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干旱指数作为衡量干旱事件变化的方法之一,由于其在区域适用性上存在差异,因此准确评估干旱指数的区域适用性是进行干旱事件研究的前提.本文基于多套资料集的降水、潜在蒸散发(PET)、土壤湿度和归一化植被指数数据,评估了自校正Palmer干旱指数(scPDSI)、标准化降水蒸散发指数(SPEI)和标准水分异常指数(SZI)对“西风模态”核心区干湿演变特征和干旱事件的描述能力.结果表明, 12个月尺度SZI(SZI12)、SPEI(SPEI12)分别与降水、PET有较好的相关性, scPDSI则能较好地表征降水和土壤湿度的变化.在趋势分析中, SZI12和scPDSI指示1961～2014年新疆逐渐变湿的特征与其降水增加、PET减少、植被改善的趋势一致.相比之下, SPEI12受到PET的强烈影响,显示区域显著变干,导致其在该地区适用性受限.哈萨克斯坦和中亚南部四国的降水在过去50年有微弱增多,但PET增加强烈,这与三种指数均指示中亚有变干的趋势相符.基于上述结果,对比指数识别新疆典型干旱事件的能力,发现scPDSI能够准确地识别新疆典型干旱事件,而SZI12所指示的大多与实际不符.综上,scP... 相似文献
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针对四川盆地东部的2006年特大干旱, 分析MODIS遥感观测资料对旱情的响应, 以探求区域干旱遥感监测的可操作性方案. 首先, 依据地面气象和水文观测初步估算了旱情的发展过程和空间分布范围, 利用MODIS产品计算了2001~2006年夏季每8天的地表水分遥感指数; 然后, 构造并计算了地表水分距平遥感指数, 用之检验了四川盆地东部特大干旱的遥感响应; 最后, 基于地表水分距平遥感指数分析了不同植被覆盖类型对干旱的敏感性. 研究结果表明: 该距平指数对水分盈缺敏感, 优于基于绝对含水量的遥感监测方法, 准确提取了四川盆地东部2006年特大干旱的时空格局, 重建了旱情的发展和消退历程, 同相关旱情统计比较吻合. 同干旱的地面监测比较, 该方法不仅考虑了局地需水持水特性, 而且克服了观测站点的空间代表性局限, 能快速提供区域旱情的详细空间分布, 因此为区域干旱的日常监测提供了一个具可操作性的实用方案. 相似文献
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目前遥感干旱监测方法的精度普遍不高,探求新的遥感干旱监测方法有助于干旱监测预警技术的提升与发展.波文比是感热通量与潜热通量之比,能综合反映地表水热特征,可尝试将其引入到遥感干旱监测领域加以利用.应用甘肃河东地区的EOS-MODIS卫星资料和同步地面气象资料,基于地表能量平衡原理构建了波文比干旱监测模型,对比分析了波文比(β)指数、温度植被指数(TVX)与土壤水分的相关性,并以典型晴空影像(2014年10月5日)为例初步建立了β的干旱分级标准,对研究区进行了旱情评估.结果表明:β与土壤相对湿度呈现出高度负相关,相比于当下广泛应用的TVX,β与0~20cm平均土壤相对湿度具有更好的相关性,监测精度得到了显著提高.用β干旱分级标准评估的研究区干湿状况与前期降水空间分布吻合得相当好,评估表明2014年10月5日研究区基本为适宜(无旱),与2014年9月的降水距平百分率特征一致.基于地表能量平衡的波文比(β)指数在干旱监测中效果突出,具有很好的应用前景. 相似文献
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为探究淡水湖库及其所属流域蒸散发演变特征,以及气象因子对蒸散发的影响规律。以长三角地区最大的淡水人工湖和重要的水源地——千岛湖为研究对象,采用Penman-Monteith等方法与WEP-L分布式水文模型,分别计算千岛湖流域1960—2020年潜在蒸散发(ET0)与实际蒸散发(ETa),分析二者年际变化趋势及突变年份;采用偏微分方法分析气象因子对ET0的敏感性和贡献度;采用归因分析法分析突变前后气象因子对ETa变化的贡献度,并利用蒸发表面水分指数(EM1)解析流域蒸发互补关系。结果表明:ET0与ETa多年平均值分别为1021.7和857.5 mm,整体皆呈减少趋势,倾向率分别为-0.77和-1.03 mm/a,二者均在1980和2000年左右发生突变;ET0对相对湿度变化最为敏感,ET0增加的月份主要是由于相对湿度、平均气温的正贡献,风速呈负贡献但相对较小,ET0减少的... 相似文献
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基于气象和水文干旱的二维变量干旱状态基础上,通过一阶马尔科夫链模型对二维变量干旱状态进行频率、重现期和历时分析,建立水文气象干旱指数,从干旱灾害形成、演变和持续3方面对干旱灾害进行研究,同时预测未来6个月非水文干旱到水文干旱的概率.结果表明:(1)修河流域在干旱形成中危害大,抚河流域和修河流域在干旱演变中危害大,赣江流域和饶河流域在干旱持续中危害大;(2)鄱阳湖流域状态4(气象、水文干旱)发生的频率最高,为0.30,连续湿润或者干旱的概率最大,湿润状态(状态2)与水文干旱(状态4、状态5(气象湿润、水文干旱))的相互转移概率最低;(3)在长期干旱预测中,鄱阳湖流域从状态2转到状态4和状态5的平均概率为0.11,属最低,而状态1(气象、水文无旱)和状态3(气象干旱、水文湿润)到达状态4的概率为0.23,发生概率最大.修河流域在非水文干旱状态下未来发生气象、水文干旱状态的平均概率为0.28,是"五河"中最高的,而赣江流域在正常或者湿润状态下未来发生气象、水文干旱的概率最低,为0.18,该研究对于鄱阳湖流域水文气象干旱的抗旱减灾具有重要理论与现实意义. 相似文献
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利用1960-2016年长江流域183个气象站逐月气温和降水数据以及干流3个水文站逐月径流资料,采用标准化降水蒸散指数(SPEI)和标准化径流指数(SRI)分析三峡水库蓄水运行前后长江中下游宜昌、汉口和大通站水文干旱的多时间尺度演变以及对气象干旱的响应特征.结果表明:(1)三峡水库运行后下游各站冬春季旱情明显趋缓,而秋季干旱状况略有加重;水库蓄水后各站中旱和重旱发生频率均呈减少趋势,其中中旱减幅明显,而特旱发生频率则总体表现为增加趋势;(2)三峡水库蓄水后3个站平均干旱历时的变幅相对较小,而干旱烈度和烈度峰值的均值增幅较大;同时,各站短时间尺度(1和3个月)干旱特征变量的变幅总体呈现沿程递增趋势,而长时间尺度(6和12个月)干旱特征变量的变幅整体表现为沿程递减趋势;(3)水库蓄水后各站短时间尺度SRI与SPEI的相关性减小,但相关性随时间尺度增加而迅速增强,12个月时间尺度的相关系数达到最大并略高于蓄水前;在年内相关性上,蓄水后各站短时间尺度SRI与SPEI的相关系数明显减小,冬季表现尤为突出,而长时间尺度的相关系数则略有增加;(4)水库影响下不同时间尺度宜昌站水文干旱滞后于气象干旱平... 相似文献
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以2009-2010年发生在中国西南地区的持续性干旱事件为例,通过干旱和大气变量的物理分解得到了一些干旱事件发生的新认识.气象干旱多为年循环的气候干季与干旱扰动的叠加所致.一次干旱扰动大约为30-50天,而一次持续性干旱事件是由几次干旱扰动组成的.大气高度场和风场中存在三种时间尺度的扰动.一种是年际行星尺度的大气扰动,与ENSO冷暖事件有关,起源于赤道并传播到中高纬度地区需要2-4年.另一种是季节内行星尺度的大气扰动,与来自赤道地区的30-50天振荡有关.此外,大气中还存在天气尺度的扰动.利用行星尺度大气扰动向赤道外传播与天气尺度扰动的叠加,区域持续性干旱事件能够找到前期预报信号. 相似文献
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受全球气候变化影响,复合高温干旱事件呈现增加趋势.通过构建表征复合高温干旱重现期变化的全微分方程,提出了一种复合高温干旱变化的归因方法,并利用1921～2020年月气温和月降水观测资料,分析中国夏季复合高温干旱事件时空分布特征及变化趋势,量化降水变化、气温变化和降水-气温相关关系变化这三种驱动因子在中国夏季复合高温干旱事件变化中的贡献.结果表明:近年来中国大部分地区夏季复合高温干旱事件呈现出明显的增加趋势,气温变化、降水变化、降水-气温相关关系变化对干旱高温复合事件变化的贡献依次递减.气温变化幅度最大、影响范围最广,在长江中上游地区以外的区域均导致复合事件增加,是最主要的驱动因子之一;降水变化是中国西部特别是新疆北部、青海和甘肃地区复合事件减少的重要原因;降水-气温关系则与其他驱动因子一起导致了在华南地区复合事件重现期的缩短和华东、西北部分地区复合事件重现期的增加.与此同时,降水和气温的均值趋势与离散程度的变化均可能导致复合高温干旱事件重现期的变化. 相似文献
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极端干旱事件中洞庭湖水面变化过程及成因 总被引：2，自引：0，他引：2
干旱是洞庭湖区长期以来面临的严重自然灾害之一,给周边人们的生产生活造成了极大的影响.针对2006和2011年洞庭湖区发生的极端干旱事件,借助遥感影像大范围、时空连续的优势,结合湖区水文气象等观测资料,从时空两方面阐释了洞庭湖在典型干旱年份水域分布及变化过程,进一步从温度、降水、径流以及蓄水量等方面对比分析不同干旱事件发生、发展过程的一致性和差异性.研究结果表明:2006年干旱大致从7月开始,至12月结束.水面淹没范围由湖心向周边扩展,到7月达到最大值,8月提前进入枯水期,减小范围主要集中在东洞庭湖外围和南洞庭湖的北边.2006年干旱属于由入湖径流减少主导的水文干旱事件;2011年的干旱则从4月开始,至11月结束,在9月以后干旱继续加重.水面淹没范围在6月急剧增大且一直到8月都维持在较高的水平,涨水期水面由中心向四周淹没,退水期水面变化范围与涨水期相反.2011年干旱是由流域降水减少引起的水文和气象干旱事件.研究结果揭示了洞庭湖区干旱成因的多样性和复杂性,对于制定科学合理的干旱灾害防范措施,减缓区域的生态环境问题等具有一定的指导和借鉴意义. 相似文献
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利用Thornthwaite的干湿分类函数,对近100年中国干旱和半干旱区界限的10年际变动特征进行了分析.结果发现：近50年,在东北中部和华北北部,干旱和半干旱边界呈波动式东移,有明显向东扩展的趋势;在华北南部和陕西南部,半干旱边界也呈波动式南扩,其中陕西南部半干旱边界向南扩展的范围最大.近100年,10年际的干旱和半干旱边界也呈波动式摆动且存在向东和向南扩展的趋势,但在华北南部与东北中部两个地区以20世纪20年代前后干旱和半干旱的范围最大、最强.干旱和半干旱分界线的位置变化与区域升温和降水减少密切相关. 相似文献
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利用西江下游马口水文站1959 2009年月径流量数据计算径流干旱指数,经游程理论提取了水文干旱特征值.应用Copula函数分析水文干旱强度和历时之间的联合概率分布.对构建的干旱历时和强度联合分布模式进行分析,结果表明:(1)径流干旱历时和强度之间具有高关联性,秩相关系数达0.617;(2)三参数Weibull分布较好地描述了干旱历时和强度的边缘分布特征;(3)经拟合优度检验结果优选的干旱历时和强度之间的较优连接函数为Archimedean类的Gumbel-Hougaard Copula函数;(4)5～10年重现期和20年重现期的水文干旱分别达到了重旱级别和特旱级别;(5)干旱历时和强度之间的遭遇概率可为特定干旱历时与水文干旱级别或特定干旱强度与干旱历时之间的对应关系提供概率意义上的干旱特征诊断与预测. 相似文献
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干旱指数是评估干旱严重程度的重要指标.本文基于FastICA(Fast Independent Component Analysis)反演模式,利用GPS垂向位移反演了云南省2011—2020年的等效水高GPS-EWH(GPS Equivalent Water Height),并根据GPS-EWH、GRACE Mascon产品与自校正帕默尔干旱指数SCPDSI(Self-Calibrating Palmer Drought Severity Index)产品,分别计算了GPS干旱指数GPS-DSI(GPS Drought Severity Index)、GRACE干旱指数GRACE-DSI(GRACE Drought Severity Index)及归一化SCPDSI,用于定量分析云南省干旱时空分布特征.研究结果表明,在滇中、滇西北与滇西南地区GPS-DSI、GRACE-DSI及归一化SCPDSI具有较高相关性,因此在该地区GPS-DSI可作为分析干旱事件的补充数据.但在滇东南与滇东北地区,GPS-DSI与GRACE-DSI、归一化SCPDSI的相关性极差,通过分析GPS站点分布特征,... 相似文献
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基于SPEI的黄河流域干旱时空格局研究 总被引：6，自引：0，他引：6
干旱是对人类社会影响最为严重的自然灾害之一,在中国干旱灾害频发,严重威胁着人们的生存环境.黄河流域是中国各大流域中受干旱影响最严重的区域,所以对黄河流域旱情进行监测尤为重要.文章基于1961~2015年黄河流域124个站点的月值气象数据,以标准化降水蒸散指数SPEI作为干旱指标,应用极点对称模态分解ESMD方法对SPEI序列进行时频周期与趋势分解,运用B-G分割算法进行阶段划分,从干旱年际变化、季节变化、干旱频率和干旱强度等方面对黄河流域及其8个水资源分区的干旱时空格局进行研究.结果表明:(1)近55年来黄河流域的干旱呈显著增加趋势, SPEI倾向率为-0.148 (10a)~(-1),其中兰州至河口镇地区干旱化趋势最为明显(-0.214 (10a)~(-1));(2)黄河流域干旱具有准2.9年、准5年、准10.2年和准18.3年的周期特征,且可划分为3个阶段(1961~1996年、1997~2002年和2003~2015年),对应SPEI均值分别为0.20、-0.71和-0.21;(3)干旱频率从大到小依次为夏季春季秋季冬季,均值分别为71.0%、47.2%、10.2%和6.9%;(4)干旱强度从大到小依次为夏季春季冬季秋季,均值分别为0.93、0.40、0.05和0.04. 相似文献
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2009年秋至2010年春我国西南地区干旱及与历史场次干旱对比分析 总被引：4，自引：0，他引：4
2009年10月至2010年4月,我国西南地区由于受厄尔尼诺影响,气温偏高、降雨偏少,发生了秋冬春三季连旱,耕地受旱面积占全国同期耕地受旱面积的78%,受灾人口和大牲畜饮水困难头数都达到了近十年来该地区的最高水平。通过对比本次和历史场次干旱发现,西南干旱并非稀遇现象,1951~1990年的40年间该地区曾发生干旱12次,且1949年以来,干旱有缓慢加重的趋势;本次旱灾与1963年旱灾在时空分布、灾害成因和灾情方面较为相似,但从气象干旱的角度来看,虽然1963年部分受旱地区无有效降雨历时为11个月,高于本次旱灾的6个月,但本次受灾率和成灾率均为1949年以来的最大值,说明在快速发展背景下,经济社会面对干旱显得更为脆弱。这些结论对于认清西南地区干旱特性与旱灾演变规律,加强抗旱减灾体系建设,具有重要的参考价值。 相似文献
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中国东部诸流域的干旱和湿润期:模式和预测 总被引：1，自引：0，他引：1
降水观测记录是近50a来中国九大流域干旱和湿润期时空变化分析的基础.以两年为时间尺度引入标准降水指数(SPI)来分析评价气候变化情景,结果表明黄河流域、长江流域和淮河(或珠江)流域等三个主要的区域表现为低频率变化指数:另外分析显示北方地区自20世纪70年代以来干旱更频繁的出现,在SPI时间序列中呈现负趋势变化.这也许与表征SPI信号的长周期有关(24a和48a周期).与这些长周期一起,也有一些其它方面的因素有助于频谱变化,范围从3a到9a不等.在指数时间序列中这些周期成分的存在为长期预测干旱和湿润期提供了很好的条件. 相似文献
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GRACE(Gravity Recovery And Climate Experiment)卫星计划为监测陆地水储量变化提供了有效技术手段.本文采用2003至2010年共计8年的GRACE月重力场模型反演中国西南区域陆地水储量变化,与GLDAS(Global Land Data Assimilation System)全球水文模型进行对比分析,其结果在时空分布上均符合较好,同时在2009年秋至2010年春该区域陆地水储量均呈现明显减少,与该时段云贵川三省的干旱事件相一致;比较分析了2009年秋至2010年春GRACE反演陆地水储量变化与TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)合成数据计算的月降雨量的时空分布,两组结果均与西南干旱事件对应时段与区域十分吻合;对近8年的陆地水储量变化与月降雨量数据进行相关性分析,其结果表明陆地水储量变化与降雨量强相关,即降雨量是导致陆地水储量变化的主要因素;分析该区域地表温度变化,结果显示2009年9月至2010年3月地表温度均比历史同期高,地表温度的升高加剧了陆地水储量的减少. 相似文献
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在全球变暖背景下,过去几十年里黄河源区的气候和径流发生了明显变化,影响着黄河流域的水资源和生态环境安全.利用唐乃亥水文站的径流数据、黄河源区及周边气象台站的观测数据以及多种蒸散发数据集,本文分析了黄河源区径流和部分气候因子的变化情况,结果显示:黄河源区径流在1960～1989年相对偏多,此后径流锐减; 2005年后有所恢复,但相对于1960～1989年仍然偏少10%;源区降水变化与径流变化相似,在20世纪90年代相对偏少,但2003年后明显增加且比1960～1989年平均增加31.4mm,相对偏多6%;黄河源区气温在1960～2017年持续增加, 1990年后蒸散发也呈上升趋势.进一步分析了黄河源区气候因子时空变化对径流的影响,结果表明:1990～2002年间源区降水量和强降水发生频数的减少是导致该时段径流偏少的重要原因; 2003年以后源区东南部主要产流区的降水增加有限但整个源区蒸散发随温度升高而普遍增加,使得源区各子区域的实际产流能力可能依然偏低,导致源区径流持续偏少.黄河源区的这种气候响应将不利于未来径流的增加,希望本研究能为变暖背景下黄河源区及黄河流域水资源的未来规划和管理提供... 相似文献
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自施雅风先生提出我国西北干旱区气候从20世纪80年代开始发生“暖干”向“暖湿”的转型以来,学界对西北干旱区乃至整个亚洲中部干旱区的降水和湿度变化开展了大量研究,尤其是对有器测资料以来西北干旱区的“暖湿化”过程开展了系统研究,但西北“暖湿化”是否停滞及其未来变化趋势仍存在较大争议.本文综合气候、生态和水文资料,通过对1950～2019年温度、降水、干旱指数(Aridity Index,简称AI)、植被以及径流数据的分析发现,受西风环流控制的我国西北干旱区和青藏高原北部自20世纪80年代以来气候均持续变暖变湿,并且自20世纪90年代以来气候“暖湿化”进一步加速,而受季风环流影响的华北地区的降水/湿度变化则大体相反.这种反向变化主要受控于蒙古上空的异常反气旋,该异常反气旋在导致西北干旱区东风异常、水汽输出减少、降水增加的同时,也导致华北地区出现异常下沉运动、水汽辐散增加、降水减少.而降水是湿度变化的主控因素,这也就最终形成了我国西北-华北降水/湿度反向变化的“西风模态”时空变化格局.研究发现,近年来关于西北干旱区“暖湿化”争论的主要因素是由于过去研究中选择的时间序列长短不同、选择的区域范围不... 相似文献