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1.
基于SPEI和时空立方体的中国近40年干旱时空模式挖掘 总被引：1，自引：0，他引：1
利用1980—2019年中国612个气象站点逐月降水量和温度数据计算多尺度标准化降水蒸散指数(SPEI),根据中国气温条件划分7大地理分区并结合时空立方体、时空热点分析、时空聚类和时空异常值来探究中国近40年多尺度标准化降水蒸散指数SPEI的时空分布特征。结果表明:(1)通过干旱频率的计算,发现轻度干旱和极端干旱最为严重的地区为内蒙古草原地区,严重干旱和中度干旱在西北荒漠地区最为严重。(2)通过时空立方体展示出中国旱情在时空分布上差距较为显著,西北地区最为严重,其次是西南的西部地区和华北的北部地区;(3)对我国近40年SPEI 12的时空热点进行分析可得我国旱情的时空趋势,其中冷点地区和热点地区各有2个,热点主要分布在华中和东北地区的西部,冷点主要分布在华中的中部地区;4)对多尺度SPEI进行局部异常值分析得到,年尺度的华南西部和华中、华南湿润亚热带地区的中部呈低-低聚类,说明该地全年旱情相对更严重。 相似文献
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依据河南省45个气象站近45年逐月降水资料,以标准化降水指数作为干旱指标,详细分析河南省范围内干旱强度、影响范围、发生频率的时空演变规律。结果表明:(1)在过去45 a中河南省干旱具有明显的周期性且近年来有增强的趋势;从干旱发生站次比上来看,年尺度干旱站次比呈阶段性先增后减的变化趋势,且在全省范围内多发全域性、局域性干旱,分别为11、12 a;春季、夏季、秋季三季干旱站次比呈现上升趋势,上升率分别为1%·10a~(-1)、5.5%·10a~(-1)、9.6%·10a~(-1),其中,夏旱多为区域性干旱,春、秋两季多为全域性干旱,分别为13、12 a。(2)全省平均干旱频率为9.83%,秋季干旱频率高于其他三个季节,为17.53%;河南省东部商丘地区、西部三门峡地区是年、季尺度干旱高发地区,年尺度干旱强度与干旱站次比在时间上变化规律一致,都存在2～6 a的周期性。(3)年尺度干旱强度呈现增强趋势,20世纪90年代干旱强度最高,不同季节中干旱强度都表现为增强的趋势,为此河南省未来发生全域性干旱的风险依然很高。 相似文献
3.
标准化前期降水蒸散指数(Standardized antecedent precipitation evapotranspiration index,SAPEI)是一种新的日尺度干旱指数,相对标准化降水蒸散指数(SPEI)而言,它不仅考虑当日的降水和蒸散情况,还考虑了早期水分平衡对当天干湿条件的影响,在描述和监测干旱方面更为稳健。本文根据新疆地区42个气象站2000—2019年气象要素数据计算SAPEI,利用线性趋势、M-K检验和反距离插值等方法,研究了21世纪以来新疆地区SAPEI时空变化特征,并基于SAPEI的分区和分代际比较分析了新疆地区干旱强度的时空变化,进而对新疆干旱发生的区域性和广泛程度的四季变化以及不同干旱等级发生频率的空间分布格局进行了探讨。结果表明：新疆气候整体呈湿润化,近年来干湿差异扩大,空间上存在部分相对湿润地区显著变干的现象;新疆春季变干,夏、秋、冬季变湿,夏冬两季在时间和空间上的干湿变化差异截然相反;20年来全疆和分区的干旱强度均显著降低,空间上东北部高、中部和西南部低;新疆干旱范围呈缩减趋势,近年来存在干旱等级提升风险,春季干旱范围扩大;新疆不同干旱等级的发... 相似文献
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秦岭南北气候干湿变化与降水非均匀性的关系 总被引：2，自引：0，他引：2
选取1960—2014年秦岭南北27个气象站点的逐月气象资料,基于Hurst指数、Mann-Kendall检验、小波分析等方法,分析了秦岭南北干湿变化、降水非均匀性及两者相关性。结果表明:1近55 a来秦岭南北趋于干旱化,1994年气候突变后干旱化趋势尤为显著,Hurst指数表明此干旱化趋势将进一步持续。地域上,以秦岭主山脉为界,秦岭南北呈"南湿北干"的空间格局。2秦岭以南降水集中度(PCD)高于秦岭以北,全区PCD呈显著上升趋势,且有自西向东扩展的演变趋势。3标准化降水蒸散指数(SPEI)与PCD呈显著(P0.02)正相关,秦岭以南普遍高于秦岭以北;而SPEI与降水集中期(PCP)的相关性则较差。4秦岭南北大部地区降水越分散,气候越趋于干旱。 相似文献
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基于标准化降水指数与Z指数的洮河流域干旱趋势分析 总被引：4，自引：0，他引：4
采用洮河流域22个站点1951-2010年的逐月降水资料,就标准化降水指数(standardized precipitation index,SPI)与Z指数在流域干旱趋势分析中的应用进行对比研究.结果表明:2种指数在12个月尺度旱情分析方面具有很高的一致性,在单月尺度上,SPI的干旱分析能力较强,对重旱的反映能力优于Z指数.应用SPI指数就洮河流域不同地理—生态区间干旱趋势进行研究,发现冬季是流域干旱的主要分布时段,黄土片区发生干旱的频率和持续的时间均高于青藏片区.1951-2010年,青藏片区总体趋于湿润,黄土片区干旱趋势加重.近30 a,洮河青藏片区西部湿润趋势明显,东南部和下游黄土片区干旱趋势加重.近10 a来,青藏片区东南部旋窝一带干旱范围有所减小,黄土片区中孚一带干旱范围有所扩大.研究结果可为大流域尺度干旱评估提供理论方法借鉴,也可为地方抗旱减灾措施的制定提供数据支撑. 相似文献
6.
由于全球气候变暖引起蒸散的增加,并伴随着降水格局的变化,导致某些地区干旱的加剧。而东北地区位于北半球的中高纬,是受全球气候变暖影响最显著的地区之一。文中利用多时间尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI)对东北地区的干旱特征和潜在的干旱风险进行了评估。结果表明:1)东北大部分地区年降水量呈非显著减少趋势,平均减少速率为4.51mm/10a。东北地区年均温在过去的52年平均增温速率为0.31℃/10a,达到了α=0.001显著水平。降水和温度的共同作用导致了东北地区明显的干旱化趋势;2)根据REOF时空分解的前5个空间模态,可以将东北地区划分为5个干旱亚区:东北南部、内蒙古东部、黑龙江省东部、东北北部和长白山地区;3)除长白山地区,其它4个分区都表现出明显的干旱化趋势,突变点大都发生在20世纪90年代。依据旱情进行区域的详细划分是进行干旱监测的一项重要的工作,因此,文中得到的结果对于东北地区气候均质的亚区减灾,水资源管理和预测潜在的干旱灾害气候上有指导意义。 相似文献
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基于SPI指数的近50a内蒙古地区干旱特征分析 总被引：1，自引：0，他引：1
那音太 《干旱区资源与环境》2015,29(5):161-166
利用近50a逐月降水资料,以标准化降水指数(SPI)作为干旱指标,详细全面地分析了内蒙古东中西部年际干旱强度、干旱覆盖范围和干旱频率特征及其演变规律.结果表明:近50a来,内蒙古东部和中部总体干旱强度增加但不显著,西部总体干旱强度减弱但不显著.从干旱覆盖范围来看,西部呈略微减少趋势,中部增加但不显著,而东部呈显著增加趋势,且中部和西部以全域性干旱为主,东部以区域性干旱为主.从干旱频率上看,东中西部空间差异性明显.东部轻旱发生频率较高的地区包括海拉尔市东北部、兴安盟、通辽市西部以及赤峰市东部,中旱在大部分地区发生的频率都较高,重旱在海拉尔市局部地区发生的频率较高;中部地区锡林郭勒盟轻旱、中旱和重旱发生的频率都较高;西部大部分地区轻旱发生的频率较高. 相似文献
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基于SWAT模型的开都河流域水文干旱变化特征及驱动因子分析 总被引：1，自引：0，他引：1
《干旱区研究》2021,38(3):610-617
以开都河流域为例,以SWAT(Soil and Water Assessment Tool)分布式水文模型和标准化降水蒸散指数(SPEI)为基础,对干旱变化特征进行识别。利用贝叶斯动态线性方程(BDL)模型研究南方涛动(SOI)等气候驱动因子对区域季节性干旱的影响。结果表明:1965—2016年开都河流域的干旱主要集中于冬、春季;在不同季节,流域干旱的变化趋势也有所不同,但趋势并不明显,仅在秋冬季可以检测出显著下降的趋势;不同季节的SPEI指数变化受降水、潜在蒸散发等气候因素的响应较快,多在0值上下波动,导致其变化周期较短,多集中在2～4 a;气候指数对流域干湿变化的影响随着时间的推移而转变,对不同季节的影响也有所不同。 相似文献
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1961-2012年滦河流域干旱演变分析 总被引：1，自引：0，他引：1
采用滦河流域16个气象站1961-2012年的逐月气象要素观测数据,计算了滦河流域的年标准化降水蒸散指数(Standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI),并利用线性趋势法、非参数Man-Kendall法和Morlet小波方法分析了流域近50年来干旱的演变趋势和周期变化规律.结果表明:SPEI指数可以很好的描述滦河流域的干湿变化趋势;1961-2012年滦河流域气温上升降水减少,呈暖干化态势;50年来滦河流域的干旱事件随时间变化呈频率增加、强度增强的趋势;干湿变化的主周期是14年.年平均气温及年降水和SPEI指数均呈显著相关,年降水对SPEI的影响更为显著,但气温变化的影响同样不可忽视. 相似文献
10.
《干旱地区农业研究》2021,39(1)
针对传统单变量干旱指数难以全面表征干旱及部分综合干旱指数难以反映多变量之间的非线性关系等问题,采用标准化降水蒸散发指数(SPEI)、标准化径流指数(SRI)及标准化土壤湿度指数(SSMI)3个单变量指数分别表征气象干旱、水文干旱和农业干旱,利用核熵成分分析法(KECA)构造综合干旱指数(SMDI),采用M-K趋势检验、小波分析及典型历史旱情验证等方法分析干旱的时空变化特征以及干旱指数的适用性。以黑河流域中上游为例,结果表明:研究区全年77.6%的区域表现为干旱不显著加重的趋势;在流域尺度上,干旱存在43 a的长周期,15～23 a的中周期,3～8 a的短周期;20世纪90年代夏、秋两季及21世纪以来春、冬两季干旱发生频率较高,且整体夏旱发生频率最高;1969年春、1997年秋和2009年冬的典型历史旱情验证表明SMDI优于其他3种单变量干旱指数。说明基于KECA构建的SMDI是一种有效的干旱监测指数,在黑河流域中上游干旱监测中有好的适用性。 相似文献
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渭河流域干旱指标空间分布研究 总被引：2，自引：0，他引：2
基于月降水数据,运用干旱指标研究渭河流域的干旱特征。以西安站为例,详细对比了Z指数与SPI计算结果的一致性和差异;分别采用1、3、6、9、12个月和24个月时间尺度SPI分析了该站历史旱涝状况及持续时间,并探讨了其季节旱涝特征。计算了渭河流域1995年11月不同时间尺度的SPI值,并绘制了相应的空间分布图。结果表明：多时间尺度SPI[WTBZ]能够反映出降水的分散情况,并给出降水量区间与干旱指标的对应关系,是进行旱涝监测和预报的一种有效手段;发生于1995年的渭河全流域干旱具有季节性和多年特征,干旱程度总体上由东南部向西北部递减。 相似文献
12.
基于陇东黄土高原近50 a平均逐月降水和气温数据,以标准化降水蒸散发指数(SPEI)作为干旱评价指标,采用线性趋势方法、Mann-kendall突变分析法,小波分析法、R/S分析法,马尔科夫预测模型分析了陇东黄土高原近50 a来干旱变化周期特征及变化趋势,预测了未来干旱趋势和发生的概率。研究显示:近50 a陇东黄土高原SPEI线性倾向率小于0,整体呈干旱化趋势,陇东黄土高原干旱变化的突变点在1993年左右;通过小波分析,年际尺度的SPEI存在19、11、7、4、2 a的主周期,月尺度的SPEI存在17、25、35、10、6个月主周期;SPEI12的Hurst值0.640.5,自相关系数Rt0,在未来一段时间内干旱化趋势将会持续;通过Markov预测分析,干旱状态演变过程中干旱极端化现象的概率会增多,严重干旱状态的持续性将增强。 相似文献
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The Palmer drought severity index(PDSI), standardized precipitation index(SPI), and standardized precipitation evapotranspiration index(SPEI) are used worldwide for drought assessment and monitoring. However, substantial differences exist in the performance for agricultural drought among these indices and among regions. Here, we performed statistical assessments to compare the strengths of different drought indices for agricultural drought in the North China Plain. Small differences were detected in the comparative performances of SPI and SPEI that were smaller at the long-term scale than those at the short-term scale. The correlation between SPI/SPEI and PDSI considerably increased from 1-to 12-month lags, and a slight decreasing trend was exhibited during 12-and 24-month lags, indicating a 12-month scale in the PDSI, whereas the SPI was strongly correlated with the SPEI at 1-to 24-month lags. Interestingly, the correlation between the trend of temperature and the mean absolute error and its correlation coefficient both suggested stronger relationships between SPI and the SPEI in areas of rapid climate warming. In addition, the yield–drought correlations tended to be higher for the SPI and SPEI than that for the PDSI at the station scale, whereas small differences were detected between the SPI and SPEI in the performance on agricultural systems. However, large differences in the influence of drought conditions on the yields of winter wheat and summer maize were evident among various indices during the crop-growing season. Our findings suggested that multi-indices in drought monitoring are needed in order to acquire robust conclusions. 相似文献
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Nirmal M DAHAL 《干旱区科学》2021,13(5):433-454
Drought is an inevitable condition with negative impacts in the agricultural and climatic sectors, especially in developing countries. This study attempts to examine the spatial and temporal characteristics of drought and its trends in the Koshi River Basin(KRB) in Nepal, using the standardized precipitation evapotranspiration index(SPEI) over the period from 1987 to 2017. The Mann-Kendall test was used to explore the trends of the SPEI values. The study illustrated the increasing annual and seasonal drought trends in the KRB over the study period. Spatially, the hill region of the KRB showed substantial increasing drought trends at the annual and seasonal scales, especially in summer and winter. The mountain region also showed a significant increasing drought trend in winter. The drought characteristic analysis indicated that the maximum duration, intensity, and severity of drought events were observed in the KRB after 2000. The Terai region presented the highest drought frequency and intensity, while the hill region presented the longest maximum drought duration. Moreover, the spatial extent of drought showed a significant increasing trend in the hill region at the monthly(drought station proportion of 7.6%/10 a in August), seasonal(drought station proportion of 7.2%/10 a in summer), and annual(drought station proportion of 6.7%/10 a) scales. The findings of this study can assist local governments, planners, and project implementers in understanding drought and developing appropriate mitigation strategies to cope with its impacts. 相似文献
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Türkan BAYER ALTIN 《干旱区科学》2021,13(5):470-486
The hydrographic eastern Mediterranean Basin of Turkey is a drought sensitive area. The basin is an important agricultural area and it is necessary to determine the extent of extreme regional climatic changes as they occur in this basin. Pearson's correlation coefficient was used to show the correlation between standardized precipitation index(SPI) and standardized streamflow index(SSI) values on different time scales. Data from five meteorological stations and seven stream gauging stations in four sub-basins of the eastern Mediterranean Basin were analyzed over the period from 1967 to 2017. The correlation between SSI and SPI indicated that in response to meteorological drought, hydrological drought experiences a one-year delay then occurs in the following year. This is more evident at all stations from the mid-1990 s. The main factor causing hydrological drought is prolonged low precipitation or the presence of a particularly dry year. Results showed that over a long period(12 months), hydrological drought is longer and more severe in the upper part than the lower part of the sub-basins. According to SPI-12 values, an uninterrupted drought period is observed from 2002–2003 to 2008–2009. Results indicated that among the drought events, moderate drought is the most common on all timescales in all sub-basins during the past 51 years. Long-term dry periods with moderate and severe droughts are observed for up to 10 years or more since the late 1990 s, especially in the upper part of the sub-basins. As precipitation increases in late autumn and early winter, the stream flow also increases and thus the highest and most positive correlation values(0.26–0.54) are found in January. Correlation values(ranging between –0.11 and –0.01) are weaker and negative in summer and autumn due to low rainfall. This is more evident at all stations in September. The relation between hydrological and meteorological droughts is more evident, with the correlation values above 0.50 on longer timescales(12-and 24-months). The results presented in this study allow an understanding of the characteristics of drought events and are instructive for overcoming drought. This will facilitate the development of strategies for the appropriate management of water resources in the eastern Mediterranean Basin, which has a high agricultural potential. 相似文献
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基于标准降水指数的多尺度叠加干旱监测指标及其等级划分 总被引：2，自引：0，他引：2
针对中国不同地区的区域气候及其变化特征,使用信息熵方法从降水观测资料中提取出区域降水的两个（均态和变化）本征尺度,提出一种基于区域气候系统层次性内在特征的气象干旱指数MSPI。使用各站1981-2010年的逐日MSPI序列,基于互信息算法,确定各站气象干旱指数MSPI的干旱等级划分规则,即按某一临界点集合对MSPI序列进行划分,得到的等级序列和MSPI序列之间的互信息最大时,此临界点集合是最优的,该临界点集合也就是干旱和湿润等级的合理划分。使用互信息方法对全国2 211站1981-2010年逐日MSPI序列进行等级划分,分为“特别干、严重干、中等干、轻微干、正常、轻微湿、中等湿、严重湿、特别湿”9个等级;进一步分析了全国1981-2010年各月不同等级干旱日数和站数百分比、各季节中等干、严重干、特别干事件日数比率的空间分布及不同等级干事件发展所缺降水量的距平百分率及缓解所需降水量。最后以2011年长江中下游春季严重气象干旱的发生、发展、持续、缓解过程及山西省1981-2010年逐月干旱事件为例,对MSPI指数及其等级划分规则的干旱监测能力进行检验,发现两者对不同程度的干旱都有较好的表征能力,并且对于干旱过程也有较好的识别能力。 相似文献
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基于SPI指数的宁夏中部干旱带1960—2012年干旱特征研究 总被引：1，自引：0，他引：1
研究宁夏中部干旱带的干旱特征可为区域农牧业发展和防灾减灾提供科学决策依据.利用1960-2012年的各站点气象观测资料,计算标准化降水指数(SPI),并借助集合经验模态分解、功率谱分析和重新标度极差分析等方法,对近50年来的干旱特征和变化趋势进行了研究.研究结果表明,宁夏中部干旱带在1960-2012年间发生中旱以上的干旱事件达到了总干旱次数的30％以上;干旱波动周期的多尺度分解显示,该区域存在着0.5a尺度的轻旱,1 a尺度的中旱,3a尺度的重旱和10 a尺度的特旱;平均干旱强度的年际波动周期特征中,有平均超过65％的贡献来自于3.25-4 a左右的干旱周期波动,而平均超过14％的贡献来自于5.78-6.5 a左右的干旱周期波动;总体来看,宁夏中部干旱带的干旱趋势处于增强态势,且具有长程依赖性,即未来还将持续干旱,但不同季节的干旱趋势特征又表现出一定的差异. 相似文献
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山西南部季节性干旱特征及综合防御技术 总被引：1，自引：0，他引：1
采用标准化降水指数(SPI)为干旱指标,计算了山西省运城市49年(1958—2007年)各月干旱指数,并在此基础上分析了山西南部地区季节性干旱特征。研究表明,干旱强度与干旱频率在不同年代际表现特征不同。与运城地区49年同期均值相比,进入20世纪90年代后,春旱发生频率、干旱强度分别提高了29.0%、5.1%;夏旱发生频率提高41.9%,干旱强度下降了7.4%;秋旱发生频率下降了23.8%,干旱强度提高了7.7%;冬旱发生频率下降了26.6%,干旱强度下降了37.5%。干旱的季节性特征为春旱和夏旱有加重趋势,秋旱和冬旱有减弱趋势。春旱(3—5月)和伏旱(7—8月)作为可预见性干旱,可采用土壤墒情监测、干旱预警、制定系统性抗旱措施等综合防御技术。对于不可预见类型干旱,可采用建立抗旱水源、储备抗旱机械等策略。 相似文献
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典型干旱指数在滦河流域的适用性评价 总被引：3，自引：0，他引：3
利用1957-2010年滦河流域9个代表气象站逐月降水量资料及滦河三道河子、韩家营、承德、下板城和滦县站的1956-2000年逐月天然径流量资料,分别应用降水距平百分率、标准化降水指数（SPI）、降水Z指数及径流距平百分率,评价滦河流域干旱情况,并比较4种干旱指数的评价效果。结果表明：降水距平百分率反映干旱程度较轻;与降水Z指数相比,SPI指数能较客观地反映滦河流域干旱程度,3种气象干旱指数在滦河流域的适用性评价结果SPI]指数优于降水Z指数和降水距平百分率;而径流距平百分率的水文干旱指数评价结果与实际旱情更为吻合。但是,这4种干旱指标缺乏综合性和机理性,尚需加强降水、气温、蒸发、径流量等因素的综合考虑,提出反映干旱内在机理的指标。 相似文献