风险指数和风险概率并进行了分析, 定义了夏季干旱综合风险指数, 并进行了综合风险分区。结果表明:东北地区夏季干旱在空间分布上呈西重东轻的特点, 20世纪90 年代以来, 东北地区夏季干旱处于前所未有的多发阶段。黑龙江西南部, 吉林、辽宁两省西部为夏季干旱高或较高风险区;黑龙江中北部和东部以及吉林、辽宁两省中部为夏季干旱较低风险区;黑龙江中南部、吉林东部, 辽宁东南部为夏季干旱低风险区。对于夏季干旱的高风险区和较高风险区要采取重点防御、大力推广抗旱农业生产技术、加大气候预测研究力度、加强东北地区抗旱能力建设等措施, 以减轻夏季干旱损失。</p>
[6] 周巧兰,刘晓燕.

我国南方干旱成因与对策

[J].上海师范大学学报, 2005, 34(3):80-86.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-5137.2005.03.018      URL      [本文引用: 1]      摘要

分析了南方干旱的特点,认为南 方旱情呈现出连续无雨时间长、干旱范围大、集中于夏秋或秋冬季、灾情重的特点.其发生的原因既与我国地区局部环流有关,也与全球大尺度大气环流背景有关; 既有气象原因,也有生态、人为原因.预测和防治干旱必须重视人类活动影响和全球气候变化因素.

[Zhou Qiaolan, Lu Xiaoyan.

On the drought of South China

. Journal of Shanghai Normal University (Natural Sciences), 2005, 34(3):80-86.]

https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-5137.2005.03.018      URL      [本文引用: 1]      摘要

分析了南方干旱的特点,认为南 方旱情呈现出连续无雨时间长、干旱范围大、集中于夏秋或秋冬季、灾情重的特点.其发生的原因既与我国地区局部环流有关,也与全球大尺度大气环流背景有关; 既有气象原因,也有生态、人为原因.预测和防治干旱必须重视人类活动影响和全球气候变化因素.
[7] 马柱国,符淙斌.

1951~2004年中国北方干旱化的基本事实

[J].科学通报, 2006, 51(20):2430-2439.

URL      [本文引用: 1]     

[Mu Zhuguo, Fu Congbin.

The basic facts of drying trend in northern China from 1951 to 2004

. Chinese science bulletin, 2006, 51(20):2430-2439. ]

URL      [本文引用: 1]     

[8] 王志伟,翟盘茂.

中国北方近50年干旱变化特征

[J].地理学报,2003, 53(增刊): 61-68.

https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2003.z1.007      URL      [本文引用: 1]      摘要

根据1950~2000年我国629个站逐月降水资料,采用Z指数作为旱涝等级划分标准,根 据计算出的Z指数把各地的旱涝情况划分成7个等级,并在此基础上计算了干旱发生的范围.通过研究干旱范围变化趋势和特征,进而诊断干旱发生严重程度的变 化.通过对近半个多世纪来的资料进行分析,发现我国北方主要农业区不同程度的干旱面积均有扩大趋势,在不同季节以及北方区内的其它区域干旱的发生发展还有 不同的特征.

[Wang Zhiwei, Zhai Panmao.

Variation of drought in northern China nearly 50 years

. Geographical Sciences, 2003, 53(Suppl.) : 61-68. ]

https://doi.org/10.3321/j.issn:0375-5444.2003.z1.007      URL      [本文引用: 1]      摘要

根据1950~2000年我国629个站逐月降水资料,采用Z指数作为旱涝等级划分标准,根 据计算出的Z指数把各地的旱涝情况划分成7个等级,并在此基础上计算了干旱发生的范围.通过研究干旱范围变化趋势和特征,进而诊断干旱发生严重程度的变 化.通过对近半个多世纪来的资料进行分析,发现我国北方主要农业区不同程度的干旱面积均有扩大趋势,在不同季节以及北方区内的其它区域干旱的发生发展还有 不同的特征.
[9] 陈宜瑜. 中国气候与环境演变 (下卷):气候与环境变化的影响与适应、减缓对策[M].北京:科学出版社,2005:80-113.

[本文引用: 1]     

[Chen Yiyu.Change of Climate and Environmental in China (by volume): The impact, adaptation and slowing countermeasures of climate and environmental change. Bei Jing: Science Press, 2005: 80-113.]

[本文引用: 1]     

[10] 袁文平,周广胜.

标准化降水指标与Z 指数在我国应用的对比分析

[J].植物生态学报, 2004, 28(4):523-529.

Magsci      [本文引用: 2]      摘要

利用分布于我国不同气候区的7个气象台站1951~1995年的月降水资料,比较分析了标准化降水指标(Standardized precipitation index, SPI)和在我国已成熟应用的Z指数。结果表明,SPI计算简单,资料容易获取,而且计算结果与Z指数有极好的一致性。同时,由于SPI是通过概率密度函数求解累积概率,再将累积概率标准化而得,具有稳定的计算特性,消除了降水的时空分布差异,在各个区域和各个时段均能有效地反映旱涝状况,优于在我国广泛应用的Z指数。此外,SPI还可以计算不同时间尺度的指标值,能够满足不同水资源状况分析的要求。以北京为例,探讨了应用4种时间尺度的SPI值反映1951~1995年期间的旱涝事件,发现SPI能准确地反映北京45年间的旱涝趋势,对于旱涝灾害有着良好的预测作用,可用于我国的水资源评估以及不同时间尺度的干旱监测。

[Yuan Wenping, Zhou Guangsheng.

Standardized Comparison analysis of Precipitation Index and Z index in application in China

. Journal of Plant Ecology, 2004, 28(4):523-529.]

Magsci      [本文引用: 2]      摘要

利用分布于我国不同气候区的7个气象台站1951~1995年的月降水资料,比较分析了标准化降水指标(Standardized precipitation index, SPI)和在我国已成熟应用的Z指数。结果表明,SPI计算简单,资料容易获取,而且计算结果与Z指数有极好的一致性。同时,由于SPI是通过概率密度函数求解累积概率,再将累积概率标准化而得,具有稳定的计算特性,消除了降水的时空分布差异,在各个区域和各个时段均能有效地反映旱涝状况,优于在我国广泛应用的Z指数。此外,SPI还可以计算不同时间尺度的指标值,能够满足不同水资源状况分析的要求。以北京为例,探讨了应用4种时间尺度的SPI值反映1951~1995年期间的旱涝事件,发现SPI能准确地反映北京45年间的旱涝趋势,对于旱涝灾害有着良好的预测作用,可用于我国的水资源评估以及不同时间尺度的干旱监测。
[11] McKee T B,Doesken N J,Kleist Jet al.

Drought monitoring with multiple time scales

[C].9th Conference on Dallas: Amer Meteor Soc, Applied Climatology, January 15-20,1995:233-236.

[本文引用: 1]     

[12] 黄晚华,杨晓光,李茂松,.

基于标准化降水指数的中国南方季节性干旱近58 a 演变特征

[J].农业工程学报, 2010, 26(7): 50-59.

Magsci      摘要

近年来南方地区季节性干旱频繁发生,对农业生产造成了严重影响。分析其演变特征和发生规律,能为应对全球气候变化背景下制订抗旱减灾对策提供理论依据。该研究利用中国南方15个省(市、区)的气象台站降水资料,选择采用标准化降水指数(SPI)为干旱指标,计算了南方地区最近58 a(1951-2008年)各月干旱指数,在此基础上分析了全年及各季季节性干旱的站次比(发生干旱站数与总站数之比)和干旱强度的年际变化。研究结果表明:干旱程度在时间尺度上呈不同程度增加趋势;干旱的季节性特征为春旱和秋旱有加重的趋势,而夏旱和冬旱有减轻的趋势。季节性干旱空间演变特征表现为:长江中下游地区、西南地区、华南地区等各区域季节性干旱变化与整个南方总体干旱变化表现基本一致。在当前气候变化背景下,我国南方干旱整体上呈现对农业生产的不利影响加重的趋势。研究和验证表明标准化降水指数(SPI)能很好地体现季节性干旱的年际变化特征。

[Huang Wanhua, Yang Xiaoguang,

Li Maosong et al. Evolution Characteristics of seasonal drought based on the standardized precipitation index of nearly in Southern China in nearly 58 a

. Agricultural Engineering, 2010, 26(7): 50-59. ]

Magsci      摘要

近年来南方地区季节性干旱频繁发生,对农业生产造成了严重影响。分析其演变特征和发生规律,能为应对全球气候变化背景下制订抗旱减灾对策提供理论依据。该研究利用中国南方15个省(市、区)的气象台站降水资料,选择采用标准化降水指数(SPI)为干旱指标,计算了南方地区最近58 a(1951-2008年)各月干旱指数,在此基础上分析了全年及各季季节性干旱的站次比(发生干旱站数与总站数之比)和干旱强度的年际变化。研究结果表明:干旱程度在时间尺度上呈不同程度增加趋势;干旱的季节性特征为春旱和秋旱有加重的趋势,而夏旱和冬旱有减轻的趋势。季节性干旱空间演变特征表现为:长江中下游地区、西南地区、华南地区等各区域季节性干旱变化与整个南方总体干旱变化表现基本一致。在当前气候变化背景下,我国南方干旱整体上呈现对农业生产的不利影响加重的趋势。研究和验证表明标准化降水指数(SPI)能很好地体现季节性干旱的年际变化特征。
[13] 翟禄新,冯起.

基于SPI 的西北地区气候干湿变化

[J].自然资源学报, 2011, 26(5):847-857.

https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.05.012      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

干旱是西北地区乃至全国主要的自然灾害之一。论文应用标准化降水指数(SPI)对西北地区近50 a来不同时段的特旱和重旱发生频次及其空间分布进行了计算分析,结果表明:标准化降水指数(SPI)作为一种干旱重建指标,适用于西北地区,也可以作为气候变化的监测指标;降水量的西增东减趋势与干旱频次的西部和东北减少、东南增加相对应,亦即气候变化在某种程度上缓解了新疆北部和青海西部的干旱,但加重了甘肃东南部和陕西中南部的干旱;与气候变化相对应,全西北地区干旱频次有总体下降的趋势,尽管干旱发生的地域持续在改变。

[Zhai Luxin, Feng Qi.

Climatic change of northwest based on SPI

. Journal of Natural Resources, 2011, 26(5):847-857. ]

https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2011.05.012      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

干旱是西北地区乃至全国主要的自然灾害之一。论文应用标准化降水指数(SPI)对西北地区近50 a来不同时段的特旱和重旱发生频次及其空间分布进行了计算分析,结果表明:标准化降水指数(SPI)作为一种干旱重建指标,适用于西北地区,也可以作为气候变化的监测指标;降水量的西增东减趋势与干旱频次的西部和东北减少、东南增加相对应,亦即气候变化在某种程度上缓解了新疆北部和青海西部的干旱,但加重了甘肃东南部和陕西中南部的干旱;与气候变化相对应,全西北地区干旱频次有总体下降的趋势,尽管干旱发生的地域持续在改变。
[14] 姚玉璧,董安祥,王毅荣,.

基于帕默尔干旱指数的中国春季区域干旱特征比较研究

[J].干旱区地理, 2007, 30(1):22-29.

https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-6060.2007.01.004      URL      [本文引用: 1]      摘要

利用全国515个站 (1957-2000年)气象资料,修正计算帕默尔干旱指数(Palmer drought severity index),进行干旱区划和研究春季区域演变特征。结果表明:中国干旱变化全区一致性程度低,干旱演变的区域差别大,存在着以内蒙古高原、南岭、华北北 部及长白山脉、长江中下游、黄土高原、黄淮地区、天山北部、东北平原、河西走廊、云贵高原、塔里木盆地、青藏高原等为代表的12个干旱特征区。内蒙古高原 区、华北北部及长白山脉区、黄土高原区、天山北部区域、东北平原区、河西走廊及其沙漠戈壁区春季干旱指数趋势变化呈下降趋势。南岭区、长江中下游区、黄淮 区域、云贵高原区、塔里木盆地区、青藏高原区春

[Yao Yubi, Dong Anxiang,

Wang Yirong et al. Comparative study of drought feature of China Spring area based on Palmer Drought Index

. Arid Land Geography, 2007, 30(1):22-29. ]

https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-6060.2007.01.004      URL      [本文引用: 1]      摘要

利用全国515个站 (1957-2000年)气象资料,修正计算帕默尔干旱指数(Palmer drought severity index),进行干旱区划和研究春季区域演变特征。结果表明:中国干旱变化全区一致性程度低,干旱演变的区域差别大,存在着以内蒙古高原、南岭、华北北 部及长白山脉、长江中下游、黄土高原、黄淮地区、天山北部、东北平原、河西走廊、云贵高原、塔里木盆地、青藏高原等为代表的12个干旱特征区。内蒙古高原 区、华北北部及长白山脉区、黄土高原区、天山北部区域、东北平原区、河西走廊及其沙漠戈壁区春季干旱指数趋势变化呈下降趋势。南岭区、长江中下游区、黄淮 区域、云贵高原区、塔里木盆地区、青藏高原区春
[15] 张永,陈发虎,勾晓华,.

中国西北地区季节间干湿变化的时空分布:基于PDSI 数据

[J].地理学报, 2007, 62(11):1142-1152.

Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<p>利用帕尔默干旱指数(PDSI) 全球数据库, 提取覆盖中国西北地区的56 个PDSI 栅格点数据, 对1953-2003 年间各个季节均值和年均值进行旋转经验正交函数(REOF) 分析。REOF 空间分区结果发现西北地区各个季节均值和年均值表现出较为一致的主要空间异常型, 依据 PDSI 年均值数据可以将中国西北地区划分为5 个空间型: 北疆型、南疆型、高原北部型、蒙 古西部型以及西北东部型。其中北疆型、南疆型主要位于西北地区西部, 高原北部型、蒙古西部型位于西北中部, 西北东部型位于西北东部。各个空间型特征点的PDSI 序列及二项式 拟合对比发现西北东部、西部存在完全相反的干湿变化: 西北西部主要受西风带影响, 自20 世纪80 年代开始有逐渐变湿的趋势; 西北东部主要受亚洲季风的影响, 有逐渐变干的倾向, 特别是夏秋季, 西北地区东南部变干的趋势更加明显。西北地区受西风带、亚洲季风以及青藏高原的影响明显, 在全球变暖的情景下, 不同区域的干湿状况的响应存在较大的差异。</p>

[Zhang Yong, Chen Fahu,

Gou Xiaohua et al. Spatial and temporal distribution of wet and dry seasons changing in Northwest China:Based on PDSI data

.Acta Geographica Sinica,2007, 62(11):1142-1152. ]

Magsci      [本文引用: 1]      摘要

<p>利用帕尔默干旱指数(PDSI) 全球数据库, 提取覆盖中国西北地区的56 个PDSI 栅格点数据, 对1953-2003 年间各个季节均值和年均值进行旋转经验正交函数(REOF) 分析。REOF 空间分区结果发现西北地区各个季节均值和年均值表现出较为一致的主要空间异常型, 依据 PDSI 年均值数据可以将中国西北地区划分为5 个空间型: 北疆型、南疆型、高原北部型、蒙 古西部型以及西北东部型。其中北疆型、南疆型主要位于西北地区西部, 高原北部型、蒙古西部型位于西北中部, 西北东部型位于西北东部。各个空间型特征点的PDSI 序列及二项式 拟合对比发现西北东部、西部存在完全相反的干湿变化: 西北西部主要受西风带影响, 自20 世纪80 年代开始有逐渐变湿的趋势; 西北东部主要受亚洲季风的影响, 有逐渐变干的倾向, 特别是夏秋季, 西北地区东南部变干的趋势更加明显。西北地区受西风带、亚洲季风以及青藏高原的影响明显, 在全球变暖的情景下, 不同区域的干湿状况的响应存在较大的差异。</p>
[16] 邹旭凯,任国玉,张强.

基于综合气象干旱指数的中国干旱变化趋势研究

[J].气候与环境研究, 2010, 15(4):371-378.

https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9585.2010.04.04      URL      [本文引用: 1]      摘要

基于中国606个地面台站1951~2008年的逐日降水量和气温资料,采用综合气象干旱指数ci统计分析了中国全国及十大江河流域近60年的干旱变化趋势。结果表明,近60年来,从整体来看,中国干旱面积呈现出弱的增加趋势。干旱持续时间长的几个中心分别位于北方的辽河流域西部、黄河流域东部、海河流域、西南诸河流域东南部等地,最长持续时间可达4个月以上;北方江河流域干旱面积一般表现出增加趋势,其中松花江流域、辽河流域、海河流域干旱面积出现显著的增加趋势,辽河流域、海河流域、黄河流域在20世纪90年代中后期至21世纪前期连续数年出现大范围干旱,南方大多数江河流域干旱面积的变化趋势不明显,只有西南诸河流域有显著的减少趋势。

[Zou Xukai, Ren Guoyu, Zhang Qiang.

Droughts Variationgs in China Based on a Compound Index of Meteorological Drought

. ClimaticandEnvironmentalResearch, 2010,15(4):371-378.]

https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9585.2010.04.04      URL      [本文引用: 1]      摘要

基于中国606个地面台站1951~2008年的逐日降水量和气温资料,采用综合气象干旱指数ci统计分析了中国全国及十大江河流域近60年的干旱变化趋势。结果表明,近60年来,从整体来看,中国干旱面积呈现出弱的增加趋势。干旱持续时间长的几个中心分别位于北方的辽河流域西部、黄河流域东部、海河流域、西南诸河流域东南部等地,最长持续时间可达4个月以上;北方江河流域干旱面积一般表现出增加趋势,其中松花江流域、辽河流域、海河流域干旱面积出现显著的增加趋势,辽河流域、海河流域、黄河流域在20世纪90年代中后期至21世纪前期连续数年出现大范围干旱,南方大多数江河流域干旱面积的变化趋势不明显,只有西南诸河流域有显著的减少趋势。
[17] 王国庆,王兴泽,张建云,.

中国东北地区典型流域水文变化特性及其对气候变化的响应

[J].地理科学, 2011, 31(6):641-645.

URL      [本文引用: 1]      摘要

以辽河的主要水源区太子河流域为对象,分析近50 a来流域的降水径流变化特性,采用水文模拟方法,研究了河川径流量及土壤含水量对气候变化的响应。结果表明:近50 a来实测径流量总体呈现减少趋势;20世纪80年代以来,气候因素对河川径流量的绝对影响量呈现增加趋势;降水增加比减少对河川径流量的影响明显,土壤含 水量对降水减少的响应更加敏感,气候暖干化趋势将非常不利于东北地区的水资源利用和农业生产。

[Wang Guoqing, Wang Xingze,

Zhang Jianyu et al. Hydrological characteristics and its responses to climate change for typical river basin in Northeastern China

. Scientia Geographica Sinica, 2011, 31(6): 641-646.]

URL      [本文引用: 1]      摘要

以辽河的主要水源区太子河流域为对象,分析近50 a来流域的降水径流变化特性,采用水文模拟方法,研究了河川径流量及土壤含水量对气候变化的响应。结果表明:近50 a来实测径流量总体呈现减少趋势;20世纪80年代以来,气候因素对河川径流量的绝对影响量呈现增加趋势;降水增加比减少对河川径流量的影响明显,土壤含 水量对降水减少的响应更加敏感,气候暖干化趋势将非常不利于东北地区的水资源利用和农业生产。
[18] 马建勇,许吟隆,潘婕.

基于SPI 与相对湿润度指数的1961~2009年东北地区5~9月干旱趋势分析

[J].气象与环境学报, 2012, 28(3):90-95.

Magsci      [本文引用: 1]      摘要

依据东北地区1961&mdash;2009年71个气象台站月平均气温、降水资料,运用标准化降水指数(<em>SPI</em>)与相对湿润度指数等干旱指标分析了东北地区5&mdash;9月的干旱趋势。结果表明:1961&mdash;2009年,东北大部分地区在5&mdash;9月呈干旱化趋势,仅在黑龙江大兴安岭北部、黑龙江西南部以及黑龙江与吉林的东部交界处表现为湿润化;东北三省干湿震荡主要周期大约为22&mdash;24a,近49a发生了4次干湿交替,突变年为1976及1996年。就干旱发生范围而言,近49a东北地区干旱面积呈上升趋势,以1996年为分界线,农作物干旱受灾比在吉林增幅最大,辽宁次之,黑龙江最小,采用SPI与相对湿润度指数评价东北地区干旱较符合实际。就干旱发生频率而言,高值区主要集中在东北西部,特别是黑龙江的齐齐哈尔与大庆地区、吉林的白城地区及辽宁的朝阳地区。干旱与极端干旱的发生频率在1981&mdash;1990年较低,在2001&mdash;2009年最高,而极端干旱发生频率增加幅度明显高于一般干旱。

[Ma Jianyong, Xu Yinlong, Pan Jie.

Droughts variations in China based on a compound index of Meteorological drought

. Climatic and Environmental research, 2012, 28(3):90-95.]

Magsci      [本文引用: 1]      摘要

依据东北地区1961&mdash;2009年71个气象台站月平均气温、降水资料,运用标准化降水指数(<em>SPI</em>)与相对湿润度指数等干旱指标分析了东北地区5&mdash;9月的干旱趋势。结果表明:1961&mdash;2009年,东北大部分地区在5&mdash;9月呈干旱化趋势,仅在黑龙江大兴安岭北部、黑龙江西南部以及黑龙江与吉林的东部交界处表现为湿润化;东北三省干湿震荡主要周期大约为22&mdash;24a,近49a发生了4次干湿交替,突变年为1976及1996年。就干旱发生范围而言,近49a东北地区干旱面积呈上升趋势,以1996年为分界线,农作物干旱受灾比在吉林增幅最大,辽宁次之,黑龙江最小,采用SPI与相对湿润度指数评价东北地区干旱较符合实际。就干旱发生频率而言,高值区主要集中在东北西部,特别是黑龙江的齐齐哈尔与大庆地区、吉林的白城地区及辽宁的朝阳地区。干旱与极端干旱的发生频率在1981&mdash;1990年较低,在2001&mdash;2009年最高,而极端干旱发生频率增加幅度明显高于一般干旱。
[19] 周扬, 李宁, 吉中会, .

基于SPI指数的1981~2010 年内蒙古地区干旱时空分布特征

[J].自然资源学报, 2013, 28(10):1694-1705.

https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2013.10.005      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

依据内蒙古地区47 个地面观测站1981—2010 年降水资料,采用标准化降水指数(SPI)作为干旱指标,分析了内蒙古地区年度和四季干旱发生的频率、干旱强度和站次比(发生干旱站数与总站数之比) 的演变特点。结果表明:年度、秋季和冬季干旱强度变化趋势不明显,春、夏季干旱强度呈显著上升的趋势;近30 a 来年尺度上干旱强度表现为轻度干旱,四季干旱强度以轻度干旱为主;年、季尺度上干旱发生的覆盖范围为局域性干旱和区域性干旱;内蒙古东北部呼伦贝尔盟是年度干旱、中旱、重旱与特旱发生频率最高地区,而西部阿拉善盟地区干旱、中旱、重旱和特旱发生的频率相对较低;从季节上来看,内蒙古全区春、冬季干旱(含中、重和特旱)发生频率较为一致,表现为西部及西南部地区干旱发生的频率较低,而东部、中部、北部地区干旱发生的频率相对较高。

[Zhou Yang, Li Ning,

Ji Zhonghui et al. Temporal and spatial patterns of droughts based on standard precipitaion index in Inner Monglia during 1981-2010

. Journal of natural resource, 2013, 28(10):1694-1705.]

https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2013.10.005      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

依据内蒙古地区47 个地面观测站1981—2010 年降水资料,采用标准化降水指数(SPI)作为干旱指标,分析了内蒙古地区年度和四季干旱发生的频率、干旱强度和站次比(发生干旱站数与总站数之比) 的演变特点。结果表明:年度、秋季和冬季干旱强度变化趋势不明显,春、夏季干旱强度呈显著上升的趋势;近30 a 来年尺度上干旱强度表现为轻度干旱,四季干旱强度以轻度干旱为主;年、季尺度上干旱发生的覆盖范围为局域性干旱和区域性干旱;内蒙古东北部呼伦贝尔盟是年度干旱、中旱、重旱与特旱发生频率最高地区,而西部阿拉善盟地区干旱、中旱、重旱和特旱发生的频率相对较低;从季节上来看,内蒙古全区春、冬季干旱(含中、重和特旱)发生频率较为一致,表现为西部及西南部地区干旱发生的频率较低,而东部、中部、北部地区干旱发生的频率相对较高。
[20] 车少静, 李春强, 申双和.

基于SPI的近41年(1965~2005)河北省旱涝时空特征分析

[J].中国农业气象, 2010, 31(1):137-143.

Magsci      [本文引用: 1]      摘要

河北省是旱涝频发地区之一。本文基于1965-2005年河北省84个气象站的逐月降水数据,采用标准化降水指数(SPI)、正交经验分解函数和旋转正交经验分解函数等方法,分析了近41a河北省旱涝时空变化分布特征。结果表明:河北省旱涝总体上呈阶段性变化特征,1965-1972年和1997-2005年干旱比较频繁,1973-1996年干旱频率较低;20世纪70年代和90年代前中期为雨涝比较频繁阶段。春秋季干旱呈减轻趋势,夏季干旱呈加剧趋势(不显著),冬季旱涝变化趋势不明显,但90年代以来河北省极端季节旱涝事件比较频繁。在空间上,河北省旱涝分布可分为东部、北部、南部和西部四个不同的区域,四个区域的旱涝总体上具有相对一致的大趋势,但在某些时段也表现出一定的南北差异和东西差异。河北省全省20世纪90年代后期旱涝变率最大,70年代前期和末期变率也较大,80年代变率最小;四个区域总体上表现出与全省大致相同的趋势,只是2000年以后南部地区旱涝变率持续较高。

[Che Shaojing, Li Chunqiang, Shen Shuanghe.

Analysis of drought-flood spatial-temporal characteristics based on standard precipitaion index in Heibei Province during 1965-2005

. Chinese Journal of Agrometeorology, 2010, 31(1):137-143.]

Magsci      [本文引用: 1]      摘要

河北省是旱涝频发地区之一。本文基于1965-2005年河北省84个气象站的逐月降水数据,采用标准化降水指数(SPI)、正交经验分解函数和旋转正交经验分解函数等方法,分析了近41a河北省旱涝时空变化分布特征。结果表明:河北省旱涝总体上呈阶段性变化特征,1965-1972年和1997-2005年干旱比较频繁,1973-1996年干旱频率较低;20世纪70年代和90年代前中期为雨涝比较频繁阶段。春秋季干旱呈减轻趋势,夏季干旱呈加剧趋势(不显著),冬季旱涝变化趋势不明显,但90年代以来河北省极端季节旱涝事件比较频繁。在空间上,河北省旱涝分布可分为东部、北部、南部和西部四个不同的区域,四个区域的旱涝总体上具有相对一致的大趋势,但在某些时段也表现出一定的南北差异和东西差异。河北省全省20世纪90年代后期旱涝变率最大,70年代前期和末期变率也较大,80年代变率最小;四个区域总体上表现出与全省大致相同的趋势,只是2000年以后南部地区旱涝变率持续较高。
[21] 章光新.

东北粮食主产区水安全与湿地生态安全保障的对策

[J].中国水利, 2012, (15):9-11.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1123.2012.15.006      URL      [本文引用: 1]      摘要

东北粮食主产区松嫩-三江平原是我国重要的商品粮基地和粮食新增潜力最大的区域.也是我国重 要的湿地生态集中分布区。针对松嫩-三江平原水与湿地的现状及存在的问题,分析了当前粮食增产工程对水资源的需求及其带来不利的水生态环境影响,以及未来 气候变化对水资源影响的后果,提出松嫩-三江平原水安全与湿地生态安全保障的对策与建议,进而为农业可持续发展提供支撑。

[Zhang Guangxin.

Measures for securing water safety of main grain production base and wetland ecological safety in Northeast China

. China Water Resources, 2012, (15):9-11.]

https://doi.org/10.3969/j.issn.1000-1123.2012.15.006      URL      [本文引用: 1]      摘要

东北粮食主产区松嫩-三江平原是我国重要的商品粮基地和粮食新增潜力最大的区域.也是我国重 要的湿地生态集中分布区。针对松嫩-三江平原水与湿地的现状及存在的问题,分析了当前粮食增产工程对水资源的需求及其带来不利的水生态环境影响,以及未来 气候变化对水资源影响的后果,提出松嫩-三江平原水安全与湿地生态安全保障的对策与建议,进而为农业可持续发展提供支撑。
[22] 冯波,闫佰忠,章光新.

松花江流域水文干旱联合概率分布特征研究

[J].节水灌溉, 2014,(5):38-47.

URL      [本文引用: 1]      摘要

利用松花江流域水文站1957-2006年的径流量,采用游程理论、Eviews统计软件以及Copula函数对松花江流域水文干旱特征以及水文干旱联合概率分布特征进行了研究。结果表明:Eviews统计软件能够较好地得出时间序列符合的概率密度函数;G—HCopula函数以及ClaytonCopula函数能够较好地拟合2个变量(干旱历时、干旱烈度)的独立分布;Copula函数能够考虑水文干旱的极值,对于分析松花江流域水文干旱联合概率分布是适用的。

[Feng Bo, Yan Baizhong, Zhang Guangxin.

Joint probability distribution characteristics of hydrological drought in Songhua River Basin, Northeast of China

. Water saving irrigation, 2014,(5): 38-47. ]

URL      [本文引用: 1]      摘要

利用松花江流域水文站1957-2006年的径流量,采用游程理论、Eviews统计软件以及Copula函数对松花江流域水文干旱特征以及水文干旱联合概率分布特征进行了研究。结果表明:Eviews统计软件能够较好地得出时间序列符合的概率密度函数;G—HCopula函数以及ClaytonCopula函数能够较好地拟合2个变量(干旱历时、干旱烈度)的独立分布;Copula函数能够考虑水文干旱的极值,对于分析松花江流域水文干旱联合概率分布是适用的。
[23] Li F P, Zhang G X, Xu Y J.

Spatiotemporal variability of climate and streamflow in the Songhua River Basin, northeast China

[J].Journal of Hydrology, 2014, (514):53-64.

https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2014.04.010      URL      [本文引用: 1]      摘要

The Songhua River Basin (SRB) is located in the high latitude region of China’s far northeast and is sensitive to global warming. This study utilized long-term meteorological and river discharge records in the SRB to assess spatiotemporal variability and trends in temperature, precipitation, and discharge. Daily precipitation and temperature data were collected from 37 meteorological stations across the SRB for the period from January 1960 to December 2009. Monthly discharges from 33 major river gauge stations in three sub-basins of the SRB were gathered for the same period. The modified Mann–Kendall tests, flow duration curves and correlation statistics were performed to identify the long-term trend and interrelation of the hydrometeorological variables. The results showed that temperature in the SRB has steadily increased in the past five decades, while precipitation fluctuated greatly among the years and the decades with a declining trend since 1980s. The largest change in temperature was found in the last two decades, with a decadal increase of about 102°C. Concurrently, a declining trend in annual discharge from the SRB was found after 1990, while intra-annual variation of discharge increased. Overall, annual discharge at most gauge stations across the SRB showed a downward trend in the past five decades, with a significantly decreasing trend in the Lower Songhua River. Seasonally, the declining trend in discharge was prevalent in spring and discharge mainly declined in the lower Nenjiang River and the Lower Songhua River throughout most of a year. The flow duration analysis showed a decrease in high flow ( Q 5 ), but an increase in low flow ( Q 95 ) after 1990 at most mainstream stations of the SRB. However, both the lowest and highest monthly discharge displayed a declining trend during 1960–2009. Because precipitation in this river basin is concentrated during the summer and fall months, annual discharge was closely and positively correlated with precipitation amount occurred during these two seasons.
[24] Patel N R, Chopra P, Dadhwal V K.

Analyzing spatial patterns of meteorological drought using standardized precipitation index

[J].Meteorological Applications, 2007, (14):329-336.

https://doi.org/10.1002/met.33      URL      [本文引用: 1]      摘要

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