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基于改进帕默尔干旱指数的中国气象干旱时空演变分析 被引量:31
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作者 王兆礼 李军 +3 位作者 黄泽勤 钟睿达 陈佳颖 邱卓辉 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期161-168,共8页
近几十年来随着全球变暖的不断加剧,中国多地频繁发生干旱灾害,经济损失也越来越大,因而研究干旱的时空演变对社会经济发展具有重要的现实意义。论文基于改进帕默尔干旱指数(sc PDSI)分析了1961—2009年间年和四季干湿变化,并利用旋... 近几十年来随着全球变暖的不断加剧,中国多地频繁发生干旱灾害,经济损失也越来越大,因而研究干旱的时空演变对社会经济发展具有重要的现实意义。论文基于改进帕默尔干旱指数(sc PDSI)分析了1961—2009年间年和四季干湿变化,并利用旋转经验正交函数(rotated empirical orthogonal function,REOF)探讨了中国气象干旱的时空演变特征。结果表明:1)近49 a来,整体上中国年和四季均呈显著变湿趋势,且均在20世纪70年代初期发生了由干变湿的突变;2)年及四季均存在2-8 a的振荡周期,其中夏季主周期为4.4 a,其余主周期均为6.2 a;3)根据REOF时空分解的前8个空间模态,将中国划分成8个干湿特征区域,其中大兴安岭地区、东南地区、西北地区和青藏高原南部地区有变湿趋势,后两个区域变湿趋势显著;东北—内蒙古高原区、青藏高原北部地区、中部地区和黄淮海平原地区呈变干趋势,前3个区变干趋势显著,黄淮海平原分区干湿变化不明显;各分区普遍具有2-9 a的振荡周期;4)极涡指数、印度洋偶极子和太平洋涛动与部分地区气象干旱有较好的相关关系。研究结果可为研究区防旱、抗旱与干旱预测提供参考依据。 展开更多
关键词 干旱 气象 降水 改进帕默尔干旱指数 旋转经验正交函数 时空演变 中国
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考虑CO_(2)植被生理效应的淮河流域干湿变化成因分析
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作者 王艺锦 张艺方 孙善磊 《气候与环境研究》 北大核心 2025年第5期563-577,共15页
CO_(2)浓度升高通过增加地表阻抗改变蒸散发过程,进而影响干湿变化。因此,充分考虑这一植被生理效应,对于重新认识干湿演变规律和深入理解相关机理具有重要意义。本研究基于考虑CO_(2)植被生理效应的FAO-56(Food and Agriculture Organi... CO_(2)浓度升高通过增加地表阻抗改变蒸散发过程,进而影响干湿变化。因此,充分考虑这一植被生理效应,对于重新认识干湿演变规律和深入理解相关机理具有重要意义。本研究基于考虑CO_(2)植被生理效应的FAO-56(Food and Agriculture Organization-56)PM(Penman–Monteith)公式和自校准帕尔默干旱指数,详细分析了1965~2020年淮河流域干湿变化特征。利用多控制因子联立求解法量化了不同影响因子对干湿变化的影响,揭示了相关机理。结果表明:无论是年还是季节(除春季)尺度上,流域平均及流域51%以上的地区均经历了显著(p<0.05)变湿。就流域整体而言,年、夏季、秋季和冬季变湿可归因于降水增加,而春季变湿则可归因于风速下降;52.7%的地区显示春季的干湿变化受风速主导,而年和其他季节则显示57%以上的地区由降水主导。 展开更多
关键词 干湿变化 CO_(2)植被生理效应 自校准帕默尔干旱指数 成因分析 淮河流域
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东北地区自然植被火动态特征及其对干旱的响应 被引量:6
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作者 于成龙 刘丹 +1 位作者 何锋 韩俊杰 《水土保持通报》 CSCD 北大核心 2019年第4期9-16,43,共9页
[目的]研究2002—2017年东北地区自然植被火的发生发展及其对干旱的响应规律,从而为区域火管理、火险等级预报和森林资源保护提供科学依据。[方法]基于MODIS公开的数据产品和改进帕默尔干旱指数(scPDSI),采用统计学方法,分别季节和年际... [目的]研究2002—2017年东北地区自然植被火的发生发展及其对干旱的响应规律,从而为区域火管理、火险等级预报和森林资源保护提供科学依据。[方法]基于MODIS公开的数据产品和改进帕默尔干旱指数(scPDSI),采用统计学方法,分别季节和年际尺度,分析东北地区自然植被火动态特征,探寻其对干湿状况的响应规律。[结果]①在季节尺度上,春季和秋季是森林和草地火的多发期,草地火次数在春季和秋季呈显著增加趋势;②在年际尺度上,森林火次数以18次/a的速度呈显著下降趋势,平均过火面积呈弱上升趋势,草地火次数以36次/a的速度呈极显著上升趋势,平均过火面积呈弱下降趋势;③火次数和过火面积分别与scPDSI呈线性负相关与指数负相关;④随着干旱程度的加深,森林和草地火的平均次数和平均单次过火面积都有增加的趋势。[结论]干旱可能会增加东北地区自然植被的起火次数和单次过火面积。 展开更多
关键词 干旱 东北地区 改进帕默尔干旱指数(scPDSI)
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基于改进支持向量机的气象干旱预测方法 被引量:4
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作者 王雪妮 郝舒哲 +1 位作者 常建波 邓显羽 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第5期599-606,共8页
气象干旱制约着区域农业生产活动,通过监测预报、提前部署可有效降低其带来的危害。基于“先分解,后重构”思想,将自适应噪声完备经验模态分解法(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)、灰狼... 气象干旱制约着区域农业生产活动,通过监测预报、提前部署可有效降低其带来的危害。基于“先分解,后重构”思想,将自适应噪声完备经验模态分解法(complete ensemble empirical mode decomposition with adaptive noise,CEEMDAN)、灰狼优化算法(grey wolf optimization,GWO)和支持向量机(support vector machine,SVM)相结合,构建CEEMDAN-GWO-SVM组合机器学习模型。以山西省1956−2007年逐月自适应帕默尔干旱指数(self-calibrated palmer drought severity index,scPDSI)为训练集,以2008−2020年逐月scPDSI值为测试集。采用scPDSI预测值与实际值之间的均方误差、平均绝对误差及决定系数作为评价指标,对该模型的预测效果进行了评价,并比较了该模型与常用的GWO-SVM和随机森林模型预测结果。结果表明:相较于两种常用机器学习模型,基于CEEMDAN-GWO-SVM模型预测得到的均方根误差可分别降低7.6%和19.5%,平均绝对误差分别降低19.9%和27.4%,决定系数则分别提高5.6%和20.3%,预测的干旱等级和实际情况接近。CEEMDAN-GWO-SVM模型预测精度优于GWO-SVM模型和随机森林模型,在气象干旱预测中具有较好的适用性。 展开更多
关键词 自适应帕默尔干旱指数 自适应噪声 完备经验模态分解法 灰狼优化算法 支持向量机 干旱预测 山西省
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利用GRACE时变重力场数据监测长江流域干旱 被引量:10
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作者 王杰龙 陈义 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2021年第2期196-200,共5页
利用2003-01~2014-12 CSR和JPL的RL06 Mascon解、RL06球谐系数(SH)解及level-3等6种GRACE时变重力场模型数据和GPM数据产品,分别计算长江流域的水储量和降雨变化,并利用广义三角帽方法分析GRACE数据的不确定性,同时计算水储量亏损指数(W... 利用2003-01~2014-12 CSR和JPL的RL06 Mascon解、RL06球谐系数(SH)解及level-3等6种GRACE时变重力场模型数据和GPM数据产品,分别计算长江流域的水储量和降雨变化,并利用广义三角帽方法分析GRACE数据的不确定性,同时计算水储量亏损指数(WSDI),以监测和分析长江流域干旱的时空特征,并与改进的帕默尔指数(scPDSI)进行对比。结果表明:目前在反演水储量变化方面,Mascon方法的不确定性小于球谐系数法,JPL_M、CSR_M、CSR_L3、JPL_L3、CSR_SH和JPL_SH的具体不确定性分别为3.51 mm、3.78 mm、5.45 mm、9.87 mm、9.12 mm及10.71 mm;降雨是影响长江流域水储量变化的重要因素,两者的相关系数达0.67,同时两者都具有明显的季节性变化;水储量亏损指数探测到2003-01~2014-12长江流域共历经6次干旱事件,最长时间的干旱始于2003-02,持续24个月;最严重的干旱发生于2006年春季和2011年夏季,强度分别为2.15和1.97;平均水储量亏损指数的空间分布表明,2006-07~2007-06几乎整个长江流域都处于干旱状态,而2011-03~11干旱主要集中于长江流域下游、中游和上游东南地区。 展开更多
关键词 GRACE 干旱评估 水储量亏损指数 陆地水储量变化 改进帕默尔指数
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黄淮海平原气象干旱的演化特征与时空规律
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作者 刘冉 孙劭 +4 位作者 鞠蕾 王前锋 邹扬锋 张宇阳 缪丽娟 《农业工程学报》 EI CAS 北大核心 2023年第19期85-92,共8页
干旱事件广泛地影响着作物的生长和发育,黄淮海平原是中国主要的粮食产区之一,全面了解该地区干旱变化特征对保障中国粮食安全至关重要。该研究基于标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)、标准化降水蒸散指数(standard... 干旱事件广泛地影响着作物的生长和发育,黄淮海平原是中国主要的粮食产区之一,全面了解该地区干旱变化特征对保障中国粮食安全至关重要。该研究基于标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)、标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)、自校正帕默尔干旱指数(self-calibrating palmer drought index,scPDSI)、干燥度指数(aridity index,AI)4种干旱指数,对黄淮海平原干旱强度、干旱频率、干旱面积占比、干旱持续时间进行对比分析。结果表明,4种干旱指数均指示出1970—2020年黄淮海平原干旱强度逐渐减弱,干旱面积占比先增加后减少、再增加再减少、再增加的波动变化趋势,且在空间上均呈现出平原中部变湿、东西部变干的趋势。但不同指数在表征干旱空间特征上还存在一定的空间分异。对于干旱频率,SPI和AI指数显示出北部地区干旱频率高达60%,而南部地区低于20%;SPEI和scPDSI指数则显示出的南北差异较小,分别介于25%~40%和30%~50%。对于干旱持续时间,SPI指数监测的南北差异最为明显,而SPEI和scPDSI指数监测的区域差异较小。SPI和SPEI两种干旱指数监测的干旱持续时间较短,scPDSI指数监测的干旱持续时间较长。综合来看,北部区域干旱强度更为严重,且干旱发生频率高、持续时间长,而南部地区则相反。研究可为制定应对干旱的农业政策提供科学的参考依据。 展开更多
关键词 干旱 标准化降水指数 标准化降水蒸散指数 自校正帕默尔干旱指数 干燥度指数 黄淮海平原
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