摘要：了解和量化大气环流对气象干旱的影响,对于制定抗旱措施以应对气候变化具有重要意义。研究以叶尔羌河流域为研究对象,以标准化降水指数(SPI)表征气象干旱,基于此,首先分析研究区气象干旱的年际变化趋势,然后结合干旱等级划分对SPI进行二分类,采用LightGBM机器学习模型和SHAP可解释模型耦合方法,量化大气环流(包括ENSO、AMO、AO、PDO和NAO)对气象干旱的贡献。结果表明:①SPI指数值在54年间呈增加趋势,表明研究区呈现干旱化减弱的态势。②NAO和PDO对研究区气象干旱有正向影响,ENSO、AMO和AO驱动因子对其均具有负向作用。③ENSO对研究区气象干旱的影响最为显著,AO次之。研究结果可为制定研究区有效的抗旱措施提供参考与借鉴。

摘要：气候变化和高强度人类活动影响下,基于平稳性假设的传统方法难以准确描述非平稳时间序列的演变规律。本文基于黄河流域1960—2020年逐月气象资料,采用自适应噪声完备集合经验模态分解法和游程理论提取标准化降水蒸散指数的重构干旱特征,结合Pettitt法和旋转经验正交函数研究非平稳气象干旱时空特征。结果表明,多时间尺度黄河流域气象干旱均呈现显著性增强趋势,且各时间尺度标准化降水蒸散指数序列均于1996年发生显著变化。考虑非平稳性的重构干旱特征时间上呈现出更为显著的季节性变化,空间上更符合流域实际情况。研究结果对厘清非平稳气象干旱时空演变规律具有重要意义,可为黄河流域防旱抗旱提供科学依据。

摘要：干旱是影响植被生长的重要因素之一,因此研究植被对不同时间尺度干旱的响应具有重要意义。利用1982—2019年汉江流域逐月降水和归一化植被指数(NDVI)数据,计算得到不同时间尺度下的标准化降水指数(SPI)、植被状态指数(VCI)和植被覆盖度(FVC),分析了植被时空变化及对多时间尺度气象干旱的响应特征。结果表明:汉江流域生长季NDVI在时间上呈现波动上升趋势,植被覆盖度在空间上表现为西高东低的分布特点;随着时间尺度的增加,干湿交替频率减小,表征干旱事件对降水的敏感性在降低;从干旱趋势来看,分别有37.62%和62.38%的地区呈现上升和下降趋势;从干旱频率来看,各季干旱高频事件集中在流域中部和东部;在年尺度下,NDVI与SPI-12在大部分地区呈负相关,有43.26%的地区表现为正相关,主要分布在流域中部和东南部;在季尺度下,春季NDVI对SPI-3的响应最明显,85.64%的地区表现为正相关;在月尺度下,汉江流域春季VCI受SPI-1和SPI-3的影响最为明显,而秋季VCI对SPI-12的响应更为显著;在不同土地利用类型中,草地和耕地与SPI的相关性较高,说明其对干旱的抵抗力较弱。

摘要：参数统计法广泛应用于水文频率分析。然而,与非参数核密度估计相比,当样本出现“多峰”时,其可能会导致参数估计值的分位点出现较为明显的偏差。基于此,本文以渭河流域为研究对象,基于降水和径流信息,采用非参数核密度估计法构建了综合干旱指数(NKMSDI)。采用Mann-Kendall法和启发式分割法分析了渭河流域综合干旱的演变规律;结合干旱风险因子(脆弱性、暴露度、恢复力)探究了其干旱风险的动态演变特征。结果表明:(1)提出的NKMSDI可综合表征气象—水文干旱状况,与其他方法构建的综合指数相比,其对干旱的表征结果更为可靠;(2)渭河流域干旱呈现显著加剧趋势,且NKMSDI序列存在变异点(1994年);(3)流域干旱风险呈现显著增大趋势,其中脆弱性增加,暴露度增加,恢复力减小。

摘要：基于长江流域及周边范围在内的318个气象站点1956—2018年的实测资料和CMIP5全球气候模式在3种RCPs情景下的预估数据,以标准化降水蒸散发指数作为干旱等级的划分指标,对流域历史气象干旱时空演变特征进行了分析,并预估了流域未来不同排放情景下的气象干旱时空变化趋势。结果表明:①近60 a,流域干旱率年际变化较大,平均干旱率为18.21%。从年代变化来看,近20 a干旱影响范围普遍较大;干旱频发地区主要位于岷江流域,干旱次数呈从上游向下游递减的趋势;高强度的干旱多发生于金沙江中下游地区和成都平原地区,平均场次干旱强度也呈从上游向下游递减的趋势;②在RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下,2020—2050年长江流域多年平均干旱面积分别为74.1万km2、75.7万km2和126.4万km2;流域上、中、下游干旱频次多年平均值分别为1.1~1.2次/a、1.0~1.1次/a、1.0~1.1次/a。预估时段内上、中、下游干旱频次较历史时段分别增加38.4%~50.7%,33.7%~45.3%和32.6%~49.6%;预估时段内上、中、下游干旱强度多年平均值分别为-1.68,-1.64,-1.60,与历史时段差别不大。研究结果可为相关部门制订科学合理的干旱灾害防范措施和对策提供科学依据。

摘要：以最新的全国土壤水再分析产品为参考,通过最大相关性分析确定最适宜表征湖南省农业干旱的标准化降水蒸散发指数(SPEI)时间尺度,进而分析湖南省1960-2014年农业干旱的时空演变特征。结果表明:全省尺度最适宜表征农业干旱的SPEI时间尺度为SPEI-6;基于SPEI-6表征的全省农业干旱在1960-2014年呈不显著减小趋势,中度及以上干旱的发生频率为14.4%,重度及以上干旱的发生频率为4.9%;在季节分布上,中度及以上农业干旱在冬季发生频率最高,其次为秋季;重度及以上农业干旱亦在冬季发生频率最高,其次为春季;在年代际变化上,农业干旱的发生频率在20世纪60年代最高,而后持续降低,90年代达到最低值,21世纪初又快速升高。

摘要：为了提高农业干旱预警能力和水平,以白鹤灌区为研究区域,利用气象干旱指标SPI(Standardized Precipitation Index)和农业干旱指标SSI(Standardized Storage Index),分析了白鹤灌区1990-2016年两种干旱在烈度和历时之间的响应关系,结果表明:①农业干旱的发生、历时、烈度除了与气象干旱的烈度、历时有关外,还与灌区作物用水过程具有关系。②1个月时间尺度的农业干旱的历时和烈度都对3个月的气象干旱的历时和烈度响应关系最好。③对比5种不同的响应关系,结合1个月时间尺度农业干旱对气象干旱的响应关系,1个月时间尺度的农业干旱对3个月的气象干旱的响应模型都以指数模型最好。干旱烈度和历时响应关系分别为:y=2.2115 e^(0.1017)x、y=2.7905 e^(0.0782)x。

摘要：为了合理评估干旱对荒漠草原流域的影响程度,准确判断气象干旱与水文干旱之间的传播特征,以艾不盖河流域作为典型研究区,基于1965—2021年共57年的月降水和径流资料,计算3种不同时间尺度的标准化降水指数(SPI)和标准化径流指数(SRI),分析了气象干旱和水文干旱的演变过程、趋势特征及相关性。结果表明:应用SPI和SRI能够很好地反映气象干旱和水文干旱变化状况;SPI值和SRI值对降水量和径流量的敏感性随着时间尺度的增加而降低,时间尺度越大,发生高等级气象干旱事件和水文干旱事件的频数越高;发生气象干旱事件和水文干旱事件的趋势增强,且发生水文干旱的程度和可能性较气象干旱更重;时间尺度越大,水文干旱与气象干旱相关性越好,同时水文干旱要滞后于气象干旱,滞时为0~1月。研究成果为荒漠草原流域抗旱减灾提供了有效的理论支撑。

摘要：气候变化背景下,干旱事件频繁发生,对粮食安全、水资源管理及社会经济的可持续发展构成严重威胁。为精准把握干旱演变规律及其发生概率,以标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)表征气象干旱,基于MMK、Copula函数等方法分析贵州省1960—2017年气象干旱特征时空演变规律及其联合概率。结果表明:①贵州省近58年来干旱事件频繁发生,且严重程度较高,平均历时和烈度分别集中在1.8~2.3个月和4.2~13.2,黔东南和黔西南地区的气象干旱历时短、烈度小,且持续时间和严重程度均呈增加趋势;②贵州省气象干旱历时和烈度的最优边缘分布函数分别为广义帕累托分布(GP)和对数正态分布(LogN),它们之间的最优联合分布模型为Frank Copula函数;③贵州省气象干旱的联合发生概率随着干旱特征变量的减小呈增加趋势,只考虑“或”(“和”)情况的气象干旱风险会被高估(低估),准确合理的干旱频率分析需要对两种情况进行综合分析。此研究结果可为贵州省抗旱减灾及水资源管理提供参考依据。

摘要：以降水量距平百分率作为气象干旱指标,通过对1961-2010年中国585个气象站逐月降水资料进行干旱过程识别,得到由干旱频次、干旱历时和干旱烈度构成的用于衡量气象干旱危险性的综合指数,并以此分析了中国近50年气象干旱危险性的时空格局特征。结果表明,近50年来,中国气象干旱危险性整体呈现南北分异的格局,北部地区远高于南部地区;1961-1970、1961-2000、2001-2010年三个时段所呈现的南北分异、北高南低的总体格局基本保持不变,但2001-2010年较其他两个时段的危险性高值区域变化显著,主要向华北中部、东北西部、内蒙古东部扩展,而向西北西部收缩,为全国干旱区划以及旱灾风险管理提供了科学依据。