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京津冀地区干旱事件时空聚集性特征分析

水资源保护 2022年第5期38卷 87-95页

作者：洪思扬程涛广东省农业科学院农业经济与信息研究所广东广州510640 广东省水利水电科学研究院广东广州510635 广东工业大学环境生态工程研究院广东广州510006

在计算京津冀地区1961—2015年逐月标准化降水蒸散指数(SPEI)的基础上,借助SaTScan时空扫描软件,对不同程度干旱的时空聚集特征及其变化趋势进行了探究。结果表明:京津冀地区1961—2015年干旱发生频率持续增加,干旱化程度不断加剧;轻旱... 详细信息

在计算京津冀地区1961—2015年逐月标准化降水蒸散指数(SPEI)的基础上,借助SaTScan时空扫描软件,对不同程度干旱的时空聚集特征及其变化趋势进行了探究。结果表明:京津冀地区1961—2015年干旱发生频率持续增加,干旱化程度不断加剧;轻旱和中旱的时空聚集特征与总旱相似,集中发生于石家庄、保定、衡水和邢台;重旱和特旱的时空聚集特征相似,集中发生于廊坊、保定、沧州和石家庄;1961—1993年干旱聚集状态保持平稳,1994年后聚集的空间波动性增大,聚集范围和聚集程度均有所增强;随着干旱程度的加重,聚集发生的难度增加,聚集范围的差异性增大,空间波动性和不可预测性均有所增强。

关键词：干旱事件 SPEI 时空聚集性 SaTScan时空扫描京津冀地区

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基于三维识别的中国干旱事件演变特征分析

干旱区研究 2023年第6期40卷 849-862页

作者：吕潇雨郭浩孟翔晨包安明田芸菲朱丽曲阜师范大学地理与旅游学院山东日照276826 中国科学院新疆生态与地理研究所新疆乌鲁木齐830011

中国是世界上受干旱影响最严重的国家之一,干旱频发给我国经济社会发展和生态环境造成严重影响。为分析近40 a干旱事件的时空特征,本文结合三维聚类算法,从干旱事件时空联动的本质出发,识别中国1981—2020年间干旱事件并定量分析干旱事... 详细信息

中国是世界上受干旱影响最严重的国家之一,干旱频发给我国经济社会发展和生态环境造成严重影响。为分析近40 a干旱事件的时空特征,本文结合三维聚类算法,从干旱事件时空联动的本质出发,识别中国1981—2020年间干旱事件并定量分析干旱事件的时空动态演变过程。主要结论如下:三维聚类算法能有效识别干旱事件及其动态变化过程。中国1981—2020年间发生持续2个月及以上的干旱事件102场,空间上,干旱事件空间轨迹倾向于自东向西发展;时间上,干旱事件时间重叠度较高,长历时干旱多具有多峰特点。此外,覆盖范围广且严重度高的干旱事件集中发生于2005—2010年。本文结论有助于发现中国干旱事件的时空演化规律,为我国干旱监测和干旱风险管理提供科学参考。

关键词：三维聚类算法干旱事件三维演变特征动态演变 SPEI 中国

1983-2020年西南地区气象干旱时空演变趋势及干旱事件识别

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生态环境学报 2023年第5期32卷 920-932页

作者：葛元凯赵龙龙陈劲松任彦霓李洪忠中国科学院深圳先进技术研究院广东深圳518055 河南理工大学测绘与国土信息工程学院河南焦作454150

全球变暖背景下,区域干湿变化特征不确定性增强,研究不同时间尺度下气象干旱的时空演变趋势并对干旱事件热点区域进行识别,对农业生产和防旱减灾具有重要意义。基于生成的西南地区1983-2020年5.5 km的长时序多时间尺度标准化降水蒸散指... 详细信息

全球变暖背景下,区域干湿变化特征不确定性增强,研究不同时间尺度下气象干旱的时空演变趋势并对干旱事件热点区域进行识别,对农业生产和防旱减灾具有重要意义。基于生成的西南地区1983-2020年5.5 km的长时序多时间尺度标准化降水蒸散指数(SPEI)面状数据,构建了干旱最长持续月数Max_(mon)、年均干旱月数Mean_(mon)、干旱事件次数C_(DE)和干旱事件平均持续月数MM_(DE) 4个指标(干旱事件定义为至少连续3个月1月尺度的SPEI≤-1),并分3个时间尺度(38 a、18 a和10 a)研究了西南地区气象干旱趋势及干旱事件时空演变特征。结果显示:(1)西南地区容易发生月度干旱和季节干旱,1983-2020年整体呈阶段性干湿波动,1983-2000年四川南部和2001-2010年云南南部显著变干,2011-2020年全区整体以变湿为主;(2)构建的干旱强度指标Max_(mon)和Mean_(mon)可有效反映西南地区气象干旱的易感性及其空间分布,Max_(mon)显示云南、四川约50%以上的区域易发生至少连续5个月的持续干旱,Mean_(mon)显示3个时段内云南的平均干旱强度呈持续增强趋势,而四川、重庆和贵州呈先增强后减弱的趋势;(3)构建的干旱事件指标C_(DE)和MM_(DE)可有效识别不同时段内干旱事件的热点区域,1983-2000年干旱事件的热点区域位于四川北部,2001-2010年位于云南中部,2011-2020年位于云南中部、北部和四川南部,云南省在2001-2010年干旱事件最严重,平均MM_(DE)可达4.70月/次。该文生产的SPEI高分辨率产品可提供精细化的气象干旱分布信息,基于长时序SPEI构建的干旱强度和干旱事件指标可有效识别西南地区气象干旱的常发区和干旱事件的热点区。

关键词：气象干旱标准化降水蒸散指数SPEI 干旱演变趋势干旱强度干旱事件西南地区

1982-2019年中国北方干旱事件特征及其对植被的影响

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水土保持研究 2023年第3期30卷 251-259页

作者：李尚飞戈文艳王飞西北农林科技大学水土保持研究所陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

[目的]探究中国北方干旱事件及其对植被的影响,对干旱风险评估及降低干旱对生态系统的影响具有重要意义。[方法]基于标准化降水蒸散指数(SPEI)分析了1982-2019年中国北方干旱的时空分布特征,并运用游程理论对中国北方干旱响应敏感区的... 详细信息

[目的]探究中国北方干旱事件及其对植被的影响,对干旱风险评估及降低干旱对生态系统的影响具有重要意义。[方法]基于标准化降水蒸散指数(SPEI)分析了1982-2019年中国北方干旱的时空分布特征,并运用游程理论对中国北方干旱响应敏感区的典型干旱事件进行识别和表征,在时空尺度上进一步探讨了不同干旱事件对归一化植被指数(NDVI)标准化异常(SANDVI)的影响。[结果]38年来,中国北方的气候干旱持续加重(斜率SPEI=-0.0012/月,p干旱事件主要发生在中国北方的南部地区,北部地区则以低频次、长历时、高强度的干旱事件为主。中国北方干旱响应敏感区共发生10次典型干旱事件,不同干旱事件的干旱特征间存在较大差异。在干旱事件对植被生长态势的影响方面可以初步判定,对于一次干旱事件,当干旱持续时间不超过3个月时,干旱强度对植被生长过程起主要影响作用;当干旱持续时间超过3个月后,干旱烈度开始发挥主要影响作用。[结论]只有当干旱持续时间超过一定范围后,前期干旱的累积与滞后效应才会逐渐体现,后续干旱的持续会导致植被生产力的显著下降。该结论为中国北方地区的生态保护提供了理论支持。

关键词： SPEI 游程理论干旱事件 NDVI标准化异常

基于蒸散发构建的日干旱指数及其对区域干旱事件的表征分析

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中国科学：地球科学 2022年第3期52卷 540-558页

作者：张霞段亚雯段建平蹇东南马柱国中国科学院大气物理研究所东亚区域气候-环境重点实验室北京100029 中国科学院大学北京100049

增温背景下,频发的干旱事件已对工农业生产和人民生活造成了巨大损失,旱情的监测和预报日益受到重视.然而,目前用于干旱研究的干旱指数绝大部分是针对月以上的时间尺度,适用于干旱监测和预报的日干旱指数相对稀缺,不利于对干旱监测和预... 详细信息

增温背景下,频发的干旱事件已对工农业生产和人民生活造成了巨大损失,旱情的监测和预报日益受到重视.然而,目前用于干旱研究的干旱指数绝大部分是针对月以上的时间尺度,适用于干旱监测和预报的日干旱指数相对稀缺,不利于对干旱监测和预报准确率的改进以及对现有日干旱指数的评估.文章利用气象站实测数据和ERA5高分辨率再分析资料,基于实际蒸散发和潜在蒸散发构建了一个新的日干旱指数——日蒸散发差指数(Daily Evapotranspiration Deficit Index,DEDI),并使用该指数分析了2019年春夏季发生在中国西南、华北、东北和西北东部地区的四个干旱事件的时空演变特征.通过与气象干旱综合指数和标准化降水蒸散发指数对比,系统地评估了DEDI对重大干旱事件旱情信号的表征能力.结果表明,DEDI较好地表征了2019年西南、华北、东北和西北东部地区四个不同强度干旱事件的时空演变过程,并在刻画旱情的起止时间及强度的多峰值方面更具优势.此外,DEDI还考虑了植被等下垫面条件,在气象甚至农业干旱监测和预警方面具有一定的应用潜力.

关键词：实际蒸散发潜在蒸散发日干旱指数气象干旱干旱事件

1961—2020年宁夏干旱事件年代际变化及风险评估

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干旱区地理 2024年第5期47卷 785-797页

作者：王岱崔洋王素艳张雯中国气象局旱区特色农业气象灾害监测预警与风险管理重点实验室宁夏银川750002 宁夏回族自治区气候中心宁夏银川750002 宁夏回族自治区气象科学研究所宁夏银川750002

利用1961—2020年宁夏20个国家气象站气象观测资料,结合近40 a宁夏社会经济统计数据,建立宁夏干旱过程事件指标,并基于灾害风险评估理论建立宁夏年代际干旱灾害风险评估模型,分析宁夏干旱事件和主要农作物干旱灾害风险的年代际变化特征... 详细信息

利用1961—2020年宁夏20个国家气象站气象观测资料,结合近40 a宁夏社会经济统计数据,建立宁夏干旱过程事件指标,并基于灾害风险评估理论建立宁夏年代际干旱灾害风险评估模型,分析宁夏干旱事件和主要农作物干旱灾害风险的年代际变化特征和区域差异性,并探讨造成区域农作物年代际风险变化的可能影响因素。结果表明:(1)近60 a宁夏干旱事件的累积效应、持续时间以及强度指标具有明显的年代际变化特征,宁夏中北部和南部山区分别在1980年和2010年前后出现趋势和均值的突变;干旱事件指标及致灾危险性指标大值区空间范围均呈现出增加-减少-增加-减少的变化特征。(2)20世纪80年代以来,宁夏不同地区玉米干旱灾害风险等级依次为引黄灌区>中部干旱带>南部山区,受玉米种植面积不断扩大和国内生产总值(GDP)持续增加影响,在中南部地区其干旱风险呈逐年代际增大趋势;小麦干旱灾害风险增加幅度为中部干旱带>南部山区>引黄灌区,致灾危险性、小麦种植面积及GDP等级较高是2010s中部干旱带部分地区干旱风险增大的主要原因。(3)面对未来宁夏中南部地区水资源短缺和灌溉用水不足的挑战,建议通过提高人工增雨能力、开发种植品种、退耕或移民等措施,减少干旱致灾危险性、孕灾环境脆弱性和承灾体暴露度,从而降低当地玉米和小麦的干旱灾害风险等级。研究结果可为地方科学规划农业生产、高效利用水资源、抗旱救灾等提供科学理论依据,促进宁夏黄河流域生态保护和高质量发展先行区建设。

关键词：干旱事件年代际变化灾害风险评估宁夏

利用GRACE/GRACE⁃FO时变重力场数据量化长江流域干旱事件特征

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测绘通报 2022年第5期 45-48,55页

作者：崔立鲁何明睿张诚邹正波汪晓龙成都大学建筑与土木工程学院四川成都610106 中国地震局地震研究所地震大地测量重点实验室湖北武汉430071 南宁市勘察测绘地理信息院广西南宁530022

针对区域干旱事件特征精确量化的问题,本文首先提出了一种基于GRACE/GRACE⁃FO时变重力场数据的干旱事件评估方法,然后对基于GRACE/GRACE⁃FO数据的干旱指数进行了验证,最后利用上述评估方法探测了2002年4月—2020年12月长江流域发生的干... 详细信息

针对区域干旱事件特征精确量化的问题,本文首先提出了一种基于GRACE/GRACE⁃FO时变重力场数据的干旱事件评估方法,然后对基于GRACE/GRACE⁃FO数据的干旱指数进行了验证,最后利用上述评估方法探测了2002年4月—2020年12月长江流域发生的干旱事件,并对上述干旱事件特征进行量化分析。结果表明:在长江流域内,本文构建的干旱指数与传统干旱指数具有很好的一致性。在研究时间段内长江流域发生了8次较大的干旱事件,其中最严重的发生在2002年9月至2004年7月,共计持续了23个月,干旱严重程度为-14.07,平均40%的流域面积受到了干旱灾害的影响。

关键词： GRACE/GRACE⁃FO 长江流域干旱事件评估干旱特征

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全球森林绿度异常对干旱事件的响应

节水灌溉 2023年第1期 92-98页

作者：吴宇桐王卫光魏佳河海大学水文水资源学院南京210098 河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室南京210098

近年来全球气候变化下干旱事件频发,进一步导致森林锐减,加重部分地区荒漠化,因此定量研究森林绿度对干旱事件的响应具有重要意义。结合基于叶面积指数的森林绿度异常指标和基于标准化降水蒸发指数的干旱指标,研究了全球森林绿度异常对... 详细信息

近年来全球气候变化下干旱事件频发,进一步导致森林锐减,加重部分地区荒漠化,因此定量研究森林绿度对干旱事件的响应具有重要意义。结合基于叶面积指数的森林绿度异常指标和基于标准化降水蒸发指数的干旱指标,研究了全球森林绿度异常对干旱事件的响应机制,阐释了不同类型森林绿度异常值对干旱事件的敏感性及空间差异。结果表明:①2007-2018年全球森林面积整体呈先增加后减少趋势,最大异常面积出现在2008年,其森林绿度异常面积占森林总面积的57.15%;②受干旱影响,全球各主要林区均发生多次绿度异常现象,未发生异常的地区主要位于各大森林的边缘地区以及靠海岸地区;③美国西部地区、南非、中国西南部和澳大利亚境内森林绿度异常程度和干旱事件具有正相关关系;④各类型森林中以阔叶林绿度异常对干旱变化的敏感性最强,其次为混交林和针叶林,而灌木林敏感性最弱。研究结果揭示了气候变化下全球森林绿度对干旱事件响应的差异化规律,对各地区森林绿度变化进行了归因分析,为全球森林生态保护提供了个性化的科学依据。

关键词：森林绿度异常指标叶面积指数标准化降水蒸发指数干旱指数干旱事件敏感性识别全球尺度

干旱事件影响下虚拟水期权契约的提出及其定价研究

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农业技术经济 2016年第9期 28-40页

作者：田贵良贾琨颢孙兴波马超河海大学商学院南京211100 招商银行南京分行南京210005 水利部发展研究中心北京100038

全球气候变暖加剧,干旱事件频发,对我国粮食生产供应造成了极大影响。为了应对干旱频发以及农业水资源短缺的现实问题,从虚拟水期权的角度来规避粮食安全与农业生产的风险,提出虚拟水期权并论证其规避粮食安全与农业生产风险的机理,构... 详细信息

全球气候变暖加剧,干旱事件频发,对我国粮食生产供应造成了极大影响。为了应对干旱频发以及农业水资源短缺的现实问题,从虚拟水期权的角度来规避粮食安全与农业生产的风险,提出虚拟水期权并论证其规避粮食安全与农业生产风险的机理,构建了适合虚拟水产品特征的CIR-Jump扩散—跳跃模型,以小麦虚拟水期权为实证,采用马尔科夫链蒙特卡罗方法模拟出了其参数迭代方程,检验了参数方程的合理性,得出了小麦虚拟水期权的价格,说明扩散—跳跃模型完全适合虚拟水期权定价。借助金融工具及其衍生品以应对农业生产的气候变化风险,为粮食主产区保障粮食安全提供了新思路。

关键词：干旱事件虚拟水蒙特卡罗期权定价