基于综合气象干旱指数CI的干旱时空动态格局分析-地理学报.PDF

生态环境学报 2012, 21(1): 13-20 Ecology and Environmental Sciences E-mail: editor@ 基于综合气象干旱指数（CI）的干旱时空动态格局分析 ——以甘肃省黄土高原区为例 1 1* 1 2 1 1 张调风 ，张勃 ，王小敏 ，贾建英 ，尹海霞 ，何旭强 1. 西北师范大学地理与环境科学学院，甘肃 兰州 730070 ；2. 西北区域气候中心，甘肃 兰州 730020 摘要：借助 ArcGIS 9.3 和 SPSS 数据软件平台，根据甘肃省黄土高原区 33 个气象站 1962－2010 实测气象资料，利用综合气 象干旱指数(CI)对甘肃省黄土高原区近 50 年的干旱特征进行了时空分析。首先计算了各站历年逐日的 CI 指数，统计近 50 年 各站点出现的干旱过程、各时段的干旱事件，在此基础上分析了甘肃省黄土高原区历年各地区干旱发生的覆盖范围、频率和 不同等级干旱发生的多年平均天数，揭示了甘肃省黄土高原区干旱发生的时空差异和动态格局。分析结果表明，(1)甘肃省黄 土高原区有大范围干旱发生的年份，夏季和秋季较多分别有 13、8 a ，冬季最少，只有 3 a。(2)从空间尺度来看，甘肃省黄土 高原区中兰州-榆中-靖远一带和庆阳北部属于高值区，而岷县、渭源一带属于低值区； 106°E 以西“临洮-通渭-天水”一带和庆 阳东南部是干旱变幅最大的地方。(3)从季节尺度来看，夏季干旱频率和持续日数最多，春季、秋季次之，冬季最少。 关键词：气象干旱；综合气象干旱指数(CI) ；时空格局；黄土高原 中图分类号：P462.6 文献标志码：A 文章编号：1674-5906 （2012 ）01-0013-08 随着全球气候的变暖，近年来干旱在全球和区 候干湿变化。前人研究应用的指数主要通过气象学 域尺度上的发生的频率和强度日趋严重，且干旱面 方法研究降水量的统计分布规律，反映干旱的强 积不断扩大，因此研究干旱化问题是研究全球变化 度，或通过研究干旱机理，反映干旱涉及的各个物 的热点之一[1-3] 。干旱是一个缓慢的累积过程，某月 理过程。综合气象干旱指数 CI 鉴于两类指标的优 的旱涝程度不仅与当月降水量有关，而且与前期降 点，既考虑了水分或热量平衡过程，又能反映干旱 水和蒸散的累积效应、前期和当月的土壤水分变 的成因、程度及开始、结束和持续时间，主要计算 化、当前的热量收支状态等因素有关[4] 。大量研究 干旱频率和持续日数，涉及资料易获取，物理机制 表明中国北方是干旱发生频率最高的地区[5-6] ，但长 明确，便于深入探讨干旱发生的规律。 江中下游地区发生近 60 年来最严重冬春干旱、西 甘肃黄土高原区（图 1 ）东连陕西黄土高原， 南地区遭受几次异常严重的夏秋连旱，表明干旱蔓 西达乌鞘岭，其位于黄土高原的最西端，是黄土高 延的方向开始变化，影响范围不断增加。这引起了 原的重要组成部分。是西北地区和黄土高原的交 学者的反思，如何应对不断严峻的干旱形势，减少 集，以陇山为界分为陇西黄土高原和陇东黄土高 干旱给人类带来的损失，做好干旱管理的科学性和 原，地貌类型复杂，水分供给主要依靠大气降水， 前瞻性呢？ 干旱指数是监测、预警、评估干旱的关键参数。 20 世纪以来，施雅风院士[7]等人提出的西北气候可 能由暖干向暖湿转型这一推断后，许多学者应用相 应的干旱指数对西北干旱气候变化做了大量的研 究。张存杰[8]等通过调整 Z 指数的旱涝等级界限值， 确定了西北地区大气干旱指数，王劲松等[9]针对西 北气候的特点，研发了 K 指数，郭铌等[10]通过改进 植被状况指数，并应用于西北干