改进的综合气象干旱指数在新疆的适用性分析

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作者 孟琪琳 窦燕 《人民长江》 北大核心 2025年第7期93-100,106,共9页

构建有效的干旱指数是识别、评价实际旱情的关键。以新疆为研究区域,基于降水、气温、土壤含水量数据,对已有的标准化综合气象干旱指数CI指数进行改进,使用逐日降水加权衰减对降雨量进行非等权处理,依据水平衡模型修正得到一种物理机制... 构建有效的干旱指数是识别、评价实际旱情的关键。以新疆为研究区域,基于降水、气温、土壤含水量数据,对已有的标准化综合气象干旱指数CI指数进行改进,使用逐日降水加权衰减对降雨量进行非等权处理,依据水平衡模型修正得到一种物理机制清晰、应用简便的综合气象干旱指数CIn,进一步评价了该指数在新疆地区的适用性,检验了该指数表征旱情时空演变全过程特征的能力,并对造成干旱指数变化的驱动因素进行了分析。结果表明:①新构建的CIn指数改善了CI指数对新疆气象旱情轻判的问题,所显示的干旱历时与干旱强度对干旱事件的评价更为准确,更加适用于新疆的气象干旱情况;②基于CIn指数计算得出不同时间尺度以及不同干旱等级的气象干旱频率,表征为春季>夏季>冬季>秋季,且“干旱—湿润”的变化情况占主导地位,干旱情况存在明显的空间异质性;③各气象驱动因子对干旱指数存在不同的空间相关性,CIn指数与降雨量、潜在蒸散发和相对湿度成正相关,与风速和平均温度成负相关。CIn指数不但克服了综合气象干旱指数出现的低估旱情等级问题,而且对旱情态势走向评价更加准确,可以为气象干旱的防治提供理论依据。 展开更多

关键词 干旱识别 综合气象干旱指数 干旱频率 适用性分析 新疆

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中国干旱频率分析分区探讨 被引量：4

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作者 何君 金菊良 +2 位作者 杨晓华 周玉良 刘航 《水电能源科学》 北大核心 2014年第12期1-4,共4页

干旱频率分析是水资源规划设计和旱灾风险管理的基础,其分析指标的合理选取依赖于不同下垫面的空间特征。选择降雨、气温、日照时数、高程、土壤类型和年径流深等影响干旱的主要因素描述不同地理区域干旱现象在气象、地貌和水资源等因... 干旱频率分析是水资源规划设计和旱灾风险管理的基础,其分析指标的合理选取依赖于不同下垫面的空间特征。选择降雨、气温、日照时数、高程、土壤类型和年径流深等影响干旱的主要因素描述不同地理区域干旱现象在气象、地貌和水资源等因素上的空间差异,并基于这些因素的空间差异性和相似性,采用定性和定量相结合的方法对中国干旱频率分区进行了研究。通过在地理信息系统平台上构建分区因子图层,并利用等值线叠加法划分出10个在空间上具有相似性的地理区域作为中国干旱频率分析的一级大区,为中国不同区域选择适宜指标进行干旱频率分析提供了参考。 展开更多

关键词 干旱频率分析分区 分区指标 地理信息系统 中国

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东北地区玉米干旱时空特征分析 被引量：64

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作者 张淑杰 张玉书 +2 位作者 纪瑞鹏 蔡福 武晋雯 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2011年第1期231-236,共6页

利用1961-2007年东北地区124个气象站日气象数据,采用彭曼-蒙特斯方程计算参考蒸散量、作物需水量及玉米水分亏缺指数,按玉米生长的不同发育期确定不同干旱等级玉米水分亏缺干旱指标并计算了干旱频率,并就其时空分布及其年际变化特征进... 利用1961-2007年东北地区124个气象站日气象数据,采用彭曼-蒙特斯方程计算参考蒸散量、作物需水量及玉米水分亏缺指数,按玉米生长的不同发育期确定不同干旱等级玉米水分亏缺干旱指标并计算了干旱频率,并就其时空分布及其年际变化特征进行分析。结果表明：东北地区玉米生长季内干旱呈现明显的季节性和区域性,干旱发生频率较高的时段主要在苗期生长阶段,其次是灌浆成熟期;玉米苗期、拔节期、抽雄开花期、灌浆成熟期轻旱以上干旱频率都呈东北向西南逐渐增加的分布趋势,区域性比较明显;辽宁西部和南部、吉林西部和黑龙江西南部地区干旱发生频率较高,是干旱的主发区,玉米苗期、拔节期、抽雄开花期、灌浆成熟期干旱发生频率分别为60%-96%,30%-58%,20%-40%,30%-52%,从年代际变化看,20世纪60年代到80年代干旱缓和,从90年代初开始干旱呈增加的趋势,90年代中期以后干旱增加趋势明显,特别是2000-2004年维持在一个较高的水平。由此可见,东北地区近十年来干旱呈显著增加的趋势,且干旱在各个发育阶段同时发生。 展开更多

关键词 玉米 作物水分亏缺指数 干旱频率 时空特征分析

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基于帕尔默旱度模式的干旱识别及其特征值频率分析 被引量：9

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作者 周玉良 刘立 +3 位作者 周平 金菊良 郦建强 吴成国 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第23期174-184,共11页

干旱过程识别及干旱特征值频率分析是旱灾风险管理的重要基础性工作。目前干旱频率分析中存在的主要问题有:水文干旱指标易受人类活动影响,其序列的一致性条件常难满足;基于阈值的干旱过程识别法中存在着阈值无明确物理意义;干旱历时定... 干旱过程识别及干旱特征值频率分析是旱灾风险管理的重要基础性工作。目前干旱频率分析中存在的主要问题有:水文干旱指标易受人类活动影响,其序列的一致性条件常难满足;基于阈值的干旱过程识别法中存在着阈值无明确物理意义;干旱历时定义为干旱过程中的时段数,会使过程中有较多旱情缓解期但烈度并不大的干旱因干旱历时较长而被识别为严重干旱;干旱烈度常不具有时间可比性。采用受人类活动影响较小的气象因子为输入,基于帕尔默旱度模式计算了研究区逐时段的干、湿状态及帕尔默干旱指数,根据其干、湿状态及帕尔默干旱指数识别了干旱过程,以干旱过程中处于干期状态的时段数为干旱历时并以干旱过程中具有时间可比性的帕尔默水分距平指数的累积值为干旱烈度。在采用适线法确定干旱历时、干旱烈度分布的基础上,利用GH Copula函数构建了两者的联合分布,计算了昆明站1951-2011年干旱事件的重现期,其中2009-2010年干旱为61 a资料中最严重干旱,重现期达64.7 a一遇。经与昆明实际旱情及由降水、径流指标识别的干旱过程比较,表明基于帕尔默旱度模式识别的干旱过程能较好地反映实际旱情,与由径流指标识别的干旱过程具有较高一致性,而与未涉及地表水文过程的降水指标识别的干旱过程有所差异。研究结果为旱灾危险性评估提供参考。 展开更多

关键词 干旱 识别 风险管理 频率分析 帕尔默干旱指数 COPULA函数 昆明

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中国干旱发生频率的年代际变化特征及趋势分析 被引量：45

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作者 祁海霞 智协飞 白永清 《大气科学学报》 CSCD 北大核心 2011年第4期447-455,共9页

利用1951年1月—2007年10月中国160站逐月降水资料计算了12个月时间尺度的标准化降水指数(ISP)。依据旱涝等级划分标准统计中国各年代干旱发生的频率,并用Mann-Kendall法分析干旱的年代际变化趋势。结果表明,20世纪50年代中国干旱集中... 利用1951年1月—2007年10月中国160站逐月降水资料计算了12个月时间尺度的标准化降水指数(ISP)。依据旱涝等级划分标准统计中国各年代干旱发生的频率,并用Mann-Kendall法分析干旱的年代际变化趋势。结果表明,20世纪50年代中国干旱集中发生在新疆南部,60年代主要发生在新疆北端至黄河上游一带地区和以长江中下游为中心的东南部地区,70年代发生在黑龙江、吉林一带以及长江中游地区,80年代发生在西南、华北的两条纬向分布带上,90年代发生在长江、黄河中游地区,21世纪初干旱主要集中在华北北部和内蒙古东部地区。和此前10a相比,趋向干旱的地区在20世纪50—60年代主要位于新疆北部、内蒙古东部以及长江下游至东南部地区,60—70年代主要位于东北地区,70—80年代主要位于山东、西南东部,80—90年代主要位于长江、黄河中游之间,90年代至今主要位于华北北部、内蒙古东部和黑龙江东部地区。80年代前后中国干旱高发区的地理分布发生了一次年代际跃变。50—70年代中国干旱主要发生在西北、东北、江淮流域以及长江中下游至华南地区,而80年代至今干旱高发区转移到以前的干旱低发区。50年代至今,吉林和黑龙江东部以及自河北至贵州的狭长干旱带的干旱化趋势增长迅速,而新疆、甘肃、青海一带的干旱化趋势显著下降。 展开更多

关键词 标准化降水指数 干旱发生频率 年代际变化 趋势分析

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珠江流域区域干旱风险评估 被引量：12

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作者 黄强 陈子燊 +1 位作者 刘占明 孔兰 《中山大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期140-147,152,共9页

利用珠江流域42个气象站点1951-2011年的月降水与气温数据,计算了3个月尺度的标准化降水蒸散发指数,采用旋转经验正交函数时空分解方法,将珠江流域划分成了5个干旱变化特征均质性区域。并根据游程理论选取历时和强度2个特征变量,基于多... 利用珠江流域42个气象站点1951-2011年的月降水与气温数据,计算了3个月尺度的标准化降水蒸散发指数,采用旋转经验正交函数时空分解方法,将珠江流域划分成了5个干旱变化特征均质性区域。并根据游程理论选取历时和强度2个特征变量,基于多变量区域频率分析的方法对珠江流域的干旱风险进行了评估。广义正态分布和皮尔逊三型分布分别优选为不同分区的干旱历时边缘分布,广义帕雷托分布优选为干旱强度边缘分布,区域copula函数则分别为Clayton和Arch13 copula。从区域的角度,贺江、桂江、左江和右江流域地区遭遇的干旱风险较大,应视为珠江流域的重点干旱风险区。而从行政管理的角度,广西为干旱风险管理的重点省份。 展开更多

关键词 标准化降水蒸散发指数 旋转经验正交函数 干旱风险 COPULA函数 多变量区域频率分析 珠江流域

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基于WHMLUCC水文模型的非一致性干旱频率计算方法(Ⅱ):作物缺水干旱指标在无定河流域的应用 被引量：2

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作者 李析男 谢平 +2 位作者 陈丽 雷旭 顾海挺 《华北水利水电大学学报（自然科学版）》 2016年第2期16-21,共6页

干旱作为一种常见的气象灾害,已经成为制约社会经济发展和农业生产的瓶颈之一。结合考虑土地利用/覆被变化的流域水文模型(WHMLUCC)和作物缺水指标(CWSI)模拟干旱的发展过程,从成因途径提出基于WHMLUCC的非一致性干旱频率计算方法,并以... 干旱作为一种常见的气象灾害,已经成为制约社会经济发展和农业生产的瓶颈之一。结合考虑土地利用/覆被变化的流域水文模型(WHMLUCC)和作物缺水指标(CWSI)模拟干旱的发展过程,从成因途径提出基于WHMLUCC的非一致性干旱频率计算方法,并以无定河流域为例,推求不同时期(或情景)的干旱频率分布规律,进一步结合干旱等级标准推求不同等级(无旱、轻旱、中旱、重旱、特旱)干旱事件出现的概率,为该流域干旱预测和干旱规划提供科学依据。研究结果表明:1通过作物缺水指标分析可知,过去气候条件下的情景2(过去近期)与情景1(过去远期)相比,CWSI增加了0.045;不同气候条件下情景3(现状时期)与情景2(过去近期)相比,CWSI增加了0.018。2通过干旱频率计算分析可知,同频率、同重现期下,过去远期、过去近期和现状时期的作物缺水指标呈增加趋势,中旱等级以上干旱事件的概率也有所增加,说明无定河农业干旱程度逐渐加重。3通过成因分析发现,无定河流域农业干旱与气候变化和当地水土保持工作密不可分。 展开更多

关键词 干旱 WHMLUCC 作物缺水指标 非一致性 频率分析

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基于SPEI干旱指数的陕西省干旱时空分布特征分析 被引量：25

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作者 郭梦 张奇莹 +2 位作者 钱会 徐盼盼 陈垚 《水资源与水工程学报》 CSCD 2019年第3期127-132,138,共7页

陕西省属于生态脆弱区且旱灾频发。基于陕西省1956-2016年18个气象站点的实测气象资料,利用Penman-Monteith模型计算年尺度标准降水蒸散指数(SPEI),并结合滑动平均、MK检验、小波分析和Kring空间插值法等方法探讨了陕西省61年来的干旱... 陕西省属于生态脆弱区且旱灾频发。基于陕西省1956-2016年18个气象站点的实测气象资料,利用Penman-Monteith模型计算年尺度标准降水蒸散指数(SPEI),并结合滑动平均、MK检验、小波分析和Kring空间插值法等方法探讨了陕西省61年来的干旱时空变化特征。结果表明:从时间变化上看,陕西省SPEI指数呈现在波动中下降趋势,表明全省正在向干旱化发展,但总体变化趋势不显著;全省干旱影响范围自1986年起呈现显著扩大化趋势;SPEI指数在1980年出现突然减小的变异点;SPEI指数周期存在多时间尺度特征,具有5,16和30a的三个主震荡周期;从空间变化上看,全省有不同程度干旱发生,各站点分布差异较大且不均衡,干旱频率由大到小依次为中旱>轻旱>特旱>重旱,重旱发生频率最低,高值中心位于延安站,中旱发生频率最高且分布范围最大,高值中心位于略阳站和汉中站。此研究可为全省防灾防旱,农业生产以及政策制定提供科学依据。 展开更多

关键词 SPEI干旱指数 Penman-Monteith模型 突变分析 干旱演变 干旱频率 时空分布特征

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吉林省四平地区近50年区域旱涝变化特征 被引量：3

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作者 郑蕾 王佳楠 +1 位作者 魏婷婷 刘爽 《干旱地区农业研究》 CSCD 北大核心 2017年第4期283-288,共6页

应用国家气候中心下发的吉林省四平市5站的逐日降水资料对四平市进行旱涝等级划分,主要应用线性趋势法和小波分析法对其特征进行分析,根据旱涝指标Z指数对旱涝指数W指数进行运算。结果分析得出:W指数存在较弱的下降趋势,并且阶段性特征... 应用国家气候中心下发的吉林省四平市5站的逐日降水资料对四平市进行旱涝等级划分,主要应用线性趋势法和小波分析法对其特征进行分析,根据旱涝指标Z指数对旱涝指数W指数进行运算。结果分析得出:W指数存在较弱的下降趋势,并且阶段性特征变化明显,W指数计算得出严重旱年与降水距平百分率有很好的对应关系;54年四季旱涝年数差异较大,各季存在旱涝交替、连旱或连涝的特征;年W指数以3.68·10a^(-1)的速度递减,春季和冬季W旱涝指数以3.89·10a^(-1)和10.183·10a^(-1)的速率增加,均通过0.05水平的显著性检验,呈现增加趋势,夏季和秋季W旱涝指数呈现递减趋势。从小波分析结果得出各季节震荡周期不同并且特征显著。 展开更多

关键词 四平地区 旱涝变化 W指数 小波分析法

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西南地区1902-2018年干旱时空演变特征分析 被引量：14

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作者 靖娟利 和彩霞 +2 位作者 王永锋 马炳鑫 刘兵 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2022年第3期220-227,共8页

鉴于西南地区干旱的危害程度及其严峻形势,定量刻画干旱时空特征、揭示干旱发展规律,已成为抗旱防灾、保障农业健康发展的迫切要求。基于1902—2018年标准化降水蒸散指数(SPEI)数据,统计了西南地区不同等级干旱发生频率及干旱强度,并采... 鉴于西南地区干旱的危害程度及其严峻形势,定量刻画干旱时空特征、揭示干旱发展规律,已成为抗旱防灾、保障农业健康发展的迫切要求。基于1902—2018年标准化降水蒸散指数(SPEI)数据,统计了西南地区不同等级干旱发生频率及干旱强度,并采用Sen趋势分析、Mann-Kendall检验法和经验正交函数(EOF)分析方法研究了西南地区干旱的时空演变特征,以期为西南地区干旱变化及生态维护提供科学依据。结果表明:(1)1902—2018年西南地区SPEI12整体呈下降趋势,下降速率为0.025/10 a,其中1954—1974年呈干旱—湿润的频繁交替,发生多次不显著突变;(2)西南地区干旱强度均呈增强趋势,其中中旱和重旱强度增强趋势显著;(3)西南地区干旱发生频率存在空间分布差异,其中轻旱发生频率最高,极端干旱最低;(4)西南地区干旱变化趋势以不显著下降为主,占研究区面积的68.22%,表明西南地区百年来呈干旱化趋势;(5)干旱时空模态分析中,3种模态分别反映了研究区干旱全区相同、南北相反、东西相反的分布特征。综上所述,揭示了西南地区干旱的时空变化基本特征。 展开更多

关键词 西南地区 标准化降水蒸散指数 干旱频率 Sen趋势分析 MANN-KENDALL检验 经验正交函数

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洮河受水区不同时间尺度标准化降水蒸散指数时空演变特征分析

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作者 侯慧敏 禄迪 +2 位作者 周冬蒙 包志强 郭凤 《水资源与水工程学报》 2025年第4期24-33,共10页

在人类活动与气候变化的双重压力下,洮河受水区面临干旱灾害频发和经济损失加剧等新挑战。掌握洮河受水区干旱的时空演变规律及驱动机制,是制定科学应对干旱事件策略和保障区域水资源安全的基础。基于1985—2022年的标准化降水蒸散指数(... 在人类活动与气候变化的双重压力下,洮河受水区面临干旱灾害频发和经济损失加剧等新挑战。掌握洮河受水区干旱的时空演变规律及驱动机制,是制定科学应对干旱事件策略和保障区域水资源安全的基础。基于1985—2022年的标准化降水蒸散指数(SPEI),结合M-K趋势检验、创新趋势分析法(ITA)和土地利用转移矩阵等多种方法,系统评估干旱的演变特征。结果表明:年尺度和季尺度的SPEI均呈下降趋势,干旱程度总体增加,其中春季的SPEI变化趋势尤为显著;年尺度SPEI存在多个突变点,春季的突变发生在1991年,夏季存在多个突变点,秋季的2000—2002年为转折的关键期,冬季的突变发生在1992年;年尺度的主周期为57和10 a,各季节均存在6~19 a尺度的短周期振荡;未来短时间内,东南部分区域将呈现湿润化趋势,而西北区域将持续干旱,干旱事件主要表现为轻度和中度。土地利用变化表明:草地、森林、灌木的面积增加有助于缓解气象干旱,农田扩张则加剧干旱化趋势。 展开更多

关键词 标准化降水蒸散指数(SPEI) 年季时空变化 干旱频率 M-K趋势检验 创新趋势分析法 土地利用变化 洮河受水区

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