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基于标准化降水蒸散指数(SPEI)的毛乌素沙地1981—2020年干旱特征研究

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中国沙漠 2022年第4期42卷 71-80页

作者：廉泓林韩雪莹刘雅莉韩雨晴杨文斌熊伟内蒙古农业大学沙漠治理学院内蒙古呼和浩特010019 中国林业科学研究院生态保护与修复研究所/荒漠化研究所北京100091

大气干旱是影响半干旱沙区植被建设、生态恢复及社会经济可持续发展的重要因素。基于1981—2020年毛乌素沙地10个气象站点的逐月气象资料,计算了月、季和年尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI),分析了该沙区近40年降水和气温的变化趋势、干... 详细信息

大气干旱是影响半干旱沙区植被建设、生态恢复及社会经济可持续发展的重要因素。基于1981—2020年毛乌素沙地10个气象站点的逐月气象资料,计算了月、季和年尺度的标准化降水蒸散指数(SPEI),分析了该沙区近40年降水和气温的变化趋势、干旱事件及其频率的时空特征。结果表明:(1)毛乌素沙地近40年降水量和气温均呈现显著的上升趋势(P降水量呈现显著的上升趋势(P化趋势(P>0.05),但秋季呈显著的湿润化趋势(P化趋势,而东部地区则呈现干旱化趋势。(3)近40年毛乌素沙地的月尺度下干旱总频率达32.71%,各等级发生频率为轻旱>中旱>重旱>特旱,季节发生频次为冬季>夏季、秋季>春季;轻旱主要发生在毛乌素沙地的北部、中部、东南和西南部,中旱在东部、北部和西部边缘,重旱在东部、中部以及南部地区,特旱在西北部、南部和东南部区域。

关键词：毛乌素沙地标准化降水蒸散指数时空特征干旱频率

基于标准化降水蒸散指数的干旱敏感性分析——以呼伦贝尔市为例

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沈阳农业大学学报 2018年第4期49卷 433-439页

作者：迟道才沙炎陈涛涛赵清刘光辉沈阳农业大学水利学院沈阳110161

为研究气象因子变化对标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)的影响,利用呼伦贝尔市5个气象站点1960~2015年逐日气象数据,通过FAO Penman-Monteith公式计算标准化降水蒸散指数,在分析月尺度干... 详细信息

为研究气象因子变化对标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index,SPEI)的影响,利用呼伦贝尔市5个气象站点1960~2015年逐日气象数据,通过FAO Penman-Monteith公式计算标准化降水蒸散指数,在分析月尺度干旱特征基础上,利用Sobol′全局敏感性方法分析SPEI对平均温度、温差、相对湿度、风速、冠层表面净辐射量和降水的敏感性。结果表明:呼伦贝尔市近56a来平均干旱强度为-1.19,且平均干旱强度以-0.03·10a-1速率不显著递减。极限干旱强度累计值多年波动范围为-7.33^-0.80,且每10a递减速率为-0.12。多年干旱频率波动范围为8%~58%,平均干旱频率为33%。尽管呼伦贝尔市整体上呈现不显著的干旱化趋势,但进入21世纪后,极端干旱事件发生频率增加较为明显。Sobol′全局敏感分析表明,除降水最敏感外,SPEI在春季、夏季、秋季、冬季次敏感因子分别为:平均温度、相对湿度、风速、平均温度。年际SPEI对降水、平均温度、相对湿度、风速、温差、冠层表面净辐射量的总敏感性分别为:0.71,0.13,0.12,0.11,0.03,0.01。年际SPEI与温差、相对湿度、降水的相关系数分别为-0.671(p降水、相对湿度的影响较大,受冠层表面净辐射影响较小。

关键词：干旱标准化降水蒸散指数参考作物腾发量敏感性

基于标准化降水蒸散指数的长江流域旱涝情势演变

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南水北调与水利科技 2018年第1期16卷 89-94页

作者：易彬曾小凡赵娜雷坎华中科技大学水电与数字化工程学院武汉430074

基于长江流域133个气象站1970-2012年实测逐月降水量和月平均气温资料,计算不同时间尺度上的标准化降水蒸散指数序列,研究近几十年来长江流域旱涝情势的时空演变特征。结果表明,1970-2012年长江流域整体干旱形势不严重,但是干旱化的趋... 详细信息

基于长江流域133个气象站1970-2012年实测逐月降水量和月平均气温资料,计算不同时间尺度上的标准化降水蒸散指数序列,研究近几十年来长江流域旱涝情势的时空演变特征。结果表明,1970-2012年长江流域整体干旱形势不严重,但是干旱化的趋势比较明显。与长江上游地区相比,长江中下游区域的干旱趋势表现得更加突出,特别是长时间尺度上的干旱趋势非常明显。针对典型极端气象事件分析发现,标准化降水蒸散指数能够反映出不同时间尺度上长江流域发生的旱涝事件,表明该指数对于准确评估长江流域的旱涝程度和分布范围具有很好的指示性意义。

关键词：旱涝情势标准化降水蒸散指数长江流域多时间尺度

基于EMD-GWO-LSTM模型的新疆标准化降水蒸散指数预测方法研究

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干旱区研究 2024年第4期41卷 527-539页

作者：许超杰窦燕孟琪琳新疆财经大学统计与数据科学学院新疆财经大学新疆社会经济统计与大数据应用研究中心

干旱预测一直是干旱研究领域的重大挑战,提高干旱预测的准确性是解决干旱问题的关键。基于1961—2019年新疆34个气象站点月降水和月平均气温数据,计算得到标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPE... 详细信息

干旱预测一直是干旱研究领域的重大挑战,提高干旱预测的准确性是解决干旱问题的关键。基于1961—2019年新疆34个气象站点月降水和月平均气温数据,计算得到标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI),对新疆气象干湿变化进行分析,提出一种经验模态分解方法(empirical mode decomposition,EMD)-灰狼优化算法(grey wolf optimizer,GWO)-长短期神经网络(long short-term memory network,LSTM)的数据分解型干旱组合预测模型进行预测,并进行模型性能评价。结果表明:(1)干旱周期性变化整体呈现平稳且周期长的特点;(2)EMD能够有效优化数据的平稳性,GWO优化预测模型参数,组合模型的预测精度相较于单一预测模型有明显提高;(3)4个预测模型结果精度由高到低的排序为:EMD-GWO-LSTM、GWO-LSTM、GWO-支持向量回归(Support Vactor Regression,SVR)、LSTM,拟合优度分别为0.972、0.939、0.862、0.830,EMD-GWO-LSTM组合预测模型的预测精度优于其余3个预测模型。EMD-GWO-LSTM组合模型可有效提高气象干旱的预测精度,为新疆地区气象干旱预报及抗旱减灾工作提供了新的方法手段。

关键词： EMD-GWO-LSTM模型标准化降水蒸散指数干旱预测新疆

基于标准化降水蒸散指数的中国东部季风区干旱特征分析

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自然资源学报 2016年第7期31卷 1185-1197页

作者：马彬张勃周丹张耀宗王国强唐敏西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070 青海省气象服务中心西宁810001

研究基于标准化降水蒸散指数,采用0.5°×0.5°中国地面气温和降水数据集,通过分析东部季风区季节和年尺度干旱覆盖率、频率以及单位面积干旱强度,揭示了中国东部季风区1961—2013年干旱特征时空分布变化。研究结果表明:近20 a东部季风... 详细信息

研究基于标准化降水蒸散指数,采用0.5°×0.5°中国地面气温和降水数据集,通过分析东部季风区季节和年尺度干旱覆盖率、频率以及单位面积干旱强度,揭示了中国东部季风区1961—2013年干旱特征时空分布变化。研究结果表明:近20 a东部季风区干旱特征变化明显,特别是1997年之后东部季风区干旱覆盖率和单位面积干旱强度显著增加;东北地区、华北平原、黄土高原和西南地区干旱频率增加,高频率覆盖范围扩大明显;气象干旱极端危险区扩大。全球变暖背景下东部季风区干旱呈现出极端化趋势。

关键词：标准化降水蒸散指数格点数据东部季风区干旱特征

基于标准化降水蒸散指数的陕西省近50a干旱特征分析

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自然资源学报 2014年第4期29卷 677-688页

作者：周丹张勃任培贵张春玲杨尚武季定民西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070

基于陕西省18个气象站点1961—2010年实测气象资料,利用标准化降水蒸散指数(SPEI),通过计算各站历年逐月的SPEI指数值,统计近50 a各站点出现的干旱过程,分析了陕西省历年、历年各季及月尺度上的干旱发生频率、覆盖面积和干旱发生强度,... 详细信息

基于陕西省18个气象站点1961—2010年实测气象资料,利用标准化降水蒸散指数(SPEI),通过计算各站历年逐月的SPEI指数值,统计近50 a各站点出现的干旱过程,分析了陕西省历年、历年各季及月尺度上的干旱发生频率、覆盖面积和干旱发生强度,揭示了陕西省干旱发生的时空和强度演变特征。研究结果表明,近50 a来陕西省干旱发生频率呈明显的增长趋势,尤其是1990年以来的近20 a;陕西省在年、春、夏、秋、冬及月尺度上均有干旱发生。其中,秋季干旱最为严重,春季次之。在年代际变化方面,全省以20世纪90年代干旱最为严重,2000年以来的干旱次之;干旱出现既有全省性的大范围干旱,也有区域性的局部干旱,分布极不均匀,总体分布特征是北多南少;干旱发生强度分布呈现出关中最强、陕南次之、陕北最弱的特点。

关键词：气象干旱陕西省标准化降水蒸散指数干旱强度

1960-2012年甘肃黄土高原干旱时空变化特征分析——基于标准化降水蒸散指数

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资源科学 2014年第9期36卷 1834-1841页

作者：马琼张勃王东张耀宗季定民杨尚武西北师范大学地理与环境科学学院兰州730070

基于甘肃黄土高原区12个测站1960-2012年的气象资料,利用标准化降水蒸散指数对该区近53a四季干旱的时空变化特征进行了分析。结果表明:甘肃黄土高原区近53a的四季均呈干旱化趋势,以秋季最为突出,春季次之。经过Mann-Kendall趋势分析法检... 详细信息

基于甘肃黄土高原区12个测站1960-2012年的气象资料,利用标准化降水蒸散指数对该区近53a四季干旱的时空变化特征进行了分析。结果表明:甘肃黄土高原区近53a的四季均呈干旱化趋势,以秋季最为突出,春季次之。经过Mann-Kendall趋势分析法检验,秋旱最显著的地方是兰州、靖远及环县;春旱最明显的地方是崆峒、庆阳和西峰;冬季有变湿的趋向,但未通过显著性水平。空间分布上,甘肃黄土高原区腹部比边缘区发生干旱的频率高,山地比谷地发生干旱的频率高。陇中地区夏旱频发,陇东地区冬旱频繁。干旱变幅最大的地方是研究区西北的乌鞘岭和东北的子午岭。近53a研究区干旱事件发生频次呈增长趋势,近10a来尤为显著。中度干旱发生频次的增长速度比极端干旱事件增长的快,但没有极端干旱事件显著。

关键词：甘肃黄土高原区标准化降水蒸散指数干旱时空变化特征

基于标准化降水蒸散指数的渭河流域干旱演变特征分析

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水力发电学报 2016年第2期35卷 16-27页

作者：田甜黄强郭爱军刘登峰明波西安理工大学西北旱区生态水利工程国家重点实验室培育基地西安710048

干旱是当今人类面临的重大环境和气候问题之一。本文采用标准化降水蒸散指数(SPEI)研究渭河流域的干旱演变特征。基于渭河流域21个气象站点1960—2013年的实测降水、气温和日照时数数据,分别计算各站点年、季尺度的SPEI值,并分析了年尺... 详细信息

干旱是当今人类面临的重大环境和气候问题之一。本文采用标准化降水蒸散指数(SPEI)研究渭河流域的干旱演变特征。基于渭河流域21个气象站点1960—2013年的实测降水、气温和日照时数数据,分别计算各站点年、季尺度的SPEI值,并分析了年尺度SPEI的变化趋势性;采用Mann-Kendall检验法、累积距平法和有序聚类法对SPEI指数进行综合突变检验;研究了渭河流域干旱覆盖面积、中度以上干旱分布特征以及连续干旱分布特征。结果显示:渭河流域年尺度的SPEI指数呈递减趋势,在1990年发生突变,干旱发生强度持续增强,1991—2013年干旱发生强度高于1960—1990年;1991—2013年各尺度的干旱覆盖面积除冬旱外均大于1960—1990年,且春旱在突变前后的变化最为剧烈;1991—2013年中度以上干旱发生频率明显大于1960—1990年,且连续干旱发生频率高于1960—1990年,表明自1991年起干旱程度在加剧。

关键词：干旱标准化降水蒸散指数干旱发生强度分布特征渭河流域

基于标准化降水蒸散指数的宁夏中部干旱带干旱趋势分析

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科学技术与工程 2019年第14期19卷 336-345页

作者：方黎明王多银房皓重庆交通大学河海学院

基于标准化降水蒸散指数(SPEI),选取1960~2012年宁夏中部干旱带的海原、同心、麻黄山、兴仁、盐池五个气象站的降水和平均气温资料作为代表,计算各站SPEI序列,研究宁夏中部干旱带在不同时间尺度、不同季节尺度下的干湿演变趋势、干旱发... 详细信息

基于标准化降水蒸散指数(SPEI),选取1960~2012年宁夏中部干旱带的海原、同心、麻黄山、兴仁、盐池五个气象站的降水和平均气温资料作为代表,计算各站SPEI序列,研究宁夏中部干旱带在不同时间尺度、不同季节尺度下的干湿演变趋势、干旱发生强度和频次变化以及干旱发生范围变化。结果表明:①SPEI中起决定性作用的因素是降水;②SPEI值的变化对不同时间尺度的敏感性不同,时间尺度越小,干湿变化趋势越明显,甚至是正负波动振荡;③宁夏中部干旱带干湿变化明显,不同季节均呈湿润化趋势,且以轻度干旱和中度干旱为主,干旱发生范围和干旱发生强度总体呈缩小趋势。

关键词：宁夏中部干旱带干旱趋势标准化降水蒸散指数不同尺度