不同气象干旱指标在甘肃省的应用分析

发布时间：2017-07-28 21:07

  本文关键词：不同气象干旱指标在甘肃省的应用分析

  更多相关文章： 甘肃省 EOF 气象干旱 CI指数 SPEI指数

【摘要】：干旱是全球威胁最严重的自然灾害,由于其发生的普遍性和危害的持久性,对人类社会经济发展危害最大。干旱指标的研究成为全球变化研究的热点方向。甘肃省位于我国西北内陆干旱区,地处青藏、黄土和内蒙古高原的交汇地带,气候类型复杂多样。受其特殊的地理位置、下垫面环境条件以及大气环流等因素的影响,甘肃省干旱灾害严重且区域差异显著。随着气候暖干化,干旱灾害的发生频率也在逐渐增多。同时我国气象干旱业务中的干旱监测指标较多,但干旱在不同地区不同时段具有不同表现特征,使得表征干旱的指标必然存在区域适用性问题。因此,探讨不同气象干旱指标在甘肃省的区域适应性具有重要的理论意义和实用价值。(1)五种指数与降水之间均有着较好的响应关系,但MI指数在河西地区对降水响应较差。五种指数对甘肃省近50年干旱事件的识别能力SPEI指数CI指数SPI指数,MI指数和Pa指数对干旱事件的识别能力较差。五种指数与实际旱情吻合百分率河西走廊东部和西部地区均以Pa指数吻合率最高,分别为82%和87%；甘岷、陇中和陇东地区以SPEI指数吻合率最高,分别为76%、78%和86%,陇南地区CI指数吻合率最高,达到82%。(2)五种指数均能监测到甘肃省的旱情,但在不同时段差异显著。冬季CI指数在陇东和陇南地区监测较好,SPI指数在陇东和甘岷地区效果较好：春季CI指数在河西西部和陇南地区效果较好,SPI指数在河西东部和甘岷地区监测较好；夏季SPI指数在河西地区监测较好,河东地区五种指数均较好,但CI指数和Pa指数在部分地区监测有所偏轻；秋季CI指数在河东地区效果较好,SPI指数在河西东部、陇南和甘岷地区监测较好。MI指数在冬春季监测偏重,但夏秋季在河西和河东部分地区监测较好。Pa指数适合河西地区不同季节的旱情监测,SPEI指数适合河东地区不同季节的旱情监测。(3)1个月尺度河西地区旱情监测效果依次为：Pa指数SPI指数CI指数,河东地区：SPEI指数CI指数SPI指数；3个月尺度河西地区旱情监测较好的指数：Pa指数SPI指数CI指数,河东地区：SPEI指数SPI指数。12个月尺度甘肃全省旱情监测效果依次为：SPI指数SPEI指数MI指数CI指数Pa指数。(4)干旱持续时间识别,五种指数中CI指数在陇中地区对干旱发生过程监测较好,MI指数对陇东地区的干旱过程监测较好,SPI指数在甘岷和河西东部地区对干旱过程监测效果较好,河西地区Pa指数监测到干旱从开始到解除的全部时段,河东地区SPEI指数对干旱过程识别效果最好。(5)五种指数中CI指数适合月和季节干旱的监测,但CI指数在甘岷及河西走廊西部地区监测效果较差,同时在冬季旱情监测偏轻；SPEI指数和SPI指数适合不同时间尺度的旱情监测,但SPI指数对河西走廊西部干旱不能有效监测并且对大早年的旱情监测偏轻,SPEI指数在河西地区监测误差较大,且在温度较高的月份旱情有所偏重；MI指数在不同时段的旱情监测均偏重且误差较大,不建议在甘肃省干旱业务中应用。Pa指数在内陆干旱区的监测效果较好,可以对Pa指数进一步修订,使其对干旱强度和起止时段的监测更加准确。综合五种指数在不同区域和不同时间尺度上的监测效果,河西地区建议使用Pa指数,河东地区建议使用SPEI指数。(6)近50年甘肃省干旱特征具有明显的季节性和区域性,不同季节干旱化差异显著,区域上河西和河东地区呈现相反的变化趋势。河东地区干旱在1995年发生突变,并在20世纪90年代以后干旱化加重,河西地区干旱突变年份不显著,20世纪60年代至80年代中期,该区总体偏湿,此后趋于正常。河东地区春夏秋均呈干旱化趋势,并以秋季干旱化最为显著(P=0.00)。河西地区春秋冬均呈湿润化趋势,并以冬季湿润化最为显著(P=0.03)。(7)河东地区特旱事件自20世纪70年代开始发生,以20世纪90年代为分界线,特旱和重旱事件在两个时段相差2.08倍。河西地区的特旱事件发生次数较多,但有所下降,中旱次数相对较少。河西地区特旱和重旱的次数约为中旱的2.46倍。总体来看,甘肃省干旱频率的发生季节上集中在春夏季、区域上以河西西部和河东地区的中部、陇南和陇东地区较为严重。秋冬季干旱等级均以中旱为主,重旱和特旱事件较少发生。
【关键词】：甘肃省 EOF 气象干旱 CI指数 SPEI指数
【学位授予单位】：西北师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P426.616
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 1 引言12-18
• 1.1 选题背景及意义12-14
• 1.2 气象干旱指标研究进展14-15
• 1.3 多种干旱指数区域适应性研究进展15-17
• 1.4 研究区研究进展17-18
• 2 研究区概况与资料方法18-25
• 2.1 研究区概况18-19
• 2.2 研究资料19-20
• 2.3 研究方法20-25
• 2.3.1 标准化降水指数20-21
• 2.3.2 标准化降水蒸散指数21-22
• 2.3.3 相对湿润指数22-23
• 2.3.4 综合气象干旱指数23
• 2.3.5 降水距平百分率23
• 2.3.6 经验正交函数23-25
• 3 甘肃省五种干旱指数对比25-54
• 3.1 甘肃省重大干旱事件25-27
• 3.2 甘肃省年降水变化特征分析27-28
• 3.2.1 年降水量时间变化特征27
• 3.2.2 年降水量空间变化特征27-28
• 3.3 代表站点选择28-29
• 3.4 代表干旱年份选择29-30
• 3.5 五种指数相互关系分析30-34
• 3.5.1 种指数一致性分析30-31
• 3.5.2 五种指数干旱等级差异分析31-32
• 3.5.3 种指数与降水的旱涝趋势对比32-34
• 3.6 种指数对典型干旱事件的识别34-36
• 3.7 种指数指标吻合率分析36-37
• 3.8 五种指数与实际旱情对比37-46
• 3.8.1 月尺度旱情对比37-43
• 3.8.2 季尺度旱情对比43-45
• 3.8.3 年尺度旱情对比45-46
• 3.9 干旱过程识别46-54
• 4 基于最优干旱指数的甘肃省干旱时空变化特征54-62
• 4.1 干旱年际变化趋势及突变检测54
• 4.2 四季干旱变化趋势54-56
• 4.3 不同干旱事件年代际变化56
• 4.4 干旱频率空间变化56-60
• 4.4.1 春旱56-57
• 4.4.2 夏旱57-58
• 4.4.3 秋旱58-59
• 4.4.4 冬旱59-60
• 4.5 小结与讨论60-62
• 5 结论与展望62-65
• 5.1 主要结论62-63
• 5.2 讨论与展望63-65
• 参考文献65-71
• 附录71-72
• 致谢72-73

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本文编号：585996