干旱指数在中部干旱带的适用性.docx

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1、干旱指数在中部干旱带的适用性摘要：利用宁夏中部干旱带盐池、中宁、同心、海原个站点年共年的气候资料月值数据，计算了各个站点春、夏、秋、冬及作物生长季的标准化降水指数、标准化降水蒸散指数和干旱指数，并比拟了种干旱指数的评估结果。结果表明：除冬季外，种干旱指数在其他时间尺度上相关性均较好，和，和指数在冬季的相关性较差。春、夏及作物生长季，和指数判别的干旱情况较接近，判别的干旱程度略轻；秋冬两季，指数判别的干旱程度最高，判别的干旱程度最轻。个站点春、夏、秋、冬及作物生长季的、和指数序列法趋势分析结果类似，均能表示出宁夏中部干旱带干旱的变化趋势。结合历史旱情资料，发现指数相比于、更能有效反映宁夏中部干旱

2、带的干旱情况，其评估结果基本与历史干旱事实相符。关键词：干旱指数；宁夏中部干旱带；适用性；指数；指数；指数宁夏地处西北地区东部，属干旱、半干旱地区，是气候变化的敏感区，也是生态环境极其脆弱的地区。一直以来，干旱都是困扰宁夏中部干旱带农业生产及经济发展的重要因素。干旱指数是研究干旱气候的基础，也是衡量干旱程度的关键环节。选用合理有效的干旱指数将能愈加准确地反映干旱经过。目前，干旱研究中，选取的干旱指数通常有降水量距平百分率指数，指数，枯燥度指数，相对湿润度指数，帕尔默干旱指数，标准化降水指数，标准化降水蒸散指数，指数等等。其中，是世界气象组织推荐使用的干旱指数，计算简单，对降水比拟敏感，但未考虑

3、其他可能会影响干旱的变量，如蒸发蒸腾、风速等;西班牙学者通过在中引入蒸散发，提出了标准化降水蒸散指数；指数由王劲松等，提出，并在西北地区干旱分析中得到了应用。目前，、和指数这种干旱指数均得到了广泛的应用。马国飞等采用分析了宁夏山区干旱演变特征，结果表明宁夏山区年季干旱强度呈现降低趋势，但干旱发生频率和干旱面积增加；赵兴凯等通过计算和分析陕北吴起县年的降水和气温，发现两指数均能较准确反映吴起县气候特征；王劲松等采用指数对西北地区春旱进行分析，发现指数对西北地区的干旱监测有较好的效果；王素艳等分析了、和这几种干旱指数与宁夏实况干旱等级差异，发现指数和综合干旱指数评估效果较好，但需进一步改良以适宜宁

4、夏应用。尽管目前已有很多关于干旱指数的研究，但很少有学者专门针对宁夏中部干旱带进行干旱指数的适用性研究，本文拟采用在宁夏及西北地区应用较好的、和指数对宁夏中部干旱带的干旱情况进行适用性分析，得出一种更合适宁夏中部干旱带干旱监测的干旱指数。研究区域及数据研究区大概情况宁夏位于我国大陆的西北腹地，居黄河中游上段，位于北纬，东经，与甘肃、内蒙古、陕西等省毗邻。全区水资源总量亿，人均占有量，是全国平均值的。中部干旱带主要是指年降水之间的干旱区，主要包括红寺堡、同心县、盐池县和海原县全部，以及中卫市、中宁县、灵武市、青铜峡市吴忠市利通区的山区部分，总面积为万，总人口万人。中部干旱带地处黄土高原和鄂尔多斯

5、台地东部，地势南高北低，东高西低，地貌类型南部以黄土丘陵沟壑区为主，北部为丘陵台地，海拔高程，自南向北由中温带半干旱区向干旱区过渡，有明显的大陆性气候特征。降水时空分布不均，多集中在月，约占全年总降水量的，并多以暴雨、冰雹等灾祸形式出现。干旱带年平均气温，最高气温出如今月，极端最高温度，极端低温天气。年辐射热平均，日照时数。数据来源研究区内盐池、中宁、同心、海原个国家基本气象站年的气候资料月值数据来自中国气象数据分享服务网：，包括降水量、平均温度、最低温度、最高温度、相对湿度、日照时数和平均风速，以及站点的经纬度及海拔高度。对少量缺测数据采用平均值法以及相邻站点插值法予以插值。种指数的计算采用

6、分布概率来描绘降水量的变化，将偏态概率分布的降水量进行正态标准化处理，最终用标准化降水累积频率分布来划分干旱等级。干旱等级划分标准参考国家标准（气象干旱等级）中提出的干旱分级指标。检验法在时间序列趋势分析中，检验是推荐并已广泛使用的非参数检验方法。检验不需要样本遵从一定的分布，也不受少数异常值的干扰，适用于水文、气象等非正态分布的数据，计算简便。本文采用检验法对降水和蒸发的时间序列进行趋势分析和突变分析。结果与分析和的年际变化趋势分析及突变检验通过对个站点和进行比拟，发现中宁站最少，海原站最多，后者较前者增加了约；海原站最少，同心站最多，后者较前者增加了约。可见，宁夏中部干旱带个站点的差异较大

7、，相对稳定。通过对个站点的和的趋势检验，发现除了盐池的有增加趋势外，其他个站点的均呈减少趋势；盐池和海原的有减少趋势，同心和中宁的均呈增加趋势，且增加趋势通过了的显著检验。总的来讲，宁夏中部干旱带减少，增加，干旱呈加重的趋势。用个站点和的平均值代表宁夏中部干旱带的和，可见宁夏中部干旱带和的年际变化曲线及突变检验结果见图，图和图中二水平虚线代表置信度为，为顺序时间序列统计曲线，为逆序时间序列统计曲线。由图可知，宁夏中部干旱带多年平均值为，波动范围为，最大、最小值分别出如今年和年；年，随时间呈减少趋势，倾向率为，无明显波动。由图能够看出，宁夏中部干旱带无显著突变点。由图可知，宁夏中部干旱带多年平均

8、值为，波动范围为，最大、最小值分别出如今年和年；年，随时间呈增加趋势，倾向率为，在年左右有较大起伏。由图可知，年宁夏中部干旱带呈小幅减少形式，年之后开场增加，年增幅达显著水平。其中，突变开场于年。种干旱指数的比照分析每年的月是宁夏农作物生长发育和产量构成的关键时期，故这个时间段的干旱情况尤为重要。所以本文在时间尺度上划分为春、夏、秋、冬及作物生长季月对宁夏中部干旱带的干旱情况进行评估。种干旱指数在不同时间尺度的相关性分析为了衡量种干旱指数之间的相关性，计算种干旱指数在宁夏中部干旱带不同时间尺度的相关系数表。能够看出，和之间的相关系数除了冬季为以外，其他时间尺度的相关系数均在；和指数之间的相关系

9、数除了冬季为以外，其他时间尺度的相关系数均在以上；和指数之间的相关系数除了冬季为以外，其他时间尺度的相关系数均在5以上。由此可见，除冬季外，种干旱指数在其他时间尺度上的相关系数均比拟高。种干旱指数在不同时间尺度的干旱频率及干旱程度比拟为了比拟、和指数对干旱发生评定的差异性，分别计算这种干旱指数在宁夏中部干旱带不同时间尺度的干旱频率，见表。由表能够看出，夏、春及作物生长季，和指数判别的干旱情况比拟接近，判别的干旱程度略轻，发生的干旱类型主要为轻旱和中旱；秋季和冬季，种指数判别的干旱情况差异较大，其中指数判别的干旱程度最高，其次是、判别的干旱程度最轻。可见，指数对干旱强度判别的敏感性最强。根据中国

10、气象灾祸大典宁夏卷记载，宁夏中部干旱带春季大风扬沙天气频繁，每年都发生有不同程度的春旱，和指数对春季干旱判别结果中轻旱及轻旱以上发生频率超过，而判别结果仅为，由此能够看出和指数比更合适宁夏中部干旱带春季的干旱监测。为进一步了解、和干旱指数对宁夏中部干旱带干旱等级的判别差异，本文分析了这种干旱指数在不同时间尺度的干旱等级差异年数，得出下面结论：春、夏及作物生长季主要表现为和指数判别干旱等级比高一级；秋冬季节主要表现为和指数判别干旱等级比高；总的来讲，指数判别的干旱等级比和高。种干旱指数在不同时间尺度的趋势分析对宁夏中部干旱带个站点在不同时间尺度的、和指数序列进行法趋势分析，分析这种指数的变化趋势

11、。干旱指数序列若有增加趋势，则表明该区有逐步变湿的趋势；干旱指数序列若有减小趋势，则表明该区有干旱化的趋势。由表能够看出，个站点在不同时间尺度的、和指数序列的法趋势分析结果类似，均能反映宁夏中部干旱带在不同时间尺度干旱的变化趋势。春季，个站点的、和指数均有减小趋势，讲明春旱有增加的趋势，其中中宁站的，同心县的和指数有显著的减小趋势。夏季，盐池、海源和同心站的、和指数均有不显著的增加趋势，讲明这个站点的夏旱有减少的趋势；中宁站的、和指数均有不显著的减小趋势，讲明中宁的夏旱有增加趋势。秋季，个站点的、和指数均有不显著的减小趋势，讲明秋旱有增加趋势。冬季，盐池和中宁站的和指数有减小趋势，而有增加趋势

12、；海原站、和指数均有增加趋势；同心站、和指数均有减小趋势。作物生长季，盐池站的、和指数均有增加趋势，另外个站点的、和指数均有减小的趋势，其中中宁站的值有显著减小的趋势。种干旱指数的适用性验证现将、和指数对宁夏中部干旱带干旱的监测情况与当地历史灾情资料联络起来，对种干旱指数在宁夏中部干旱带的适用性进行验证。相关文献记载，年，是历史上少见的干旱严重年份，出现春、夏、秋连旱；年，全区各地比常年平均值少成，除月偏多外，其余个月均比常年少，出现冬、春、夏、秋连旱，是年以来第个大旱年；年月至月末期，发生严重春、夏连旱。种干旱指数在春、夏、秋及作物生长季对干旱发生及其等级的综合评价没有显著差异，在冬季的相关

13、系数偏低，其中和、和指数在冬季的相关系数尤其低。春、夏及作物生长季，和指数判别的干旱情况比拟接近，判别的干旱程度略轻，秋季和冬季，种指数判别的干旱情况差异较大，其中指数判别的干旱程度最高，其次是、判别的干旱程度最轻；综合来看，指数对干旱强度判别的敏感性最强。个站点春、夏、秋、冬及作物生长季的、和指数序列的法趋势分析结果类似，均能表示出宁夏中部干旱带干旱的变化趋势。指数是、等气象要素的综合反映，相比于、能够有效反映宁夏中部干旱带的干旱情况，其评估结果基本与历史干旱事实相符。本文所得出的结论与王素艳等用几种干旱指数在宁夏的应用分析结果相一致，但是本文中并未研究指数能否放大了宁夏中部干旱带的干旱事实，其干旱等级划分标准能否需要修正还需进一步的研究。