地理科学  2018 , 38 (3): 474-483 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2018.03.018

Orginal Article

基于日SPEI的近55 a西南地区极端干旱事件时空演变特征

贾艳青12, 张勃2

1. 忻州师范学院地理系,山西 忻州 034000
2. 西北师范大学地理与环境科学学院,甘肃 兰州 730070

Spatial-temporal Variability Characteristics of Extreme Drought Events Based on Daily SPEI in the Southwest China in Recent 55 Years

Jia Yanqing12, Zhang Bo2

1. Department of Geography, Xinzhou Normal University, Xinzhou 034000, Shanxi, China
2. College of Geography and Environmental Science, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, Gansu, China

中图分类号:  S166

文献标识码:  A

文章编号:  1000-0690(2018)03-0474-10

收稿日期: 2017-04-6

修回日期:  2017-05-8

网络出版日期:  2018-03-21

版权声明:  2018 《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:  国家自然科学基金项目(41561024)、山西省高等学校哲学社会科学研究项目(2015265)资助National Natural Science Foundation of China (41561024), Philosophy Social Science Research Project of Shanxi Colleges and Universities (2015265).

作者简介:

作者简介:贾艳青(1980-),女,山西忻州人,博士研究生,讲师,主要从事气候变化与地表过程研究。E-mail: jiayq5170@sina.com

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摘要

利用1960~2014年中国西南地区141个气象台站的逐日气象资料,引入一个新的干旱指数——逐日标准化降水蒸散指数(日SPEI),对极端干旱事件的年代际、年际、季节内变化及持续性特征进行了分析,结果表明:空间上,近55 a西南春季和年极端干旱程度呈一致的减弱趋势,重庆、四川与贵州的交界处及四川西北部极端干旱程度明显缓解,而夏、秋两季极端干旱表现出增强的趋势并有一定的区域性特征。时间上,春季和全年极端干旱频率、强度和持续天数逐渐减少,春季极端干旱的减弱程度较全年明显;夏、秋两季极端干旱频率、强度和持续天数呈增加趋势,夏季极端干旱的加重趋势比秋季明显。从极端干旱事件的持续性来看,20世纪60年代和21世纪初(2000~2014年)西南遭受的极端干旱最严重,持续期达60 d以上的站点分别占到站点总数的60%和73%。

关键词: 极端干旱事件 ; 日SPEI ; 中国西南

Abstract

The quantification of drought frequency, duration, intensity, and changes in areal-extent over time is not only essential in the drought risk management making process, but also combat of extreme drought hazard making. However, the current common drought indices can only identify average drought severity over a drought period and cannot indentify drought characteristics at short time scales. The climatic condition in southwestern China, largely an agricultural region, has been considerably variable in the past several decades. Drought has occurred more frequently and has become one of the most serious hazards in the last and current century in Southwest China. The extreme drought events frequently occur, as drought events have taken place in Southwest China. The present study aims to assess the changes in Southwest China's extreme drought events in 1960-2014. Using daily meteorological data collected from 141 stations across the Southwest China from 1960 to 2014, the daily Standardized Precipitation Evapotranspiration Index(daily SPEI) is developed based on daily meteorological data in this study. Latency evaporation is calculated by Penman-Monteith method, from inter-decadal, inter-annual, inter-seasonal variability, persistent characteristic of extreme drought events analyzed over Southwest China in past 55 years by daily SPEI index. The results showed that: From the point of view of space trends to see, it displayed consistent decreased extreme drought trend in spring and whole year over Southwest China in past 55 years. The Chongqing, on the border between Sichuan and Guizhou, northwest of Sichuan are the areas in which severity of extreme drought events has significantly decreased in the past 55 years. But it displayed increased extreme drought trend along with regional extreme drought trend feature in summer and autumn. The frequency, intensity and duration of extreme drought events have significantly increased on the border among of Sichuan, Guizhou, Yunnan, and Chongqing in summer and autumn. From the point of view of time evolution to see, frequency, intensity, duration of extreme drought events is decreasing in spring and whole year, and frequency, intensity, duration of extreme drought events is growing in summer and autumn over Southwest China in past 55 years. The tendency rates of frequency, intensity, duration are -0.01, -0.3, -0.18 d per decades in whole year. The frequency, intensity, duration of extreme drought events in spring showed decreasing trends at rates of -0.02, -1.15,-0.45 d per decades. The intensity, duration of extreme drought events in summer have increased by 0.5, 0.14 d per decades, respectively. The frequency, intensity, duration of extreme drought events in autumn showed increasing trends at rates of -0.01, 0.36, 0.1d per decades. By comparison, spring extreme drought lessen trend is evident than that of whole year, summer extreme drought is stronger than autumn. As a whole, extreme drought degree is strongest in summer, but it is weakest in spring. From inter-decadal scales of view of extreme drought events to see, the severity of extreme drought events was higher in 1960-1969 and in 2000-2014 during the past 55 years. From the point of view of persistent characteristic to see, duration of persistent drought event is longest in 1960-1969 and in 2000-2014 during 1960-2014. Of the two stages, about 60% and 73% meteorological stations have suffered extreme drought lasting more than 60 days.

Keywords: extreme drought events ; daily SPEI ; the Southwest China

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贾艳青, 张勃. 基于日SPEI的近55 a西南地区极端干旱事件时空演变特征[J]. 地理科学, 2018, 38(3): 474-483 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2018.03.018

Jia Yanqing, Zhang Bo. Spatial-temporal Variability Characteristics of Extreme Drought Events Based on Daily SPEI in the Southwest China in Recent 55 Years[J]. Scientia Geographica Sinica, 2018, 38(3): 474-483 https://doi.org/10.13249/j.cnki.sgs.2018.03.018

干旱是最常见、对社会经济影响最大的气候灾害,中国平均2~3 a就发生一次严重的干旱灾害[1,2,3]。西南地区是中国干旱发生频率较高的区域之一,频发的旱灾导致了水资源匮乏、生态环境退化和粮食减产等一系列问题,对当地农业发展和社会经济造成巨大损失[4,5,6,7]。近年来,西南干旱的研究备受关注。已有的研究主要集中在干旱特征[8,9,10,11,12,13]和个例分析研究[14,15]方面,对西南极端干旱的研究较少。少数极端干旱的研究关注了不同时空尺度上干旱的变化特征,缺乏日尺度上极端干旱时空演变特征的分析,对极端干旱演变细节的认识也比较薄弱,多数研究截止于2010年之前,欠缺近几年最新的极端干旱演变情况的分析研究,而这部分研究对深入认识西南干旱演变特征和制定有效的防灾减灾措施非常重要。

选择合适的指标表征干旱的发生时间、强度及空间范围是干旱研究的基础[16]。前人已对气象干旱指标作了大量研究,提出许多干旱定量化研究方法。其中,帕默尔干旱指数(PDSI)[17]基于温度、降水和土壤水分含量,是目前全球干旱研究中应用最广泛的指数,但其计算方案中参数对区域的选择非常敏感,限制了该指数在全球及区域干旱监测中的应用。标准化降水指数(SPI)[18]可以监测多时间尺度的干旱,但其仅考虑降水因素,忽略了水分平衡的影响,对研究气候变暖背景下干旱趋势效果不佳[19]。Vicente-Serrano等[19]在SPI的基础上引入潜在蒸散,构建了综合降水和气温变化共同影响的干旱监测与评估的指数——标准化降水蒸散指数(SPEI)。然而,目前常用的这些干旱指数对干旱的评估与监测均比较笼统,无法清晰地给出干旱发生、发展以及结束的时间,具体表现为:第一,上述指数只能监测到月尺度的平均干旱程度,不能监测更短时间尺度的干旱特征;第二,监测干旱强度时过低估计短时间连续强干旱的程度,而高估长时间弱干旱的强度,而农作物在关键生长期,持续数天的干旱即可导致其死亡。基于此,本研究选择SPEI对其进行改进,改进后的日SPEI实现了对区域气象干旱强度的实时动态监测,可监测到每一天的干旱状况并可在更短的时间尺度上表征干旱的发生、持续时间和严重程度。本文主要在日尺度上探讨西南极端干旱时空演变规律,为西南干旱监测和干旱评估提供理论依据和技术支撑。

1 资料与方法

1.1 研究区概况

西南地区位于91°21′~112°04′E、20°54′~34°19′N之间,行政区包括四川、云南、贵州、广西和重庆5省(市、区),是中国重要的农业生产区。该区临青藏高原,地形地貌和气候情况均较复杂。地形以山地和高原为主,气候主要是亚热带山地高原气候。受地形(自西北向东南海拔高度降低)和季风气候等因素的影响,气候复杂多变。大部分地区年均温在14℃~24℃,降水量600~2 300 mm,降水的季节分布极不均匀,干湿季分明。湿季(5~10月)降水量占全年降水的80%~90%,而干季(11月至次年4月)只占10%~20%[20]。1949年至今的主要气象灾害中,干旱灾害频次约占总自然灾害的1/3,为各项灾害之首[5]

1.2 资料来源

研究区141个站点1960~2014年的日值数据来自中国气象局国家气象信息中心“中国地面气候日值数据”和“中国地面气候资料日值数据V3.0”,包括逐日降水量(mm)、最高气温(℃)、最低气温(℃)、风速(m/s)、日照时数(h)、相对湿度(%)。少数站点的观测数据存在缺测问题,主要是日照时数和风速,采用求多年同日平均值的方法补全。潜在蒸散使用Penman-Monteith模型计算,其计算公式中会自动用模拟值代替缺测值,因此少量的数据缺测不会影响最终的计算结果。研究区及所选气象站点分布见图1

图1   西南地区气象站点分布

Fig.1   The location of meteorology stations in the Southwest China

1.3 研究方法

1.3.1 日SPEI计算

本研究对SPEI指标做了改进,改进后的日SPEI干旱指数计算过程与月SPEI类似,具体计算步骤如下:

1)计算逐日潜在蒸散(ET0)。采用FAO-56(1998)推荐的Penman-Monteith模型计算:

ET0=0.408ΔRn-G+γ900T+273U2ea-edΔ+γ1+0.34U2(1)

式中:ET0为日潜在蒸散量,mm;Δ为温度随饱和水汽压变化的斜率,kPa/℃;U2为离地2 m高处风速,m/s;ea为空气饱和水汽压,kPa;ed为空气实际水汽压,kPa;T为平均气温,℃;r为湿度表常数,kPa/℃;Rn为到达地面的净辐射,MJ/(m2d);G为土壤热通量密度,MJ/(m2d)。

2) 计算逐日降水量与潜在蒸散的差值:

Di=Pi-ET0i(2)

式中,Di为降水与蒸散差值的累计值, Pi为日降水量。设 Di,jk为第i年第j天开始,k天内累积降水差额,则

$\lbrace^{D^{k}_{i,j}=\sum\limits_{i=31-k+j}^{30}D_{i-1}+\sum\limits_{l=1}^{j}D_{i,l} j<{k}}_ {D^{k}_{i,j}=\sum\limits_{l=j-k+1}^{j}D_{i,l} j\geq{k}}$

3) 采用了三参数的log-logistic概率分布对Di数据序列进行拟合。

f(x)=βαx-γαβ-11+x-γαβ-2(3)

式中:参数a、βγ分别为尺度、形状及初始状态参数,采用线性矩的方法拟合获得:

α=(w0-2w1)βΓ(1+1β)Γ(1-1β), β=2w1-w06w1-w0-6w2

γ=w0-αΓ(1+1β)Γ(1-1β)

式中:Γ为阶乘函数,ω0ω1ω2为原始数据序列Di的概率加权矩。由此可以得到Di概率密度的累计概率密度函数:

F(x)=1+(αx-γ)β-1(4)

4) 对累计概率密度进行正态标准化: P=1-F(x)(5)

当累积概率P≤0.5时,概率加权矩(w)公式为:

w=-2ln(P)(6) SPEI=w-c0+c1w+c2w21+d1w+d2w2+d3w3(7)

P>0.5时,以1–P表示PSPEI=-(w-c0+c1w+c2w21+d1w+d2w2+d3w3)(8)

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

1.3.2 气象极端干旱过程的确定

极端干旱事件定义为:当日SPEI指数连续15 d每天的值低于-2时,则为一次极端干旱过程。干旱过程开始日期为第1天SPEI值达到极端干旱等级以上的日期,结束日期为最后一天SPEI指数为无极端干旱的日期,当SPEI指数连续5 d为无旱等级时极端干旱过程结束。极端干旱过程开始到结束的天数为干旱持续时间。过程内各日SPEI指数绝对值之和,表示极端干旱过程的强度,其值越大干旱程度越强。

1.3.3 Mann-Kendall趋势检验法

采用Mann-Kendall(M-K)趋势检验方法对西南141个气象站极端干旱事件的变化趋势进行显著性检验。M-K趋势检验是非参数统计检验方法,计算简单,是目前水文学中常用的趋势诊断方法。M-K趋势系数小于0表示时间序列呈下降趋势;反之,则表示时间序列呈上升趋势;并且趋势系数的绝对值大于1.96时,表明变化趋势通过0.05的显著性水平检验。

2 结果与分析

2.1 春、夏、秋季及年极端干旱事件的空间趋势变化

统计分析得知,西南地区冬季仅有极少数站点(若尔盖、红原、峨眉山)出现极端干旱事件,故只分析春、夏、秋季及年尺度的极端干旱时空演变特征。图2a~c显示,春季极端干旱事件频率、强度和持续天数呈下降趋势的站点数多于上升趋势的站点数。其中,四川西北部及四川、贵州交界处极端干旱频率减少趋势较明显,四川西部、南部和云南东部的部分站点极端干旱强度和持续天数减少趋势较明显,而若尔盖高原和四川盆地北部极端干旱频率、强度和持续天数均表现为增加趋势。夏季多数地区的极端干旱频率、强度和持续天数表现为增加趋势(图2d~f)。夏季极端干旱频率变化幅度较小(图2d),空间区域差异性表现不明显,明显增加的地区位于四川西北部部分地区。夏季极端干旱强度和持续天数的空间分布相差无异(图2e,f),呈增加趋势的站点主要分布在四川大部、广西东部、贵州北中部以及重庆中部,主要是由于近30 a来气温升高、降水减少、蒸发量增大造成的暖干趋势所致[21]。秋季极端干旱频率、强度和持续天数变化与夏季类似,以增加趋势为主(图2g~i)。除西南东部以及四川西部、云南中西部极端干旱强度和持续天数(图2h,i)表现为下降趋势外,其余站点均为增加趋势,最为明显的区域是四川和贵州交界处的部分站点。由此可见,西南夏、秋两季极端干旱程度均为增加的趋势。分析其原因,主要是自20世纪90年代后期开始,南亚夏季风的减弱导致西南地区夏、秋两季降水量偏少,加之在气温显著升高的协同作用下,致使该区干旱频繁发生[22]。此外,海拔对季风期极端干旱的影响也较大。图2d~f和图2g~i显示干旱加重趋势明显的地区多位于海拔较高的横断山地北部及高海拔与低海拔过渡地带的贵州北部和滇、川、桂三省交界处。

图2   1960~2014年西南地区春、夏、秋及年极端干旱频率、强度和持续天数趋势系数空间分布

Fig.2   Spatial trend of extreme drought frequency, intensity, duration in spring, summer, autumn and annual time scales in the Southwest China from 1960 to 2014

年尺度极端干旱事件频率、强度和持续天数变化趋势有明显的区域差异(图2j~l)。极端干旱频率(图2j)减少的地区零星分布在四川西北部、云南东南部、广西中部以及重庆、四川和贵州交界处,明显增加的地区呈斑块状分布在云南西北部、四川东北部、贵州东部和西南部、广西北部和南部地区。全年极端干旱强度和持续天数趋势变化空间分布类似(图2k,l),减少趋势较明显的站点分布在四川西北部和云南东部,增加趋势明显的地区位于四川东南部、贵州北部、广西北部和南部局部地区。可以看出,近55 a西南极端干旱变化较复杂,极端干旱频率、强度和持续时间增加的地区多位于四川盆地东南、横断山北部、贵州北部等地势较高的区域以及广西北部和南部。究其原因,近半个世纪以来西南平均气温升高[22],西南季风的减弱又导致降水量减少且在年内和年际时空分布不均[23,24],这改变了西南干旱的时空分布特征。此外,西南丰富的气候带加上不同地形的影响,再叠加山地的垂直变化,导致部分地区干旱灾害频发。

2.2 极端干旱事件的时间演变

2.2.1 极端干旱事件年际演变

西南春季极端干旱事件频率、强度和持续天数均呈明显下降趋势(图3a~c),年际倾向率分别为-0.02次/10a、-1.15/10a、-0.45 d/10a。夏季极端干旱频率无明显变化,极端干旱强度和持续天数呈上升趋势(图3d~f)。秋季极端干旱频率、强度和持续天数均处于上升趋势(图3g~i),变化速率分别为0.01次/10a、0.36/10a、0.1 d/10a。全年极端干旱频率、强度和天数均呈小幅下降趋势(图3j~l),年际倾向率分别为-0.01次/10a、-0.3/10a、-0.18 d/10a。7 a低通滤波曲线显示,春季极端干旱频率、强度和天数的变化呈波动减小趋势,1963年极端干旱发生较频繁,干旱频率、强度和持续时间分别为0.72次、45、17 d,1997年出现最低值,干旱频率、强度和持续天数分别为0.04次、0.76、0.31 d。夏季极端干旱频率、强度和持续天数上升趋势较秋季明显。夏季极端干旱在1972年较严重,干旱频率、强度和持续天数分别为0.7次、46、15 d。秋季在1982、1983和1992年未发生极端干旱事件,极端干旱程度在1990年较严重,干旱频率、强度和持续时间分别为0.7次、46、14 d。综上,西南全年及春季极端干旱程度有所减轻,尤其春季减轻趋势较明显;夏、秋两季极端干旱呈加重趋势,夏季加重趋势比秋季明显。可见,旱灾对西南农业生产影响严重,有研究表明[25],2010~2012年的西南大旱导致351×104hm2受灾和212×104hm2成灾。近60 a以来,西南干旱受灾、成灾和绝收面积均呈增加趋势,多年平均受灾、成灾和绝收面积分别为212×104hm2、94×104hm2、16×104hm2

图3   西南地区极端干旱事件频率、强度和持续天数的年际演变

Fig.3   Inter annual variation of extreme drought frequency, intensity and duration in the Southwest China

2.2.2 极端干旱事件的年代际演变

表1列出了近55 a西南春、夏、秋季及全年各年代出现的极端干旱事件的次数、强度和持续天数。总体上看,西南20世纪60年代极端干旱程度较严重,之后20世纪70年代、80年代和90年代极端干旱程度有所缓解,2000之后极端干旱事件演变到近55 a最严重的程度。有统计表明[4],西南地区近60 a来各年代农作物干旱综合损失率逐渐增大,21世纪农作物干旱综合损失率为7.3%,高于全国平均水平(5.5%)。特别是2009年9月中旬至2010年3月,西南地区遭受了严重的极端干旱灾害[25]。广西西北部、贵州西南部、云南中部和东北部冬小麦、油菜、甘蔗的受旱严重,冬小麦产量损失达8.3×105t,约占2009年西南五省市冬小麦总产量的13.7%,贵州和云南冬小麦减产分别达到31%和48%。

表1   1960~2014年西南地区极端干旱事件特征年代际变化

Table 1   Decadal variation of extreme drought characteristics in the Southwest China from 1960 to 2014

年代
频次天数强度频次天数强度频次天数强度频次天数强度
1960~19706.5102.3274.43.965.0166.62.840.9119.42.435.894.2
1971~19804.980.1219.92.541.4105.92.847.8141.81.724.465.6
1981~19904.165.6183.42.334.689.42.337.6109.61.320.060.5
1991~20004.465.3180.62.128.874.92.236.8110.42.227.372.3
2001~20147.7118.7328.63.652.0131.13.969.7209.53.245.2123.4

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季节变化方面,春季,20世纪60年代极端干旱程度最严重,之后极端干旱程度有所缓解,到2000年之后极端干旱程度又加重。夏季,20世纪60、70年代极端干旱程度较强,80、90年代极端干旱程度较弱。秋季极端干旱事件程度从20世纪70年代开始减弱,到90年代开始增强。2000~2014年,西南夏、秋两季极端干旱事件发生次数最多、干旱强度最严重及干旱持续时间最长。在各个年代,西南夏季的极端干旱最严重。研究表明,2011年西南夏、秋两季的干旱,经济损失高达218.5亿元。其中贵州受灾最重,部分地区水稻和玉米绝收,农业经济损失高达158亿元[22]

2.3 极端干旱事件的持续性特征

西南地区近55 a各年代极端干旱事件持续天数分布如图4。近55 a,西南极端干旱持续时间较长的区域集中在西南东北部和西北部(图4a)。分析发现,持续天数的高值区逐渐向东北部转移,20世纪60年代有70%的站点持续天数在60 d以上(图4b),高值区在整个研究区内零散分布在四川西北部和东北部、云南东部以及四川、重庆和贵州交界地带,其中纳溪、太华山站的极端干旱持续天数达到300 d以上。20世纪70年代53%的站点出现了持续60 d以上的极端干旱事件(图4c),高值区域主要集中在四川西北部、东北部以及重庆,其中广元、太华山等9个站点的极端干旱持续天数在200 d以上。20世纪80年代48%的站点极端干旱持续时长在60 d以上(图4d),高值区主要分布在四川西部、贵州东北部和云南的东南部,其中德钦、巴塘、太华山、理塘站极端干旱持续天数在200 d以上。20世纪90年代极端干旱持续天数的高值区开始转移到西南东部(图4e),48%的站点持续天数在60 d以上,其中广元站极端干旱天数达到200 d以上。2000~2014年73%的站点极端干旱持续时长在60 d以上(图4f),高值区集中在四川东北部、重庆大部分地区以及贵州北部地区,其中绵阳、广元站极端干旱持续时长在300 d以上。

图4   西南地区各年代极端干旱事件持续天数的空间分布

Fig.4   Spatial distribution of extreme drought duration in the Southwest China

按照干旱持续时间对西南极端干旱事件排序,分析持续天数最长的15次极端干旱事件,见表2。空间上,这些站点主要分布在四川东部、贵州西部和北中部以及云南东部。从持续天数来看,雷波、綦江分别在1963年3月26日~6月29日和2011年7月4日~10月1日遭受了持续时长达90 d以上的极端干旱,綦江、思南、桐梓、宜宾站在2011年遭受了较严重的极端干旱灾害,最长极端干旱持续天数分别为90 d、72 d、54 d、52 d,其中夏、秋季干旱是主要的极端干旱类型。1963年3~6月、1966年7~10月、1969年3~5月,雷波、太华山、凯里、息烽、纳溪5个站点发生了较长持续时长的极端干旱。分析得知,四川、贵州、重庆交界处附近的站点在20世纪60年代和近期均经历过较严重的极端干旱灾害。另外,西南部分地区春旱持续时间较长。康定、蒙自分别在1973年3~5月和1980年3~5月发生过68 d、67 d的极端干旱,普安、兴仁在1987年3~5月发生了持续69 d的极端干旱。

表2   1960~2014年西南地区持续时间最长的极端干旱事件

Table 2   Top 15 extreme drought events ranked by duration in the Southwest China from 1960 to 2014

站点发生时段跨越季节持续时间(d)累计指数平均指数
雷波1963.03.26~1963.06.29春、夏季972953.0
綦江2011.07.04~2011.10.01夏、秋季902693.0
太华山1969.03.08~1969.05.27春季812332.9
广元2007.04.02~2007.06.17春、夏季761822.4
思南2011.07.19~2011.09.29夏、秋季722213.1
普安1987.03.09~1987.05.17春季691852.7
兴仁1987.03.09~1987.05.17春季691942.8
康定1973.03.02~1973.05.09春季681902.8
蒙自1980.03.14~1980.05.19春季671632.4
凯里1966.08.08~1966.10.11夏、秋季652073.2
息烽1966.07.29~1966.09.30夏、秋季611863.0
桐梓2011.08.07~2011.09.29夏、秋季541653.1
宜宾2011.04.30~2011.06.20春、夏季521863.6
纳溪1963.03.22~1963.05.09春季491513.1
遂宁2006.07.21~2006.09.07夏、秋季491853.8

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3 结论与讨论

1) 近55 a来西南年及春季极端干旱频率、强度和持续天数呈减少趋势且空间分布基本一致,重庆、四川与贵州的交界处以及四川西北部极端干旱程度明显缓解,西南东北部极端干旱程度明显增强。夏、秋两季大部分区域极端干旱程度呈增强趋势,重庆、四川和贵州交界处附近区域极端干旱事件频率、强度和持续天数增加趋势较明显。

2) 年尺度上,近55 a来西南春季和年极端干旱事件频率、强度和持续天数均呈减少趋势,春季极端干旱减少趋势更明显;夏、秋两季极端干旱事件频率、强度和持续天数处于增加趋势,夏季增加幅度较大。年代际尺度上,20世纪60年代和21世纪初(2000~2014)是西南年及春、夏、秋三季极端干旱程度较严重的阶段。

3) 近55 a来,西南极端干旱事件的持续天数经历了先减少后增加的变化。21世纪初(2000~2014年)西南地区遭受的极端干旱最严重,73%的站点极端干旱持续期达到60 d以上;20世纪60年代次之,60%的站点极端干旱持续期达60 d以上。

SPEI综合考虑了降水与潜在蒸散对干旱的影响,在区域干旱监测上具有灵活的时间尺度优势,但它只能检测到月尺度的平均干旱程度,修正后的日SPEI指数克服了这个不足,对干旱的刻画具体到每天、每周、每月和更长的时间尺度,关键可识别干旱的起止日期和持续天数。SPEI原始计算过程中潜在蒸散的计算使用的是仅考虑温度的Thornthwaite模型,而Penman-Monteith模型计算潜在量时综合考虑了气温、风速、日照和相对湿度,更适合反映全球升温下的区域干旱变化[30]。因而,本文选用物理机制更完备的Penman-Monteith模型计算潜在蒸散。目前,对西南极端干旱演变特征的研究结论还存在争议[11,16,31]。贺晋云等[31]研究表明,近53 a西南极端干旱频率呈减少趋势;王东等[11]和熊光洁等[16]的研究结论与之相反。本文对西南地区的分析结果,部分印证了贺晋云等[31]的研究结论,表明西南地区极端干旱频率、强度和持续时间呈减少的趋势,极端干旱程度总体减弱。本研究结果与尹晗等[30]针对西南地区的研究结论非常相似,均认为西南地区极端干旱频率在空间上全区变化并不一致,变化较为复杂且成片交错分布。西南干旱成因较多,日SPEI虽然基于日尺度的地表水分收支,但喀斯特地貌、大气环流、青藏高原的作用、ENSO和热带洋面热力状况等因素对西南极端干旱也有影响,该指数还不能很好地解释干旱发生的机制。今后还需深入研究西南极端干旱发生的物理机制,在干旱灾害风险特征和防治方面作深入探讨。

The authors have declared that no competing interests exist.


参考文献

[1] 黄荣辉, 刘永, 王林, .

2009年秋至2010年春我国西南地区严重干旱的成因分析

[J]. 大气科学, 2012, 36(3): 443-457.

https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2011.11101      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

我国西南地区从2009年秋季到2010年春季发生了严重干旱, 这次干旱无论持续时间和发生区域或降水减少程度都是近50年来所罕见的, 因而本文利用ERA-40再分析资料和海温资料从热带西太平洋和热带印度洋热力异常对热带西太平洋和南亚上空大气环流的影响来分析了这次西南地区干旱发生的成因。分析结果表明: 从2009年秋到2010年春季, 热带西太平洋和热带印度洋处于升温状态, 它使得热带西太平洋上空产生反气旋异常环流, 造成了西南气流异常在我国东南沿海加强, 而华南和华中地区上空处于低槽控制, 因而在高原东部为槽后西北气流和下沉气流所控制, 造成了从孟加拉湾来的水汽很难到达云贵高原, 从而引起了此区域降水长期偏少。并且, 分析结果还表明了中高纬度地区的环流异常对此次严重干旱也有重要影响。由于从2009年冬季到2010年春季中高纬度准定常行星波传播的极地波导偏强, 而低纬波导偏弱, 这导致波的E-P通量在60°N附近对流层和平流层为辐合, 而在35°N附近对流层中、上层为辐散, 从而引起纬向平均西风在60°N附近对流层和平流层减弱, 而在35°N附近对流层中、上层加强, 造成了北极涛动 (AO) 为很大的负值。由于AO为负值, 东亚冬季冷空气活动强且路径偏东, 使得到达西南地区冷空气偏弱, 从而引起西南地区持续性严重干旱的发生。

[Huang Ronghui, Liu Yong, Wang lin et al.

Analyses of the causes of severe drought occurring in Southwest China from the fall of 2009 to the spring of 2010

. Chinese Journal of Atmospheric Sciences, 2012, 36(3): 443-457.]

https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2011.11101      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

我国西南地区从2009年秋季到2010年春季发生了严重干旱, 这次干旱无论持续时间和发生区域或降水减少程度都是近50年来所罕见的, 因而本文利用ERA-40再分析资料和海温资料从热带西太平洋和热带印度洋热力异常对热带西太平洋和南亚上空大气环流的影响来分析了这次西南地区干旱发生的成因。分析结果表明: 从2009年秋到2010年春季, 热带西太平洋和热带印度洋处于升温状态, 它使得热带西太平洋上空产生反气旋异常环流, 造成了西南气流异常在我国东南沿海加强, 而华南和华中地区上空处于低槽控制, 因而在高原东部为槽后西北气流和下沉气流所控制, 造成了从孟加拉湾来的水汽很难到达云贵高原, 从而引起了此区域降水长期偏少。并且, 分析结果还表明了中高纬度地区的环流异常对此次严重干旱也有重要影响。由于从2009年冬季到2010年春季中高纬度准定常行星波传播的极地波导偏强, 而低纬波导偏弱, 这导致波的E-P通量在60°N附近对流层和平流层为辐合, 而在35°N附近对流层中、上层为辐散, 从而引起纬向平均西风在60°N附近对流层和平流层减弱, 而在35°N附近对流层中、上层加强, 造成了北极涛动 (AO) 为很大的负值。由于AO为负值, 东亚冬季冷空气活动强且路径偏东, 使得到达西南地区冷空气偏弱, 从而引起西南地区持续性严重干旱的发生。
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变化环境下我国干旱灾害的综合应对

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西南地区近年特大干旱灾害的启示与对策

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Revelation and countermeasures of catastrophic drought disasters in recent years in Southwest China

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近60年中国西南地区干旱灾害规律与成因

[J]. 地理学报, 2014, 69(5): 632-639.

https://doi.org/10.11821/dlxb201405006      URL      [本文引用: 2]      摘要

利用西南60多年干旱灾情资料,计算了干旱受灾率、成灾率、绝收率和综合损失率,分析了中国西南地区干旱灾害规律特点并对成因进行探讨。结果表明,西南近60年干旱灾害范围、程度和频次均呈增加趋势。受灾率、成灾率和绝收率均呈明显上升趋势,同时,各省也呈上升趋势,四川最明显,其次是贵州,云南最小。西南干旱综合损失率呈上升趋势,多年平均综合损失率为3.93%,21世纪综合损失率为7.29%,明显高于全国平均(5.51%)。近10年来干旱重灾中心发生了转移,云南和贵州干旱面积明显增加,西南干旱重灾中心向南北两边分离。综合损失率随土壤湿度、植被盖度和降水降低而增加,但随温度升高而增加。西南气温呈明显上升趋势,但降水呈减小趋势。西南温度升高是干旱灾害的主要因素,同时区域降水减少、土壤湿度降低和植被盖度降低等加剧了西南干旱损失和风险。

[Han Lanying, Zhang Qiang, Yao Yubi et al.

Characteristics and origins of drought disasters in Southwest China in nearly 60 years

. Acta Geographica Sinica, 2014, 69(5): 632-639.]

https://doi.org/10.11821/dlxb201405006      URL      [本文引用: 2]      摘要

利用西南60多年干旱灾情资料,计算了干旱受灾率、成灾率、绝收率和综合损失率,分析了中国西南地区干旱灾害规律特点并对成因进行探讨。结果表明,西南近60年干旱灾害范围、程度和频次均呈增加趋势。受灾率、成灾率和绝收率均呈明显上升趋势,同时,各省也呈上升趋势,四川最明显,其次是贵州,云南最小。西南干旱综合损失率呈上升趋势,多年平均综合损失率为3.93%,21世纪综合损失率为7.29%,明显高于全国平均(5.51%)。近10年来干旱重灾中心发生了转移,云南和贵州干旱面积明显增加,西南干旱重灾中心向南北两边分离。综合损失率随土壤湿度、植被盖度和降水降低而增加,但随温度升高而增加。西南气温呈明显上升趋势,但降水呈减小趋势。西南温度升高是干旱灾害的主要因素,同时区域降水减少、土壤湿度降低和植被盖度降低等加剧了西南干旱损失和风险。
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区域农业干旱风险评估研究——以中国西南地区为例

[J]. 地理科学进展, 2011, 30(7): 883-890.

https://doi.org/10.11820/dlkxjz.2011.07.014      URL      Magsci      [本文引用: 2]      摘要

农业干旱风险评估有助于提升区域灾害风险管理和决策水平,减轻干旱灾害造成的损失。利用历史降水资料、灾情数据和社会经济数据,本文以地级市为评估单元,以各评估单元3 种播种面积最大的农作物为评价对象,在发展和完善现有连续无雨日干旱评估指标的基础上,结合作物不同生长阶段对干旱反应的差异,设计了一套农业作物干旱等级判定及其概率研究方法,同时,提出评估单元不同作物干旱等级损失率的计算方法,构建了农业干旱风险损失评估的计算模型。本文以西南区为案例区进行了农业干旱风险评估,结果发现:①采用研究方法求算的各评估单元风险损失结果能有效地表达各评估单元之间的农业干旱风险差异;②根据计算的农业干旱风险指数划分的风险区能比较准确地反映案例区内农业干旱风险的空间分布规律;③西南区农业干旱高度和重度风险区主要分布在该区西部和北部的一些高原、山地之中,而轻度和中度风险区则主要分布在其东部、中部和南部地区。

[Xu Xinchuang, Ge Quansheng, Zheng Jingyun et al.

Drought risk assessment on regional agriculture: A case in Southwest China

.Progress in Geography, 2011, 30(7): 883-890.]

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农业干旱风险评估有助于提升区域灾害风险管理和决策水平,减轻干旱灾害造成的损失。利用历史降水资料、灾情数据和社会经济数据,本文以地级市为评估单元,以各评估单元3 种播种面积最大的农作物为评价对象,在发展和完善现有连续无雨日干旱评估指标的基础上,结合作物不同生长阶段对干旱反应的差异,设计了一套农业作物干旱等级判定及其概率研究方法,同时,提出评估单元不同作物干旱等级损失率的计算方法,构建了农业干旱风险损失评估的计算模型。本文以西南区为案例区进行了农业干旱风险评估,结果发现:①采用研究方法求算的各评估单元风险损失结果能有效地表达各评估单元之间的农业干旱风险差异;②根据计算的农业干旱风险指数划分的风险区能比较准确地反映案例区内农业干旱风险的空间分布规律;③西南区农业干旱高度和重度风险区主要分布在该区西部和北部的一些高原、山地之中,而轻度和中度风险区则主要分布在其东部、中部和南部地区。
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2009-2011年我国西南地区旱灾程度及其对植被净初级生产力的影响

[J]. 生态学报, 2015, 35(2): 350-360.

https://doi.org/10.5846/stxb201304040604      URL      [本文引用: 1]      摘要

2009--2011年,我国西南地区遭受了极端干旱气候影响。利用1980—2011年气象站点观测数据和基于光能利用率的植被净初级生产力估算模型GloPEM,研究了2009--2011年西南地区干旱灾害过程和程度及其对植被净初级生产力的影响,结果显示:2009--2011年西南地区年均降水量和湿润指数明显低于1980--2008年均值。受干旱气候影响,研究区植被净初级生产力比2001--2011年均值低12.55gCm^-2a^-1,总计低0.017PgC/a,造成的碳损失约占我国总碳汇的7.91%。2001—2011年西南地区植被净初级生产力与蒸散量变化显著相关(R^2=0.44,P〈0.05),而降水量和湿润指数变化过程与植被净初级生产力和蒸散量不同步,可能是由于该地区森林覆盖率较高,具有较强的涵养水源功能,导致土壤湿度变化滞后于降水量和湿润指数变化,从而使降水量变化过程与植被净初级生产力变化不同步。

[Zhao Zhiping, Wu Xiaopu, Li Guo et al.

Drought in southwestern China and its impact on the net primary productivity of vegetation from 2009-2011

. Acta Ecologica Sinica, 2015, 35(2): 350-360.]

https://doi.org/10.5846/stxb201304040604      URL      [本文引用: 1]      摘要

2009--2011年,我国西南地区遭受了极端干旱气候影响。利用1980—2011年气象站点观测数据和基于光能利用率的植被净初级生产力估算模型GloPEM,研究了2009--2011年西南地区干旱灾害过程和程度及其对植被净初级生产力的影响,结果显示:2009--2011年西南地区年均降水量和湿润指数明显低于1980--2008年均值。受干旱气候影响,研究区植被净初级生产力比2001--2011年均值低12.55gCm^-2a^-1,总计低0.017PgC/a,造成的碳损失约占我国总碳汇的7.91%。2001—2011年西南地区植被净初级生产力与蒸散量变化显著相关(R^2=0.44,P〈0.05),而降水量和湿润指数变化过程与植被净初级生产力和蒸散量不同步,可能是由于该地区森林覆盖率较高,具有较强的涵养水源功能,导致土壤湿度变化滞后于降水量和湿润指数变化,从而使降水量变化过程与植被净初级生产力变化不同步。
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基于SPEI的西南地区近53a干旱时空特征分析

[J]. 自然资源学报, 2014, 29(6): 1003-1016.

https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2014.06.009      URL      [本文引用: 1]      摘要

论文基于标准化降水蒸散指数(SPEI),统计分析西南地区128个测站1960—2012年的气象数据,从干旱年际变化趋势、四季变化趋势、干旱强度、干旱事件频次、干旱频率以及与ENSO的关系,对西南地区近半个世纪的干旱时空特征进行了分析。结果表明:①西南地区及子区域近53 a来呈干旱化趋势,21世纪初干旱发生最频繁,干旱强度、极端干旱及中等干旱的频次均呈增加趋势;②四季大部分区域呈干旱化趋势,以秋季最为突出;③春季,干旱发生频率最高且集中在横断山地、四川盆地东部和云贵高原中部,夏季,横断山地北部、若尔盖高原和广西丘陵西北部易发生干旱,秋季,云贵高原、广西丘陵及四川盆地部分区域干旱频率较高,冬季,干旱易发区集中在若尔盖高原、四川盆地西南部一线;④各区域四季的干旱指数与ENSO指数相关性不同,并且ENSO事件强度与四川盆地和横断山地的SPEI在年变化趋势方面存在明显负相关,与其他区域呈正相关。此外,西南地区在厄尔尼诺年和拉尼娜年都会出现干旱,但前者爆发干旱灾害的概率比后者高。而且各区域存在差异,四川盆地、若尔盖高原在厄尔尼诺年易发生干旱,而云贵高原在拉尼娜年发生频率较高,广西丘陵、横断山地没有明显规律和特征。

[Wang Dong, Zhang Bo, An Meiling et al.

Temporal and spatial distributions of drought in Southwest China over the past 53 years based on Standardized Precipitation Evapotranspiration Index

. Journal of Natural Resources, 2014, 29(6): 1003-1016.]

https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2014.06.009      URL      [本文引用: 1]      摘要

论文基于标准化降水蒸散指数(SPEI),统计分析西南地区128个测站1960—2012年的气象数据,从干旱年际变化趋势、四季变化趋势、干旱强度、干旱事件频次、干旱频率以及与ENSO的关系,对西南地区近半个世纪的干旱时空特征进行了分析。结果表明:①西南地区及子区域近53 a来呈干旱化趋势,21世纪初干旱发生最频繁,干旱强度、极端干旱及中等干旱的频次均呈增加趋势;②四季大部分区域呈干旱化趋势,以秋季最为突出;③春季,干旱发生频率最高且集中在横断山地、四川盆地东部和云贵高原中部,夏季,横断山地北部、若尔盖高原和广西丘陵西北部易发生干旱,秋季,云贵高原、广西丘陵及四川盆地部分区域干旱频率较高,冬季,干旱易发区集中在若尔盖高原、四川盆地西南部一线;④各区域四季的干旱指数与ENSO指数相关性不同,并且ENSO事件强度与四川盆地和横断山地的SPEI在年变化趋势方面存在明显负相关,与其他区域呈正相关。此外,西南地区在厄尔尼诺年和拉尼娜年都会出现干旱,但前者爆发干旱灾害的概率比后者高。而且各区域存在差异,四川盆地、若尔盖高原在厄尔尼诺年易发生干旱,而云贵高原在拉尼娜年发生频率较高,广西丘陵、横断山地没有明显规律和特征。
[8] 王允, 刘普幸, 曹立国, .

基于湿润指数的1960-2011年中国西南地区地表干湿变化特征

[J]. 自然资源学报, 2014, 29(5): 830-838.

[本文引用: 1]     

[Wang Yun, Liu Puxin, Cao Liguo et al.

Characteristics of southwestern China dry-wet condition based on wetness index in 1960-2011

. Journal of Natural Resources, 2014, 29(5): 830-838.]

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基于相对湿润度指数的西南地区季节性干旱时空分布特征

[J]. 农业工程学报, 2012, 28(19): 85-92.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2012.19.012      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

西南地区是中国重要农业生产区,季节性干旱是该区域最主要的农业气象灾害,研究季节性干旱时空分布特征对西南地区防旱减灾具有重要意义。该文收集西南地区4个省(市)共97个代表气象站50 a(1959年-2008年)的逐日降水量、气温、日照时数、相对湿度、风速、水汽压等气象资料,选用国家标准中相对湿润度指数(M)作为干旱指标,以年、季为时间尺度,研究西南地区干旱频率和强度的空间分布特征,并分析近50 a干旱强度和发生范围的年际变化规律。结果表明:西南地区年尺度干旱频率呈西部高,东部低的带状分布,高发区位于川西高原、川西南山地、云南西北部和中北部的山地、高原及河谷地带,发生频率在3年2遇以上;年干旱强度以中旱以上为主。不同季节干旱频率差异大:冬旱发生频率最高,春旱次之,秋旱较低,夏旱最低;干旱强度方面,冬旱强度最大,春旱次之,秋旱较小,夏旱最小;总体而言,干旱发生频率高的地方干旱强度也大。从年际变化看,西南地区总体上略有变湿的趋势,年干旱强度明显减弱,其中春旱、秋旱有减轻趋势,夏旱和冬旱有所增强;但近10 a,年干旱强度增大明显,夏旱、秋旱、冬旱也明显上升,这与西南地区近几年干旱频繁发生相吻合。

[Wang Mingtian, Wang Xiang, Huang Wanhua et al.

Temporal and spatial distribution of seasonal drought in southwest of China based on relative moisture index

. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2012, 28(19): 85-92.]

https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-6819.2012.19.012      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

西南地区是中国重要农业生产区,季节性干旱是该区域最主要的农业气象灾害,研究季节性干旱时空分布特征对西南地区防旱减灾具有重要意义。该文收集西南地区4个省(市)共97个代表气象站50 a(1959年-2008年)的逐日降水量、气温、日照时数、相对湿度、风速、水汽压等气象资料,选用国家标准中相对湿润度指数(M)作为干旱指标,以年、季为时间尺度,研究西南地区干旱频率和强度的空间分布特征,并分析近50 a干旱强度和发生范围的年际变化规律。结果表明:西南地区年尺度干旱频率呈西部高,东部低的带状分布,高发区位于川西高原、川西南山地、云南西北部和中北部的山地、高原及河谷地带,发生频率在3年2遇以上;年干旱强度以中旱以上为主。不同季节干旱频率差异大:冬旱发生频率最高,春旱次之,秋旱较低,夏旱最低;干旱强度方面,冬旱强度最大,春旱次之,秋旱较小,夏旱最小;总体而言,干旱发生频率高的地方干旱强度也大。从年际变化看,西南地区总体上略有变湿的趋势,年干旱强度明显减弱,其中春旱、秋旱有减轻趋势,夏旱和冬旱有所增强;但近10 a,年干旱强度增大明显,夏旱、秋旱、冬旱也明显上升,这与西南地区近几年干旱频繁发生相吻合。
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近60年来西南地区旱涝变化及极端和持续性特征认识

[J]. 地理科学, 2015, 35(10): 1333-1340.

https://doi.org/10.1056/NEJM198106253042621      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

利用1953~2012年中国西南地区44个气象台站的逐日降水、温度资料,通过降水和潜在蒸发均一化旱涝指数,从旱涝的年代际、年际、季节内变化以及极端和持续性特征等方面进行了分析,结果表明:从旱涝的空间趋势变化来看,西南近60 a来秋季和年变化呈显著的一致变旱趋势,而春、夏、冬3季旱涝变化趋势表现出一定的区域性特征;从旱涝的时间演变来看,在温度与降水双重因子驱动下春、夏、秋、冬均表现为干旱化趋势,相比较秋季的干旱化程度最强,而春季的最弱,夏、冬两季相当,而全年的干旱程度比四季的程度更强;从极端旱涝的多时间尺度来看,在年代际和年际尺度上,极端洪涝发生频次逐渐减少,而极端干旱发生频次逐渐增多,从季节尺度看,春、冬两季极端干旱发生频次较多,而夏季最少,极端洪涝发生频次夏季最多,春季次之,秋季最少。从旱涝的持续性特征来看,持续性干旱事件的持续时间有增长趋势,发生频率有增多趋势,发生强度有增强趋势,并且主要发生在冬春两季,而持续性洪涝事件的持续时间、发生强度没明显变化趋势,发生频率有减少趋势,发生的季节也没明显差异。

[Yang Jinhu, Zhang Qiang, Wang Jinsong et al.

Extreme and persistent feature of drought and flood of Southwest China in past 60 years

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利用1953~2012年中国西南地区44个气象台站的逐日降水、温度资料,通过降水和潜在蒸发均一化旱涝指数,从旱涝的年代际、年际、季节内变化以及极端和持续性特征等方面进行了分析,结果表明:从旱涝的空间趋势变化来看,西南近60 a来秋季和年变化呈显著的一致变旱趋势,而春、夏、冬3季旱涝变化趋势表现出一定的区域性特征;从旱涝的时间演变来看,在温度与降水双重因子驱动下春、夏、秋、冬均表现为干旱化趋势,相比较秋季的干旱化程度最强,而春季的最弱,夏、冬两季相当,而全年的干旱程度比四季的程度更强;从极端旱涝的多时间尺度来看,在年代际和年际尺度上,极端洪涝发生频次逐渐减少,而极端干旱发生频次逐渐增多,从季节尺度看,春、冬两季极端干旱发生频次较多,而夏季最少,极端洪涝发生频次夏季最多,春季次之,秋季最少。从旱涝的持续性特征来看,持续性干旱事件的持续时间有增长趋势,发生频率有增多趋势,发生强度有增强趋势,并且主要发生在冬春两季,而持续性洪涝事件的持续时间、发生强度没明显变化趋势,发生频率有减少趋势,发生的季节也没明显差异。
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近50a中国西南地区地表干湿状况研究

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https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2014.01.010      Magsci      [本文引用: 3]      摘要

利用1961—2011 年中国西南5 省市113 个气象站的观测资料,基于Penman-Monteith 蒸散模型计算了各个站点逐月潜在蒸散和干湿指数,研究了近50 a 来西南地区气候干湿状况的时空变化特征。结果表明:西南地区气候整体较为湿润,但存在较大的区域差异,呈“东湿西干”的空间分布特征。近50 a 来西南区域的气候有“暖干化”的变化趋势,这种趋势在进入21 世纪以后有进一步加剧的迹象。西南地区干湿季特征鲜明,夏季最为湿润,冬季最干燥。近50 a 来,西南地区的气候干湿状况有两次显著的转变过程,第一次时间点在1992 年前后,此时气候开始湿润化,进入相对湿润期;另一次在2002 年前后,变化趋势由湿润化转为干旱化,进入相对干旱期。降水量是西南地区气候干湿状况的决定因素,日照时数与相对湿度等气象要素对干湿状况也产生较大影响。

[Su Xiucheng, Wang Lei,Li Qilin et al.

LStudy of surface dry and wet conditions in Southwest China in recent 50 years

. Journal of Natural Resources, 2014, 29(1): 104-116.]

https://doi.org/10.11849/zrzyxb.2014.01.010      Magsci      [本文引用: 3]      摘要

利用1961—2011 年中国西南5 省市113 个气象站的观测资料,基于Penman-Monteith 蒸散模型计算了各个站点逐月潜在蒸散和干湿指数,研究了近50 a 来西南地区气候干湿状况的时空变化特征。结果表明:西南地区气候整体较为湿润,但存在较大的区域差异,呈“东湿西干”的空间分布特征。近50 a 来西南区域的气候有“暖干化”的变化趋势,这种趋势在进入21 世纪以后有进一步加剧的迹象。西南地区干湿季特征鲜明,夏季最为湿润,冬季最干燥。近50 a 来,西南地区的气候干湿状况有两次显著的转变过程,第一次时间点在1992 年前后,此时气候开始湿润化,进入相对湿润期;另一次在2002 年前后,变化趋势由湿润化转为干旱化,进入相对干旱期。降水量是西南地区气候干湿状况的决定因素,日照时数与相对湿度等气象要素对干湿状况也产生较大影响。
[12] 熊光洁, 张博凯, 李崇银, .

基于SPEI的中国西南地区1961-2012年干旱变化特征分析

[J]. 气候变化研究进展, 2013, 9(3): 192-198.

https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-1719.2013.03.006      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

利用1961—2012年中国西南地区86个气象站逐月降水量和平均气温资料,引入一个新的干旱指数——标准化降水蒸散指数(SPEI)作为干旱等级划分指标,研究了1961—2012年该地区不同时间尺度干旱的变化特征。结果表明:该地区12个月尺度干旱频率在云贵交界区呈显著增加趋势,其他区域变化不显著且不一致;少雨期(11—4月)6个月尺度干旱频率在全区显著增加,而在多雨期(5—10月)大部分区域干旱频率呈缓慢减少趋势,减少最明显的区域在四川南部;3个月尺度干旱频率在春季变化不明显,在秋季和冬季显著增加,其中2000—2012年的增加趋势尤为显著,干旱化趋势严重。

[Xiong Guangjie, Zhang Bokai, Li Chongyin et al.

Characteristics of drought variations in Southwest China in 1961-2012 based on SPEI

. Progressus Inquisitiones De Mutatione Climatis, 2013, 9(3): 192-198.]

https://doi.org/10.3969/j.issn.1673-1719.2013.03.006      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

利用1961—2012年中国西南地区86个气象站逐月降水量和平均气温资料,引入一个新的干旱指数——标准化降水蒸散指数(SPEI)作为干旱等级划分指标,研究了1961—2012年该地区不同时间尺度干旱的变化特征。结果表明:该地区12个月尺度干旱频率在云贵交界区呈显著增加趋势,其他区域变化不显著且不一致;少雨期(11—4月)6个月尺度干旱频率在全区显著增加,而在多雨期(5—10月)大部分区域干旱频率呈缓慢减少趋势,减少最明显的区域在四川南部;3个月尺度干旱频率在春季变化不明显,在秋季和冬季显著增加,其中2000—2012年的增加趋势尤为显著,干旱化趋势严重。
[13] 吕俊梅, 琚建华, 任菊章, .

热带大气MJO活动异常对2009-2010年云南极端干旱的影响

[J]. 中国科学: 地球科学, 2012, 42(4): 599-613.

https://doi.org/10.1007/s11783-011-0280-z      URL      [本文引用: 1]      摘要

2009年秋季开始至2010年春季,云南发生自有气象记录以来最严 重的秋冬春连旱,全省综合气象干旱重现期为80年以上一遇,其中滇中、滇东、滇西东部的大部地区为100年以上一遇。这次干旱事件持续时间长,影响范围 广,截止到2010年5月31日云南省全省有2512万人受灾,其中757万人饮水出现困难,旱灾还造成秋冬播农作物受灾3261.2万亩,云南省农业直 接经济损失超过200亿元。极端气候灾害事件的研究正在成为国际上关注的新的热点问题,对于极端干旱事件发生的原因和物理机制目前还不是很清楚。 2009~201O年云南极端干旱事件持续时间长、影响范围广,研究并揭示其发生的物理原因具有重要的科学意义,也有利于提高我国对干旱等极端气候事件的 监测和预测能力。研究表明,云南降水持续性偏少主要是由于2009年夏季至2009/2010年冬季热带中东印度洋MJO指数持续处于正值造成的。这种热 带大气MJO活动季节内持续性异常作用的多个季节叠加导致2009~2010年云南发生了历史罕见的极端干旱事件。未来应该注意加强对热带大气MJO活动 季节内持续性异常的监测,提高对极端干旱事件的预测水平。

[Lv Junmei, Ju Jianhua, Ren Juzhang et al.

The influence of the Madden-Julian Oscillation activity anomalies on Yunnan’s extreme drought of 2009-2010

. Science China Earth Sciences, 2012,55(1):98-112.]

https://doi.org/10.1007/s11783-011-0280-z      URL      [本文引用: 1]      摘要

2009年秋季开始至2010年春季,云南发生自有气象记录以来最严 重的秋冬春连旱,全省综合气象干旱重现期为80年以上一遇,其中滇中、滇东、滇西东部的大部地区为100年以上一遇。这次干旱事件持续时间长,影响范围 广,截止到2010年5月31日云南省全省有2512万人受灾,其中757万人饮水出现困难,旱灾还造成秋冬播农作物受灾3261.2万亩,云南省农业直 接经济损失超过200亿元。极端气候灾害事件的研究正在成为国际上关注的新的热点问题,对于极端干旱事件发生的原因和物理机制目前还不是很清楚。 2009~201O年云南极端干旱事件持续时间长、影响范围广,研究并揭示其发生的物理原因具有重要的科学意义,也有利于提高我国对干旱等极端气候事件的 监测和预测能力。研究表明,云南降水持续性偏少主要是由于2009年夏季至2009/2010年冬季热带中东印度洋MJO指数持续处于正值造成的。这种热 带大气MJO活动季节内持续性异常作用的多个季节叠加导致2009~2010年云南发生了历史罕见的极端干旱事件。未来应该注意加强对热带大气MJO活动 季节内持续性异常的监测,提高对极端干旱事件的预测水平。
[14] 徐栋夫, 李栋梁, 王慧.

我国西南地区秋季干湿分类及主要类型异常年环流特征分析

[J]. 大气科学, 2014, 38(2): 373-385.

https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2013.12216      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

本文使用我国西南地区97站1960~2009年逐日资料,计算了考虑降水和气温的干湿指数,分析了西南地区秋季及9、10、11月干湿指数的时空变化特征。采用相似方法,构造了综合相似指数,对历年干湿分布进行分类,并给出了秋季各月各类干湿出现的概率。此外还使用再分析资料分月探讨了干湿分布主要类型异常年的大气环流特征。分析结果表明:西南地区秋季存在显著的干旱化趋势,且该地区干湿变化存在全区一致、东西相反和南北相反的特征。根据干湿变化主要模态的空间型,利用综合相似指数可以将历年秋季干湿分为全区一致偏干型、全区一致偏湿型、东湿西干型、东干西湿型、南湿北干型、南干北湿型和非典型型,共7类。全区干湿一致型出现的次数最多(不低于50%),东西相反型次之(约25%),南北相反型较少(约15%),而出现非典型型次数极少(不足10%)。从季节内尺度来看,全区偏干(湿)的持续性较差,但10月份的东部偏湿区域则有较大几率(不低于50%)在下个月扩展到整个区域。全区偏干型异常年,东亚大槽偏弱或偏东,冷空气南侵困难;南海上空低层维持一个异常的气旋环流,西南地区暖湿气流输送偏弱;西太平洋副高偏强、西伸,南亚高压面积偏大,与西太副高重叠,西南地区长期受高压控制。这种异常环流形势的维持,使得该地区天气晴朗少雨,气温偏高,持续干旱。偏湿型异常年则基本呈相反的环流特征。而西南地区东、西部上空异常的垂直运动和东部低层的南、北风异常是造成东湿(干)西干(湿)型异常的重要原因。

[Xu Dongfu, Li Dongliang, Wang Hui.

Autumn dry-wet conditions and main types of atmospheric circulation in anomalous years in Southwest China

. Chinese Journal of Atmospheric Sciences (in Chinese), 2014, 38(2): 373-385.]

https://doi.org/10.3878/j.issn.1006-9895.2013.12216      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

本文使用我国西南地区97站1960~2009年逐日资料,计算了考虑降水和气温的干湿指数,分析了西南地区秋季及9、10、11月干湿指数的时空变化特征。采用相似方法,构造了综合相似指数,对历年干湿分布进行分类,并给出了秋季各月各类干湿出现的概率。此外还使用再分析资料分月探讨了干湿分布主要类型异常年的大气环流特征。分析结果表明:西南地区秋季存在显著的干旱化趋势,且该地区干湿变化存在全区一致、东西相反和南北相反的特征。根据干湿变化主要模态的空间型,利用综合相似指数可以将历年秋季干湿分为全区一致偏干型、全区一致偏湿型、东湿西干型、东干西湿型、南湿北干型、南干北湿型和非典型型,共7类。全区干湿一致型出现的次数最多(不低于50%),东西相反型次之(约25%),南北相反型较少(约15%),而出现非典型型次数极少(不足10%)。从季节内尺度来看,全区偏干(湿)的持续性较差,但10月份的东部偏湿区域则有较大几率(不低于50%)在下个月扩展到整个区域。全区偏干型异常年,东亚大槽偏弱或偏东,冷空气南侵困难;南海上空低层维持一个异常的气旋环流,西南地区暖湿气流输送偏弱;西太平洋副高偏强、西伸,南亚高压面积偏大,与西太副高重叠,西南地区长期受高压控制。这种异常环流形势的维持,使得该地区天气晴朗少雨,气温偏高,持续干旱。偏湿型异常年则基本呈相反的环流特征。而西南地区东、西部上空异常的垂直运动和东部低层的南、北风异常是造成东湿(干)西干(湿)型异常的重要原因。
[15] 李永华, 徐海明, 刘德.

2006年夏季西南地区东部特大干旱及其大气环流异常

[J]. 气象学报, 2009, 67(1): 122-132.

https://doi.org/10.11676/qxxb2009.013      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

利用1959—2006年西南地区东部20个测站的逐日降水资料、NCEP/NCAR再分析资料以及国家气候中心提供的环流特征量资料,分析了2006年夏季西南地区东部特大干旱的时空分布及其同期大气环流的异常特征。结果表明,2006年夏季西南地区东部少雨时段从6月中旬初开始一直持续到9月上旬中后期,达80多天,其中7月下旬中期到9月上旬中期降水尤其稀少。西南地区东部区域6、7、8月及整个夏季(6—8月)降水都偏少,降水指数显示2006年是西南地区东部1959年以来夏季降水最少的年份。2006年夏季西南地区特大干旱与大气环流异常有很大的关系,中高纬度环流及西太平洋副热带高压、西风带环流、南亚高压、低层流场、水汽输送以及垂直运动等都持续异常。西太平洋副高异常偏北且偏西和副高异常偏弱且偏东时,西南地区东部都可能出现严重干旱,2006年夏季属于副高控制性高温伏旱。西太平洋副高偏强偏北偏西,同时伴随南亚高压偏强偏东,西南地区东部在副高控制下,盛行下沉气流,同时也抑制了向该地的水汽输送,再加上西风带环流以及中高纬环流配置不利于冷空气南下,因而2006夏季西南地区东部少雨干旱。青藏高原热源偏弱,菲律宾附近地区对流非常活跃,是引起2006年夏季西太平洋副高偏强偏北偏西的重要原因。

[Li Yonghua, Xu Haiming, Liu De.

Features of the extremely severe drought in the east of Southwest China and anomalies of atmospheric circulation in summer 2006

. Acta Meteorologica Sinica, 2009, 67(1): 122-132.]

https://doi.org/10.11676/qxxb2009.013      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

利用1959—2006年西南地区东部20个测站的逐日降水资料、NCEP/NCAR再分析资料以及国家气候中心提供的环流特征量资料,分析了2006年夏季西南地区东部特大干旱的时空分布及其同期大气环流的异常特征。结果表明,2006年夏季西南地区东部少雨时段从6月中旬初开始一直持续到9月上旬中后期,达80多天,其中7月下旬中期到9月上旬中期降水尤其稀少。西南地区东部区域6、7、8月及整个夏季(6—8月)降水都偏少,降水指数显示2006年是西南地区东部1959年以来夏季降水最少的年份。2006年夏季西南地区特大干旱与大气环流异常有很大的关系,中高纬度环流及西太平洋副热带高压、西风带环流、南亚高压、低层流场、水汽输送以及垂直运动等都持续异常。西太平洋副高异常偏北且偏西和副高异常偏弱且偏东时,西南地区东部都可能出现严重干旱,2006年夏季属于副高控制性高温伏旱。西太平洋副高偏强偏北偏西,同时伴随南亚高压偏强偏东,西南地区东部在副高控制下,盛行下沉气流,同时也抑制了向该地的水汽输送,再加上西风带环流以及中高纬环流配置不利于冷空气南下,因而2006夏季西南地区东部少雨干旱。青藏高原热源偏弱,菲律宾附近地区对流非常活跃,是引起2006年夏季西太平洋副高偏强偏北偏西的重要原因。
[16] 轩俊伟, 郑江华, 刘志辉.

基于SPEI的新疆干旱时空变化特征

[J]. 干旱区研究, 2016, 33(2): 338-344.

https://doi.org/10.13866/j.azr.2016.02.16      URL      Magsci      [本文引用: 3]      摘要

基于新疆地区54个气象站1963—2012年的逐月气象资料,计算得到近50 a来新疆12个月时间尺度的标准化降雨蒸散指数(SPEI)序列,并利用线性趋势、经验模态分解(EMD)及经验正交函数(EOF)等方法,对新疆近50 a干旱时间和空间变化特征进行了分析。结果表明:新疆地区以1987年为界,由普遍干旱期转型为相对湿润期,但近10 a又出现显著的变干趋势,预示着新疆有可能会重新进入干旱期。新疆干旱变化存在2、6、24 a左右的主要振荡周期以及3~4 a的次振荡周期,其中6 a振荡周期最为突出。EOF展开的第一模态反应的是西风系统控制下,新疆全区干旱变化的平均状态。EOF展开的第二模态则反映出由于天山山脉阻隔及地形差异,导致的南北疆干旱呈现反相位变化的空间分布特征。新疆近50 a干旱时空变化整体上存在一致性,局域上又具有异质性。

[Xuan Junwei, Zheng Jianghua, Liu Zhihui.

SPEI-based spatiotemporal variation of drought in Xinjiang

. Arid Zone Research, 2016, 33(2): 338-344.]

https://doi.org/10.13866/j.azr.2016.02.16      URL      Magsci      [本文引用: 3]      摘要

基于新疆地区54个气象站1963—2012年的逐月气象资料,计算得到近50 a来新疆12个月时间尺度的标准化降雨蒸散指数(SPEI)序列,并利用线性趋势、经验模态分解(EMD)及经验正交函数(EOF)等方法,对新疆近50 a干旱时间和空间变化特征进行了分析。结果表明:新疆地区以1987年为界,由普遍干旱期转型为相对湿润期,但近10 a又出现显著的变干趋势,预示着新疆有可能会重新进入干旱期。新疆干旱变化存在2、6、24 a左右的主要振荡周期以及3~4 a的次振荡周期,其中6 a振荡周期最为突出。EOF展开的第一模态反应的是西风系统控制下,新疆全区干旱变化的平均状态。EOF展开的第二模态则反映出由于天山山脉阻隔及地形差异,导致的南北疆干旱呈现反相位变化的空间分布特征。新疆近50 a干旱时空变化整体上存在一致性,局域上又具有异质性。
[17] Palmer W C.

Meteorological drought

[R]. US.department of Commerce Weather Bureau Research Paper, 1965,45:8.

[本文引用: 1]     

[18] McKee T B, Doesken N J, Kleist J.

The relationship of drought frequency and duration to time scales: Proceedings of Vulnerability

[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 1993.

[本文引用: 1]     

[19] Vicente-Serrano S M, Beguería S, López-Moreno J I.

A multiscalar drought index sensitive to global warming: The standardized precipitation evapotranspiration index

[J]. Journal of Climate, 2010, 23(7): 1696-1718.

https://doi.org/10.1175/2009JCLI2909.1      URL      [本文引用: 2]      摘要

The authors propose a new climatic drought index: the standardized precipitation evapotranspiration index (SPEI). The SPEI is based on precipitation and temperature data, and it has the advantage of combining multiscalar character with the capacity to include the effects of temperature variability on drought assessment. The procedure to calculate the index is detailed and involves a climatic water balance, the accumulation of deficit/surplus at different time scales, and adjustment to a log-logistic probability distribution. Mathematically, the SPEI is similar to the standardized precipitation index (SPI), but it includes the role of temperature. Because the SPEI is based on a water balance, it can be compared to the self-calibrated Palmer drought severity index (sc-PDSI). Time series of the three indices were compared for a set of observatories with different climate characteristics, located in different parts of the world. Under global warming conditions, only the sc-PDSI and SPEI identified an increase in drought severity associated with higher water demand as a result of evapotranspiration. Relative to the sc-PDSI, the SPEI has the advantage of being multiscalar, which is crucial for drought analysis and monitoring.
[20] 赵济.

中国自然地理(第4版)

[M]. 北京: 高等教育出版社, 1997.

[本文引用: 1]     

[Zhao Ji.

Physical Geography of China(4th edition)

. Beijing: Higher Education Press, 1997.]

[本文引用: 1]     

[21] 郭洁, 李国平.

若尔盖气候变化及其对湿地退化的影响

[J]. 高原气象, 2007, 26(2): 422-428.

https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0534.2007.02.027      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

若尔盖高原沼泽湿地地处黄河上游,属江河源区,其生态作用对黄河的安危有直接影响,近年来退化严重。本文利用若尔盖高原湿地周边4个气象站1971-2000年逐月平均气温和降水量资料,分析了年和四季的气候特征及气候变化趋势,并对气候突变进行了检验。结果表明:近30年来若尔盖湿地表现出气温升高、降水量减少、蒸发量增大的暖干化趋势,并且在20世纪90年代后期变化趋势更加明显。这种气候变化趋势使得若尔盖高原湿地的地表水资源减少,湿地萎缩,加速了草地退化和沙化。在气候暖干化的背景下,人类活动又加剧了若尔盖高原沼泽湿地萎缩及退化趋势。

[Guo Jie, Li Guoping.

Climate change in Zoigê Plateau marsh wetland and its impact on wetland degradation

. Plateau Meteorology, 2007, 26(2): 422-428.]

https://doi.org/10.3321/j.issn:1000-0534.2007.02.027      URL      Magsci      [本文引用: 1]      摘要

若尔盖高原沼泽湿地地处黄河上游,属江河源区,其生态作用对黄河的安危有直接影响,近年来退化严重。本文利用若尔盖高原湿地周边4个气象站1971-2000年逐月平均气温和降水量资料,分析了年和四季的气候特征及气候变化趋势,并对气候突变进行了检验。结果表明:近30年来若尔盖湿地表现出气温升高、降水量减少、蒸发量增大的暖干化趋势,并且在20世纪90年代后期变化趋势更加明显。这种气候变化趋势使得若尔盖高原湿地的地表水资源减少,湿地萎缩,加速了草地退化和沙化。在气候暖干化的背景下,人类活动又加剧了若尔盖高原沼泽湿地萎缩及退化趋势。
[22] 宋艳玲, 蔡雯悦, 柳艳菊, .

我国西南地区干旱变化及对贵州水稻产量影响

[J]. 应用气象学报, 2014, 25(5): 550-558.

https://doi.org/10.11898/1001-7313.20140504      URL      [本文引用: 3]      摘要

近几年,我国西南地区干旱频繁发生,严重影响农业生产。为了探讨干旱和水稻产量之间关系的复 杂性,采用中国气象局国家气象信息中心提供的西南地区348个站气象数据,计算了西南地区干旱的变化趋势,并利用2000-2011年贵州省县级水稻产量 资料分析了干旱对水稻单产的影响,探讨了干旱、水资源灌溉以及水稻产量之间的关系。结果表明:1951—2012年西南地区降水量平均减少16.9 mm/10 a,特别是8-10月降水量明显减少。同时,西南地区干旱日数呈上升趋势,平均增加3.3 d/10 a。对比水稻产量发现,当累计干旱日数少于40 d时,干旱对水稻产量一般不会造成影响;当累计干旱日数超过86 d时,干旱造成水稻减产20%-73%,这意味着当累计干旱日数超过3个月时,江河塘库蓄水将受到影响,进而影响水稻的灌溉,造成水稻严重减产;当累计干 旱日数为40-86 d时,水稻减产一般少于20%,但地区差异较大。

[Song Yanling, Cai Wenyue, Liu Yanju et al.

Drought change in Southwest China and its impact on rice yield in Guizhou province

. Journal of Applied Meteorological Science, 2014, 25(5): 550-558.]

https://doi.org/10.11898/1001-7313.20140504      URL      [本文引用: 3]      摘要

近几年,我国西南地区干旱频繁发生,严重影响农业生产。为了探讨干旱和水稻产量之间关系的复 杂性,采用中国气象局国家气象信息中心提供的西南地区348个站气象数据,计算了西南地区干旱的变化趋势,并利用2000-2011年贵州省县级水稻产量 资料分析了干旱对水稻单产的影响,探讨了干旱、水资源灌溉以及水稻产量之间的关系。结果表明:1951—2012年西南地区降水量平均减少16.9 mm/10 a,特别是8-10月降水量明显减少。同时,西南地区干旱日数呈上升趋势,平均增加3.3 d/10 a。对比水稻产量发现,当累计干旱日数少于40 d时,干旱对水稻产量一般不会造成影响;当累计干旱日数超过86 d时,干旱造成水稻减产20%-73%,这意味着当累计干旱日数超过3个月时,江河塘库蓄水将受到影响,进而影响水稻的灌溉,造成水稻严重减产;当累计干 旱日数为40-86 d时,水稻减产一般少于20%,但地区差异较大。
[23] He Yaoqi, Wang Yongjin, Kong Xinggong et al.

High resolution stalagmite δ18O record over the past 1000 year from Dongge Cave in Guizhou

[J]. Chinese Science Bulletin, 2005, 50(10): 1003-1008.

https://doi.org/10.1360/04wd0268      URL      [本文引用: 1]     

[24] Yang Xunlin, Zhang Pingzhong, Chen Fahu et al.

Modern stalagmite oxygen isotopic composition and its implications of climatic change from a high-elevation cave in the eastern Qinghai-Tibet Plateau over the past 50 years

[J]. Chinese Science Bulletin, 2007, 52(9): 1238-1247.

https://doi.org/10.1007/s11434-007-0166-4      URL      [本文引用: 1]      摘要

An oxygen isotope record of a stalagmite from Huanglong Cave in the eastern Qinghai-Tibet Plateau dated with 230 Th and 210 Pb methods provides variations of the Asian monsoon with an average resolution of 1 year over the past 50 years. This study shows that the δ 18 O of dripwater in the cave represents the annual mean δ 18 O of local meteoric precipitation and the stalagmites were deposited in isotopic equilibrium. A comparison of the stalagmite δ 18 O record with instrumentally meteorological data indicates that shifts of the δ 18 O are largely controlled by the amount effect of meteoric precipitation conveyed through the southwest monsoon (the Indian monsoon) and less affected by temperature. Therefore, the variations of δ 18 O record reflect the changes in monsoon precipitation on inter-annual time scales under the influence of the southwest monsoon. Like many other stalagmite δ 18 O records in the Asian monsoon regions, the δ 18 O record of the stalagmite from Huanglong Cave also reveals a gradually enriched trend during the past 50 years, i.e. relatively enriched in 18 O. This trend may indicate the decline of the Asian monsoon intensity which is consistent with the decrease of monsoon indices. The weakening of the modern Asian monsoon well matched with the temperature changes in stratosphere, which may illustrate that the weakening of the monsoon mainly results from the lowering of solar radiation.
[25] 李强子, 闫娜娜, 张飞飞, .

2010年春季西南地区干旱遥感监测及其影响评估

[J]. 地理学报, 2010, 65(7): 771-780.

https://doi.org/10.3724/SP.J.1142.2010.40466      URL      [本文引用: 2]      摘要

利用国产环境减灾星多光谱、热红外数据以及美国中分辨率MODIS数据建立了2010年春季我国西南地区的干旱及其影响的遥感监测与评估方法。主要包括:1)旱情遥感监测,利用环境减灾星多光谱数据和热红外数据构建旱情遥感综合指数监测西南地区的旱情;2)地表可用水资源遥感监测,主要利用2010年3月中旬及去年同期的多光谱数据,对位于云南、贵州、广西境内的三个典型水体的水面面积进行了动态监测,以评估地表水面面积及水位的变化;3)干旱对农作物的影响,主要通过农作物生长过程曲线分析各省(市)区的作物受旱情的影响过程,并利用耕地面积与遥感监测作物种植成数、分类成数,以及耕地受旱比例计算作物受旱面积,通过田间实验对不同生育期冬小麦受到水分胁迫条件下的减产结果,确定不同旱情等级对应的粮食减产比例,计算各省(市)的冬小麦减产数量。结果表明旱情最严重区域在广西西北部、贵州西南部和云南的中部与东北部,冬小麦、油菜、甘蔗等作物生长过程受到明显抑制,受旱面积分别达到9.13×105hm2、5.43×105hm2与9.00×105hm2,冬小麦产量损失达到8.3×105t,约占2009年四省市冬小麦总产量的13.7%、全国冬小麦总产量的0.8%和全国粮食总产量的0.16%,对我国粮食总产量影响不大,但云南和贵州的冬小麦减产分别达到48%和31%,对区域粮食供应影响较大。

[Li Qiangzi, Yan Nana, Zhang Feifei et al.

Drought monitoring and its impacts assessment in Southwest China using remote sensing in the spring of 2010

. Acta Geographica Sinica, 2010, 65(7): 771-780.]

https://doi.org/10.3724/SP.J.1142.2010.40466      URL      [本文引用: 2]      摘要

利用国产环境减灾星多光谱、热红外数据以及美国中分辨率MODIS数据建立了2010年春季我国西南地区的干旱及其影响的遥感监测与评估方法。主要包括:1)旱情遥感监测,利用环境减灾星多光谱数据和热红外数据构建旱情遥感综合指数监测西南地区的旱情;2)地表可用水资源遥感监测,主要利用2010年3月中旬及去年同期的多光谱数据,对位于云南、贵州、广西境内的三个典型水体的水面面积进行了动态监测,以评估地表水面面积及水位的变化;3)干旱对农作物的影响,主要通过农作物生长过程曲线分析各省(市)区的作物受旱情的影响过程,并利用耕地面积与遥感监测作物种植成数、分类成数,以及耕地受旱比例计算作物受旱面积,通过田间实验对不同生育期冬小麦受到水分胁迫条件下的减产结果,确定不同旱情等级对应的粮食减产比例,计算各省(市)的冬小麦减产数量。结果表明旱情最严重区域在广西西北部、贵州西南部和云南的中部与东北部,冬小麦、油菜、甘蔗等作物生长过程受到明显抑制,受旱面积分别达到9.13×105hm2、5.43×105hm2与9.00×105hm2,冬小麦产量损失达到8.3×105t,约占2009年四省市冬小麦总产量的13.7%、全国冬小麦总产量的0.8%和全国粮食总产量的0.16%,对我国粮食总产量影响不大,但云南和贵州的冬小麦减产分别达到48%和31%,对区域粮食供应影响较大。
[26] 尹晗, 李耀辉.

我国西南干旱研究最新进展综述

[J]. 干旱气象, 2013, 31(1): 182-193.

https://doi.org/10.11755/j.issn.1006-7639(2013)-01-0182      URL      摘要

随着全球气候变化,重大干旱等极端气候事件有增加趋势。我国历来是受干旱危害最严重的国家之一,近年来干旱强度和受旱区域不断增加,而且开始由干旱半干旱区向湿润区发展。雨水充沛、气候湿润的西南地区,近年来发生持续数年的严重干旱事件,给当地社会经济造成重大损失,并引起了广泛关注。许多学者也对西南干旱进行了分析研究,他们通过分析西南地区降水和温度的时空分布特征,以及影响西南干旱的大气环流和天气系统,寻找造成西南干旱的发生规律、特征和形成机理;还有学者运用干旱指数、卫星遥感等方法研究了西南干旱的监测技术。本文研阅了近10 a来大量相关文献,对西南干旱的最新研究成果进行了总结和评述,力图为西南乃至其它区域干旱的研究提供借鉴,为干旱防灾减灾提供帮助。

[Yin Han, Li Yaohui.

Summary of advance on drought study in Southwest China

. Journal of Arid Meteorology, 2013, 31(1): 182-193.]

https://doi.org/10.11755/j.issn.1006-7639(2013)-01-0182      URL      摘要

随着全球气候变化,重大干旱等极端气候事件有增加趋势。我国历来是受干旱危害最严重的国家之一,近年来干旱强度和受旱区域不断增加,而且开始由干旱半干旱区向湿润区发展。雨水充沛、气候湿润的西南地区,近年来发生持续数年的严重干旱事件,给当地社会经济造成重大损失,并引起了广泛关注。许多学者也对西南干旱进行了分析研究,他们通过分析西南地区降水和温度的时空分布特征,以及影响西南干旱的大气环流和天气系统,寻找造成西南干旱的发生规律、特征和形成机理;还有学者运用干旱指数、卫星遥感等方法研究了西南干旱的监测技术。本文研阅了近10 a来大量相关文献,对西南干旱的最新研究成果进行了总结和评述,力图为西南乃至其它区域干旱的研究提供借鉴,为干旱防灾减灾提供帮助。
[27] 贺晋云, 张明军, 王鹏, .

近50年西南地区极端干旱气候变化特征

[J]. 地理学报, 2011, 66(9): 1179-1190.

[He Jinyun, Zhang Mingjun,Wang Peng et al.

Climate characteristics of the extreme drought events in Southwest China during recent 50 years

. Acta Geographica Sinica, 2011, 66(9): 1179-1190.]

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