基于SPEI干旱指数东北地区干旱时空分布特征.doc

基于SPEI干旱指数东北地区干旱时空分布特征 　　摘要：基于东北地区86个国家基本气象站1960年-2014年逐月降水量和平均气温数据，计算不同时间尺度下的标准化降水蒸散指数（SPEI），分析不同时间尺度下东北地区季节、年际以及年代际干旱时空分布特征，并与实际干旱成灾面积进行对比分析，验证SPEI在东北地区干旱评估中的适用性。结果表明：春季、夏季和冬季重旱发生频率随时间尺度增大而升高；中旱发生频率随时间尺度增大而降低。近55年东北地区旱涝情势交替出现，干旱频率随年代际变化逐渐升高，干旱程度逐渐加重。整体来看，随时间尺度增加，极旱发生范围逐渐扩大。东北三省在春季、夏季和秋季均有不同频率的干旱事件发生；冬季吉林和辽宁无极旱发生；黑龙江中部无重旱发生。 　　关键词：标准化降水蒸散指数；多时间尺度；东北地区；干旱 　　中图分类号：P467 文献标识码：A 文章编号：1672-1683（2017）05-0015-07干旱是世界上普遍发生的一种气象灾害、是指由于水分收支或供求不平衡而形成的水分短缺?F象、是一种水量相对亏缺的自然现象、是造成严重损失的气象灾害之一，其发生频率高、持续时间长、影响范围广，已经成为制约我国经济发展和社会进步的重要因素之一。2014年我国因干旱所造成的粮食损失高达2006万t、经济作物损失达到276亿元、直接经济损失共910亿元。东北三省是我国最主要的商品粮和经济作物的生产基地，近年来，东北地区的干旱有所加重，一些地区的降水量持续减少，已经接近或者突破历史极值，容易造成各种农作物的减产。针对目前东北地区的干旱情况，杨贵羽等通过对1950年-2010年东北地区受旱面积率、干旱发生频次等进行统计分析，认为东北地区干旱灾害发生的频次和程度均有增加趋势；邹旭恺等利用综合气象干旱指数（CI）研究得出，东北地区由于气温升高的原因导致干旱加重；段佩利等利用标准化蒸散指数（SPI）分析吉林省东部山区的干旱时空特征，结果表明该地区的干旱呈加重趋势；张淑杰等通过计算玉米水分亏缺指数分析玉米在不同生长发育期的干旱时空分布及其年际的变化特征，结果表明：近10年来干旱呈显著增加，且在各发育阶段会同时发生；胡实等通过计算在A1B，B1和A2三种情境下基于降水年蒸发力标准化干旱指数（SPEI）预估中国北方地区未来40年呈现干旱化倾向；马建勇等通过在A1B情景下计算相对湿润指数，预估2011年-2100年东北地区农作物生长季将持续干旱化；杨晓晨等进行标准化降水蒸散指数（SPEI）与东北春玉米气候产量的关系分析，结果表明提高玉米产量需增加灌溉和提高水分利用效率；韩晓敏等利用标准化降水指数（SPI）分析东北农牧交错带的旱涝特征变化，结果表明东北农牧交错带暖干化的趋势给该区农牧业带来不利影响，应及时启动干旱预警紧急方案。但是对于东北地区年代际和季节干旱情况的研究成果较少。 　　考虑到干旱的成因复杂，易受人类的活动影响，目前普遍使用干旱指数来描述干旱现象。常用的干旱指数有帕尔默干旱指数（Palmer Drought Severity Index，PDSI）、标准化降水指数（Stand-ardized Precipitation Index，SPI）、标准化降水蒸发指数（Standardized Precipitation Evapotranspira-tion Index，SPEI）及白定义的干旱强度指数、水分亏缺指数等。PDSI指数基于固定的时间尺度进行计算，因此无法分析多时间尺度下干旱时空变化的特点；SPI是一种基于降水的干旱指标，计算简便，能够很好地反映不同时间尺度下干旱变化，输入数据只需降水量，从而不能反映由于气温变化所导致的干旱情势；干旱强度指数、水分亏缺指数均基于降水和蒸散发的差值或比值，由于空间的不一致性，不易进行空间比较。标准化降水蒸发指数（SPEI）具有多时间尺度的优势，能够对不同时间尺度的旱涝情势进行比较，且具有良好的稳定性。 　　综上所述本文选取东北三省（黑龙江省，吉林省和辽宁省）作为研究区，选取标准化降水蒸发指数（SPEI）进行分析，文中选取研究区86个气象站点1960年-2014年逐月降水和气温数据，计算在不同时间尺度（1个月、3个月、6个月、12个月和24个月）下，东北地区年代际干旱，年际干旱和季节干旱发生的时空分布特征。 　　1研究区概况 　　东北地区位于120°E-135°E，38°N-56°N之间，包括黑龙江省、吉林省和辽宁省，面积78.8万km2，占中国陆地总面积的8.2%。年平均降水量为350～1200 mm，平均气温为-4.8℃～11.3℃。东北三省受东亚大陆季风气候的控制，冬季寒冷漫长，夏季温暖而短促。自南向北跨暖温带、中温带与寒温带。东北地区典型植被有针叶林、针阔叶混交林、落叶阔叶林以及草甸草