S15提升气象为农服务能力,保障农业提质增效基于SPEI的浙江省夏季干旱时空特征分析

来源 :第32届中国气象学会年会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lockin025
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  准确评估与监测干旱的发生发展是防旱减灾的关键,干旱指数是监测和评估干旱事件的有效工具.目前最常用的干旱指数有帕尔默干旱指数(PDSI)和标准化降水指数(SPI).PDSI基于土壤水分平衡方程,但其存在一定的缺陷,例如评估的干旱尺度是9~12个月,自回归特征使指数本身仍然受前4年指数的影响.SPI能有效地反映各个区域和各个时段的旱涝状况,但没有考虑温度、蒸发等因素对干旱的影响.在结合PDSI对温度的灵敏性和SPI多时空特性的基础上,Vicente-Serrano et al.提出了一种新的气候干旱指数:标准化降水蒸发指数(SPEI).SPEI基于降水和蒸散,目前已成为国内外学者研究分析干旱演变趋势新的理想指标.但目前的研究中,SPEI计算基于月平均气温和月降水量,在长江中下游地区的7-8月,由于高温,当出现20天以上没有明显降水时就会出现严重干旱.因此,以月资料计算的SPEI不能监测到干旱发生、发展.本文首先利用旬平均气温和旬降水量计算以旬资料为基础的SPEI,结合浙江省各县历年夏季旱情资料建立夏季干旱指数,用于评估浙江省夏季干旱发生发展和时空变化特征.结果表明:①从1973年到2013年,浙江省干旱面积的线性倾向率为10.35%/10a,达0.05显著水平(Mann-Kendall test).其中轻早和重旱的面积变化较小,中早和极端干旱面积的线性倾向率分别为2.37%%/10a和和5.93%%/10a.因此近四十年干旱面积增加主要是中旱和极端干旱面积增加.从1973年到2002年,只有8年有一个或多个县出现极端干旱,而且除了1978年和1995年,其它6年的极端干旱面积占全省总面积的比例小于等于0.1.从2003年到2013年,除了2008年和2012年,每年都出现了极端干旱,其中2003年、2005年、2009年和2013年极端干旱面积占全省总面积的比例分别为65.2%、31.3%、41.7%和71.9%.从1973年到2013年,浙江省平均干旱指数的线性倾向率-0.N./10a,达0 05显著水平(Mann-Kendall test).1973年以来,有三年出现全省性重旱或极端干旱,这三年分别是2003年、2009年和2013年,平均干旱指数分别为-2.8%、-1.7%和-2.8%.其中2013年的极端干旱面积大于2003年的极端干旱面积,因此2013年是近四十年夏季干旱最严重的一年.7、8二个月是浙江省夏季干旱的主要发生时期.从1973年到2013年,7、8二个月降水量变化不明显,温度线性倾向率0 37℃/10a,达0 05显著水平(Mann-Kendall test).温度增加会增加蒸散量从而加重干旱程度.相关分析表明,干旱指数、干旱面积与降水量的相关系数绝对值小于干旱指数、干旱面积与气温的相关系数绝对值.1978年、1986年、2003年和2013年7、8月降水量分别是96.4mm、98.7mm、101.2mm和107.4mm,平均气温分别为28.9℃、28.0℃、30.1℃和30.4℃,1978年和1986年的平均干旱指数是-1.31和-0.11,干旱面积百分率是83.6%和20.7%,极端干旱面积百分率是23.9%和0%,都远远小于2003年和2013年,因此温度是影响夏季干旱强度和干旱面积的主要因子.浙江省东北部7、8月平均气温线性倾向率大于浙江省西南部,浙江省东北部干旱指数线性倾向率绝对值大于浙江省西南部,二者变化一致.②从1973年到2013年,7、8月降水量变化较小,气温在2003年出现突变显著升高.和温度变化一样,干旱指数、干旱面积在2003年出现突变.2003-2013年期间的干旱指数、大于等于轻旱面积、大于等于中旱面积、大于等于重旱面积和极端干旱面积平均值分别是1973-2002年期间平均值的4 0倍、2 2倍、4 0倍、5 7倍和8 6倍.2003-2013年期间出现大于等于轻旱频率、大于等于中旱频率、大于等于重旱频率和极端干旱频率分别是1973-2002年期间频率的2 7倍、4 0倍、6 0倍和9 6倍.③2013年夏季干旱是近四十年最严重的一次干旱过程.基于旬平均气温和旬降水量资料的SPEI分析结果表明:2013年浙江省西北部夏季干旱开始于7月上旬,东南部开始于7月下旬,在8月下旬结果,8月上旬和8月中旬干旱强度发展到最强.2013年浙江省夏季只有南部二个县干旱指数大于-0.5,同时浙江省西北部干旱指数大于东南部,因此2013年浙江省西北部干旱强度大于东南部.7月SPEI、8月SPEI的空间分布和干旱指数的空间分布一致.但浙江省8月有近一半县的SPEI大于-0.5,没有反映出8月的干旱情况.
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