基于三维视角的农业干旱对气象干旱的时空响应关系

发布时间：2021-09-04 12:43

　　气象干旱是农业干旱的驱动因素,研究农业干旱对气象干旱的响应特征对理解干旱演变机制具有重要作用,而以往研究大多忽略了干旱的时空连续特征。该研究以SPEI和aSPI分别表征气象干旱和农业干旱,基于三维干旱识别方法提取2类干旱的历时、面积、烈度、强度、中心以及迁移距离6个干旱特征,分析黑河流域1961-2014年干旱时空连续动态演变特征;提出时空尺度干旱事件匹配准则,确定存在时空联系的气象-农业干旱事件,探讨气象、农业干旱时空响应特征并建立干旱特征响应模型。结果表明:1)从三维视角可准确全面地认识干旱事件时空动态演变过程及区域干旱发展规律,研究区秋冬春连旱一般起源于中游中部,沿东南方向逐渐向上游迁移并消亡,且干旱迁移速率在上游相对较快;2)基于时空尺度的干旱事件对匹配结果能够保证时空尺度上气象、农业干旱的复杂关系更接近实际,为准确分析气象-农业干旱时空响应特征提供保障;3)研究区气象-农业干旱历时、干旱面积和干旱烈度的最优响应模型分别为二次多项式、指数函数和指数函数。该研究为准确评估干旱时空动态演变规律及干旱响应关系提供了新思路。 

【文章来源】：农业工程学报. 2020,36(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

研究区位置及气象、水文站点分布

采用二维干旱识别方法[10]对研究区逐月干旱指数栅格矩阵进行干旱斑块识别，即将干旱指数小于-1的相邻栅格构成一块干旱斑块，并对不同干旱斑块标记不同编号。这一步需要事先设定一个最小干旱面积阈值（A），如果某一干旱斑块面积小于A，则判定不构成一次干旱事件，将其剔除忽略不计，如图2中A3、A5。根据该面积阈值也可以判断干旱斑块之间的时间连续性，相关研究[31-33]表明最小干旱面积A取值为研究区域的1.6%时较为合理，本文中A的取值为779.2 km2（约为750个栅格）。2.2.2 干旱斑块时程连接

逐月的干旱斑块识别结束后，接着判断时间上干旱斑块之间是否存在联系，从而构成一次干旱事件。假设时刻t的某一干旱斑块At和相邻时刻t+1的某一干旱斑块At+1之间的重合面积（A*）大于阈值A，则认为At和At+1在时间上是连续的，判定属于同一场干旱事件，如图3中A3和A4，反之则不属于同一场干旱事件，如图3中A1和A2。按照此规则，从第1个月开始依次判断两相邻时刻的任何一对干旱斑块间的重合面积，直到重合面积小于A时判定此次干旱事件结束。重复上述步骤，将经纬度层面的干旱斑块在时程上连接形成时空连通的干旱指标连续体，获取多场三维干旱事件。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3383287