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基于SPI的1960～2012年西南地区水稻生长季干旱时空特征分析

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地理科学 2018年第5期38卷 808-817页

作者：余方琳翟石艳王铮宋根鑫李亚婷贺楠河南大学黄河文明与可持续发展研究中心暨黄河文明传承与现代文明建设河南省协同创新中心河南开封475001 黄河中下游数字地理技术教育部重点实验室/河南大学环境与规划学院河南开封475004 中国科学院科技战略咨询研究院北京100190

基于1960～2012年逐月降水资料,选取标准化降水指数（SPI）为干旱衡量指标,将SPI1与水稻各生长阶段（Growth Period of Rice,GPR）相结合,研究西南地区近53 a来整体和水稻（Oryza sativa）4个生长阶段的干旱时空演变特征。结果表明：整... 详细信息

基于1960～2012年逐月降水资料,选取标准化降水指数（SPI）为干旱衡量指标,将SPI1与水稻各生长阶段（Growth Period of Rice,GPR）相结合,研究西南地区近53 a来整体和水稻（Oryza sativa）4个生长阶段的干旱时空演变特征。结果表明：整体上,西南地区历年干旱站次比均高于50%,全域性干旱特征显著。水稻不同生长阶段干旱时空分布特征差异显著。（1）GPR1和GPR2阶段以全域性干旱为主,GPR3和GPR4阶段则呈现局域性干旱〉区域性干旱〉全域性干旱的特征;（2）生长阶段内干旱连续性特征明显,尤其是GPR2阶段,易发生周期为2～6 a的全域性干旱和区域性干旱。（3）轻旱高值区呈现由东北向西南转移的趋势;中旱高发区呈现出明显的从北部向南部移动的趋势;重旱高发区各阶段空间分布差异较大。（4）水稻在GPR1和GPR2阶段主要受轻旱和中旱影响;GPR3和GPR4阶段重旱发生频率上升,影响范围增大。

关键词：西南地区标准化降水指数水稻生长阶段干旱时空分布

利用GRACE数据研究柴达木盆地区域水储量时空变化及干旱特征

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导航定位学报 2023年第1期11卷 107-112页

作者：杨国林孙学先胡栋锁旭宏邵明曹辰兰州交通大学测绘与地理信息学院兰州730070 地理国情监测技术应用国家地方联合工程研究中心兰州730070 中交一航局第二工程有限公司山东青岛266071 甘肃省地理国情监测工程实验室兰州730070

为了进一步研究青藏高原东北部柴达木盆地水储量变化时空分布及其干旱特征,提出一种水储量时空变化及干旱特征分析方法:利用重力恢复与气候实验卫星(GRACE)数据、全球陆面数据同化模型(GLDAS)数据以及中国地面气候资料日值数据集(V3.0)... 详细信息

为了进一步研究青藏高原东北部柴达木盆地水储量变化时空分布及其干旱特征,提出一种水储量时空变化及干旱特征分析方法:利用重力恢复与气候实验卫星(GRACE)数据、全球陆面数据同化模型(GLDAS)数据以及中国地面气候资料日值数据集(V3.0)中5个气象站点降水数据,通过500 km高斯滤波和去相关滤波、基于空间约束的区域质量变化估计方法和反距离加权平均法,得到2004—2016年间柴达木盆地水储量变化、相对水储量指数和标准化降水指数(SPI)。研究结果表明:时间分布上,2004—2016年柴达木盆地水储量变化整体呈上升趋势,且在2004—2006年、2007—2012年和2013—2016年3个时间段内分别呈下降—上升—下降趋势,与水文模型GLDAS计算得到的水储量变化趋势基本一致;空间分布上,除11月之外其余月份均有较为明显的南北差异;在相对水储量指数与SPI对比中,相对水储量指数与SPI变化趋势基本相同,不同于SPI指数,相对水储量指数变化幅度更小,且反映柴达木盆地干旱情况较SPI更为准确;通过GRACE监测到柴达木盆地2004—2007年为极端干旱发生状况比较严重的时间段,2006年出现夏伏旱,2015年2月干旱严重,2009年和2013年个别月份出现干旱,与柴达木盆地实际干旱情况一致。

关键词：重力恢复与气候实验卫星(GRACE) 柴达木盆地水储量时空变化相对水储量指数标准化降水指数干旱

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基于TRMM遥感数据的旱涝时空特征分析

农业机械学报 2015年第5期46卷 252-257页

作者：田苗李卫国江苏省农业科学院农业经济与信息研究所南京210014

基于光学遥感数据反演的植被指数和地表温度进行旱涝灾害监测在时间上具有滞后性,降水数据可以更加及时直观地反映地表干湿状态的变化,目前旱涝灾害监测应用地面点上降水观测站点的数据较多,热带降雨测量卫星(TRMM)被动微波遥感为大面... 详细信息

基于光学遥感数据反演的植被指数和地表温度进行旱涝灾害监测在时间上具有滞后性,降水数据可以更加及时直观地反映地表干湿状态的变化,目前旱涝灾害监测应用地面点上降水观测站点的数据较多,热带降雨测量卫星(TRMM)被动微波遥感为大面积进行旱涝灾害监测提供了可能。利用江苏省1998年1月—2014年3月的TRMM 3B43月降水资料,采用尺度为12的标准化降水指数(SPI12),分析江苏省旱涝时空特征变化规律。分析结果表明:江苏省16年来发生旱涝灾害的几率为34.08%,其中发生旱灾的几率(16.74%)与发生涝灾的几率(17.34%)相接近;江苏省一年四季都易受到旱涝灾害的影响且旱灾与涝灾具有交替出现的特点;1999—2014年间多次出现较严重的旱涝灾害,且江苏中部地区更易受到旱涝灾害的影响。

关键词：热带降雨测量卫星遥感数据标准化降水指数旱涝灾害

基于NAR神经网络的江西省农业干旱预测研究

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基于NAR神经网络的江西省农业干旱预测研究

作者：杨伟峰南昌大学

学位级别：硕士

我国是农业大国，自古以来，干旱导致的农业灾害一直是我国农业生产发展的主要灾害。为预测干旱趋势，有效制定抗旱减灾对策，有效降低农业损失，农业干旱预测研究具有现实指导意义。　　江西是中国农业大省，但时常被干旱灾害造成极大... 详细信息

我国是农业大国，自古以来，干旱导致的农业灾害一直是我国农业生产发展的主要灾害。为预测干旱趋势，有效制定抗旱减灾对策，有效降低农业损失，农业干旱预测研究具有现实指导意义。　　江西是中国农业大省，但时常被干旱灾害造成极大的破坏，其中主要为农业干旱。本文主要对江西省干旱规律进行分析，进而对其农业干旱作预测探究，选择九江、宜春、南昌、赣州、南城作为主要研究区。成果如下:　　（1）首先使用一元线性回归法、M-K检验与滑动T检验相结合的方法，给每个研究区的降水和气温作趋势性与突变性检验;研究发现，各研究区内降水量充足，赣北、赣西、赣东地区降水量虽有上升之势，但并不显著;赣南地区降水量表现为不显著下降趋势;只有赣中地区降水量为显著性上升走向。其中赣北、赣南地区降水量突变点为1968年和2003年。各研究区内温度为显著性上升，整体逐年递增。其中只有赣北、赣中地区气温在1996年和2003年有突变情况。　　（2）运用SPI、SPEI干旱指数对江西省各研究区进行干旱规律分析。研究发现，从年尺度来看，得出1960-2018年各研究区发生干旱频率较高，干旱强度表现为以轻旱、中旱为主，重旱、特旱发生较少。其中赣北、赣中、赣南地区干旱较为严重;从季尺度来看，各研究区夏、秋季比春、冬季易旱。总体来看，由SPEI指数计算得出的结果更加符合江西省的实际情况。说明SPEI指标对江西省农业干旱的识别能力较强，对农业干旱的反映较为敏感，能从不同时间尺度上对干旱程度作出不同的判断。　　（3）通过利用NAR人工神经网络模型对各研究区的SPI-1、SPEI-1指数进行训练并预测，将得到的SPI-1、SPEI-1预测值与SPI-1、SPEI-1实际值进行比较，得到模型总体预测结果比较理想;可一旦预测时段过长，其预测能力会有所下降。在一个较短预测期内，SPI-1、SPEI-1指数预测精度会较高，其中模型对SPEI-1指数预测效果会更好一些，在108个月的预测期内，准确率最高达81.5%。研究成果可为今后预测江西省的短期干旱趋势提供借鉴参考，对其农业生产发展提供一定的帮助。

关键词：农业干旱预测标准化降水指数标准化降水蒸散发指数 NAR人工神经网络

基于空间聚类的中国东北气候分区及其气象干旱时间变化特征

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自然资源学报 2019年第8期34卷 1682-1693页

作者：李明王贵文柴旭荣胡炜霞张莲芝山西师范大学地理科学学院临汾041000 山西师范大学现代文理学院临汾041000 山西师范大学遥感与气候信息实验室临汾041000 山西师范大学历史与旅游文化学院临汾041000

近50年来,中国东北地区干旱化趋势明显,越来越频繁的干旱事件对该区域人民的生产和生活造成了严重的影响。基于1961-2016年中国地面降水和气温月值0.5°×0.5°格点数据,利用空间系统聚类方法对中国东北进行气候分区,通过标准化降水指... 详细信息

近50年来,中国东北地区干旱化趋势明显,越来越频繁的干旱事件对该区域人民的生产和生活造成了严重的影响。基于1961-2016年中国地面降水和气温月值0.5°×0.5°格点数据,利用空间系统聚类方法对中国东北进行气候分区,通过标准化降水指数探讨了中国东北各亚区气象干旱的时间演变规律,并结合小波功率谱和小波全谱分析了各亚区干旱的周期变化特征。结果表明:(1)空间上,可将东北地区分为8个气候亚区,即西辽河平原半干旱农牧区、吉辽东部山地湿润农林区、呼伦贝尔高原半干旱牧业区、东北中部半湿润-半干旱农牧区、黑吉东部山地湿润农林区、大兴安岭北部湿润林业区、呼伦贝尔-黑河湿润-半湿润农林区、三江平原湿润农业区;(2)不同亚区的干旱事件时间演变特征存在明显差异,但大致都经历了3个干旱时期:1960s后期、1970s中后期至1980s前期、1990s后期至2000s;2000-2010年间东北地区干旱发生频率和影响范围最大,尤其是中、西部;(3)不同亚区干旱变化主要存在11年和3~8年的显著周期,第一主周期差异明显。研究结果对于弄清楚中国东北各亚区特有的气候变化驱动因素、制定气候均质区域干旱监测计划和水资源的管理具有重要的现实意义。

关键词：气候分区气象干旱标准化降水指数空间系统聚类小波分析

1962-2017年典型半干旱草原区不同时间尺度干旱特征分析

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水资源与水工程学报 2021年第1期32卷 226-232,240页

作者：李玮陈晓俊王文君吴英杰全强周泉成水利部牧区水利科学研究所内蒙古呼和浩特010020

干旱是我国北方地区主要的自然灾害之一,对干旱指标的监测分析可为地区旱情评估、预警以及为制订抗旱减灾对策提供科学依据。以内蒙古高原半干旱草原区1962-2017年0.5°×0.5°降水格点数据为基础,分别计算不同时间尺度(年、季)的标准... 详细信息

干旱是我国北方地区主要的自然灾害之一,对干旱指标的监测分析可为地区旱情评估、预警以及为制订抗旱减灾对策提供科学依据。以内蒙古高原半干旱草原区1962-2017年0.5°×0.5°降水格点数据为基础,分别计算不同时间尺度(年、季)的标准化降水指数(SPI),通过分析其干旱频次、频率以及站次比的变化,对研究区1962-2017年的干旱时空特征进行了分析。结果表明:近年来,研究区干旱程度有所加剧,且中南部地区为各类干旱事件的频发区。此外,轻旱多发生于秋季,且主要分布于研究区中部及南部,而特旱事件常在夏季发生,其高频区位于研究区西部。20世纪90年代各季均出现了大范围轻旱,夏季分别于2001和2010年出现全域性中旱及全域性特旱。

关键词：典型半干旱草原区干旱特征时间尺度标准化降水指数内蒙古高原

南方季节性干旱特征分析——以湖北漳河灌区为例

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排灌机械工程学报 2018年第9期36卷 863-868页

作者：陈梦婷罗玉峰晏成明罗红英崔远来武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 西藏农牧学院水利与土木工程学院西藏林芝860001 广东水利电力职业技术学院水利工程系广东广州510925

为探讨南方地区季节性干旱特征,利用湖北漳河灌区1953—2016年钟祥站逐日气象资料,分别计算了月标准化降水指数(SPI)、相对湿润度指数(M)以及帕默尔干旱指数(PDSI),经与漳河灌区实际干旱记录对比并分析季节性干旱特征,结果表明:3种干旱... 详细信息

为探讨南方地区季节性干旱特征,利用湖北漳河灌区1953—2016年钟祥站逐日气象资料,分别计算了月标准化降水指数(SPI)、相对湿润度指数(M)以及帕默尔干旱指数(PDSI),经与漳河灌区实际干旱记录对比并分析季节性干旱特征,结果表明:3种干旱指数在不同方面各有优势,从吻合度来看,SPI与实际干旱吻合率最高;从不同历时的干旱来看,SPI和M对短期干旱反应迅速,而PDSI则对长期干旱较为灵敏;从不同季节来看,M适用于春、夏季,SPI适用于秋季,而PDSI则适用于冬季.漳河灌区季节性干旱特征表现为单一季节干旱比季节连旱频繁,但干旱程度轻于连旱.单一季节干旱中,夏旱出现频率最高,其次是秋旱和春旱,冬旱最少,其中夏旱和秋旱干旱等级高,危害程度更大.季节连旱中,夏秋连旱发生最频繁,干旱等级也最高,秋冬连旱和春夏连旱出现频率较少,春夏秋连旱最少;与北方干旱易受降雨因素影响相比,南方对降雨依赖性小于北方,在降雨较多的夏秋季亦经常遭遇干旱,影响机制更为复杂.

关键词：季节性干旱标准化降水指数相对湿润度指数适用性帕默尔干旱指数

澜沧江流域旱涝特征变化及其与季风之间的关联性研究

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长江科学院院报 2019年第3期36卷 19-25页

作者：唐见翟文亮曹慧群长江科学院流域水环境研究所武汉430010 长江科学院流域水资源与生态环境科学湖北省重点实验室武汉430010

探讨澜沧江流域旱涝特征变化与季风之间的关联性,对于区域旱涝灾害的成因、机理和预测等重大科学问题的理解具有重要的意义。区域研究多侧重于揭示流域旱涝时空演变规律,而关于澜沧江流域的旱涝与季风的相互关系研究还较少。基于标准化... 详细信息

探讨澜沧江流域旱涝特征变化与季风之间的关联性,对于区域旱涝灾害的成因、机理和预测等重大科学问题的理解具有重要的意义。区域研究多侧重于揭示流域旱涝时空演变规律,而关于澜沧江流域的旱涝与季风的相互关系研究还较少。基于标准化降水指数(SPI12)、季风指数和水汽通量对澜沧江流域1957—2015年旱涝时空变化特征进行分析,探究澜沧江流域旱涝变化与季风指数的相互关系,并从水汽通量输送角度出发,进一步揭示季风对澜沧江流域旱涝变化影响的潜在驱动机制。研究结果表明:①流域旱涝特征具有明显的区域差异,下游区域是旱涝多发区;②流域干旱多于雨涝,且干旱频次在年和季节时间尺度上都呈现增加变化趋势;③澜沧江流域干旱和雨涝的频次主要存在3～5,8～15,20～25 a的3种周期性变化特征;④干旱和雨涝发生时段,南亚季风和高原季风指数与流域的SPI12指数相关性较强,受南亚季风和高原季风的输送距离影响,2种季风指数与SPI12指数的相互关系呈现区域差异性。研究结果有助于了解澜沧江流域旱涝时空变化特征,能够为防御旱涝灾害提供科学决策依据。

关键词：旱涝季风标准化降水指数水汽通量澜沧江流域

多时间尺度SPI在安徽省气象干旱监测中的适用性研究

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气象 2019年第11期45卷 1560-1568页

作者：谢五三唐为安宋阿伟安徽省气候中心合肥230031 安徽省大气科学与卫星遥感重点实验室合肥230031

基于安徽省81个气象站1961—2017年逐日降水数据及土壤墒情和干旱灾情资料,从诊断干旱日数年际变化、季节演变、空间分布、频率分布、典型干旱过程演变及与土壤墒情、干旱灾情的相关性等方面,研究6种时间尺度SPI在安徽省气象干旱监测效... 详细信息

基于安徽省81个气象站1961—2017年逐日降水数据及土壤墒情和干旱灾情资料,从诊断干旱日数年际变化、季节演变、空间分布、频率分布、典型干旱过程演变及与土壤墒情、干旱灾情的相关性等方面,研究6种时间尺度SPI在安徽省气象干旱监测效果。结果表明:不同时间尺度SPI在干旱监测中差异明显,6种时间尺度SPI对于干旱日数年际变化、不同等级干旱频率分布具有较好的监测效果,但对于干旱日数季节演变和空间差异性诊断与实况存在偏差;从典型干旱过程诊断来看,时间尺度越短,降水权重越大(例如SPI30、SPI60),SPI监测曲线对降水的响应越敏感,而SPI150、SPI180等时间尺度长的SPI对降水的响应又过于“迟钝”;从与土壤墒情的相关性来看,时间尺度短的SPI30与10 cm表层土壤墒情相关性最好,相关系数达0.91,时间尺度长的SPI180与50 cm深层土壤墒情相关性较好;在各时间尺度SPI与年降水量的负相关及与干旱灾情的正相关方面,相关系数随着时间尺度的增长均先增后减,时间尺度适中的SPI120相关性最好。总体来看,不同时间尺度SPI代表不同含义,针对不同时间尺度的气象干旱应采用不同时间尺度的SPI进行监测评估。

关键词：标准化降水指数多时间尺度干旱监测安徽省