湿润指数在我国江淮流域的适应性评估

摘要

干旱化是危及人类生存环境的严重问题,也是当前全球造成经济损失最严重的自然灾害,近年来,在全球变暖的气候背景下,我国除西北、华北等干旱半干旱地区旱灾频发以外,南方湿润地区也经常受到干旱灾害的侵扰。因此,准确的评估与检测我国南方干旱的发生发展趋势,准确的评估气象干旱灾害的发生时间、干旱强度与持续时间十分必要。
　　本文利用1951~2009年中国160站的月降水和月平均温度资料,江淮流域37个气象观测台站1959年至2009年气温和降水资料通过计算地表湿润指数,在分析它和降水及气温的联系的基础上,讨论了中国区域平均地表湿润指数的年代际变化特征差异,给出了地表数润指数年趋势的地理分布。并对地表湿润指数的修正引入SPEI指数描述江淮地区气象干旱灾害的发生时间、干旱强度与持续时间。同时针对近年来气象干旱与农业干旱存在不能统一等问题,利用南信大干旱监测联合科学试验基地的观测资料,以2011年冬春连旱为例,探讨干旱期大气水分减少时,两层土壤中水分对大气水分的补充,以此来解决气象与农业干旱相统一的问题。
　　上述研究表明:1、从1951~2009年,中国北方的西北东部、华北、东北地区长江中下游地区及东南部分地区以干旱化趋势为主,这些地区干旱化趋势的产生与降水年际变差大、年内分配不均,降水的持续减少和气温升高密切相关。东南、西南及西藏地区于90年代初期有湿向干的趋势转换,虽然长江中下游地区在70年代初期有明显的干向湿的趋势变换,但于90年代同样出现湿向干的趋势转换,并一直持续显著的干旱化。
　　2、干旱化趋势的产生与降水年际变差大、年内分配不均,降水的持续减少和气温升高密切相关。利用标准化降水蒸发指数评估江淮流域地区干旱发生状况具有科学性和准确性,SPEI对重旱与特旱级别的干旱过程有很高的适应性,能够较好地评估该地区气象干旱灾害的发生时间、干旱强度和持续时间,对描述江淮流域半湿润区和过渡区发生干旱的状况尤其是在一些发生严重干旱的时间段,有很好的适用性。
　　3、近年持续气温升高,参照2011年南信大干旱监测联合科学试验基地的观测资料,发现年初江淮流域降水量逐渐减少,4-5月份降雨量更为1961年以来历史同期最低值。持续增温使蒸发潜力增大,地表水分大量蒸发,深层土壤水分不断向地表补给,但缺少降水补给,不利于土壤水分的保持,水分流失严重,致使干旱化趋势加剧,六月下旬,降水激增,南京地区结束干旱,旱涝急转。

目录

摘要

Abstract

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 干旱概述

1.2.1 干旱的概念

1.2.2 干旱的成因

1.3 我国干旱化概况

1.4 干旱指数

1.5 提出的问题

第二章 资料及方法

2.1 资料收集及整理

2.2 研究方法

2.2.1 地表湿润指数

2.2.2 趋势检验方法

2.3 标准化降水蒸发指数的计算

2.3.1 用Thornthwaite方法计算月潜在蒸发量PET

2.3.2 计算月降水量和月潜在蒸发量的差值D

2.3.3 计算每个台站的α、β、γ函数值

2.3.4 计算D_i的概率分布函数F(x)

2.3.5 逐月标准化降水蒸发指数SPEI的计算

第三章 江淮流域地表湿润状况变化的趋势分析

3.1 湿润指数年代际特征

3.2 典型地区的干旱化特征及其与气候变化的关系

第四章 SPEI指数在江淮流域的适用性分析研究

4.1 引进SPEI指数

4.2 江淮流域37个台站的逐月标准化降水蒸发指数的计算结果及验证

4.3 由SPEI指数计算结果评估干旱灾害发生时间和强度

4.4 SPEI指数评估的干旱灾害情况与实际记录的对照及分析

4.4.1 赣榆站的SPEI指数评估干旱灾害结果与实际干旱记录的对照及分析

4.4.2 安徽省蚌埠站的SPEI指数评估干旱灾害结果与实际干旱记录的对照与分析

4.4.3 山东省沂源站的SPEI指数评估干旱灾害结果与实际干旱记录的对照及分析

4.4.4 江苏省溧阳站的SPEI指数评估干旱灾害结果与实际干旱记录的对照及分析

4.5 本章总结

第五章 土壤水分循环分析

5.1 土壤水分分层介绍

5.2 2010—2011 年南京地区年冬旱土壤水分分析

5.3 2011南京地区年春旱土壤水分分析

5.4 本章小结

第六章

6.1 结论

6.2 对于SPEI指数评估干旱状况与实际记录存在一定误差的原因讨论

参考文献

致谢

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