干旱災(zāi)害會(huì)場(chǎng)-s511.3上午西南

西南地區(qū)干旱變化特征及其

影響評(píng)估范廣洲，袁淑杰，賴欣李奇臨，羅玉，江益成都信息工程學(xué)院大氣科學(xué)學(xué)院高原大氣與環(huán)境四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主要內(nèi)容1、降水變化特征2、干旱變化特征3、干旱對(duì)四川水稻影響評(píng)估4、結(jié)論討論干旱是影響最大的氣象災(zāi)害。長(zhǎng)期以來(lái)受到氣象學(xué)界高度重視。西南地區(qū)同樣是干旱頻發(fā)地區(qū)，特別是隨著全球氣候變化的影響，西南地區(qū)氣象干旱有增強(qiáng)的趨勢(shì)，對(duì)生產(chǎn)生活產(chǎn)生了重要影響。

龐晶（2013）、王小蘭（2013）、吳文華（2014）、潘洪先（2013）、楊建波（2014）、尹晗（2013）、李奇臨（2012）、李江風(fēng)(1990年)、黃世芹(2009)、楊群(2010)、段旭(2011)、黃建平（2013）、鄒旭愷（2010）、賀晉云（2011）、黃榮輝（2012）、姚玉壁（2014）、宋艷玲（2014）、楊月文（2013）、王素萍（2013）、白慧（2013）、沙天洋（2013）、據(jù)建華等研究了西南、全國(guó)干旱變化特征及其成因、影響。研究很多，不一一列舉1.降水變化特征1970~2010年西南地區(qū)總降水量氣候傾向率和區(qū)域平均除西部高原地區(qū)外，西南大部總降水量呈下降趨勢(shì)；90年代后下降顯著。1961-2011年不同地區(qū)降水日數(shù)

除川西高原外，四川盆地、川東地區(qū)、云南及貴州的年降水日數(shù)均呈減少的趨勢(shì)，特別小雨日數(shù)的減少最顯著。1961-2011年降水日數(shù)年際變化圖連續(xù)5日最大降水量冬季變化不顯著，春、秋季大部地區(qū)減少明顯，夏季云南、四川減少明顯。(c)CDD(d)CDD最長(zhǎng)持續(xù)無(wú)降水日數(shù)總體呈上升趨勢(shì)，特別90年代以后上升較為顯著。從1961年到2007年，四川秋季連陰雨發(fā)生次數(shù)在逐漸減小。特別是川東、川南減少明顯。(a)(b)(a)(b)四川秋季連陰雨的降水量除甘孜州外，均呈減少趨勢(shì)。四川秋季連陰雨總發(fā)生天數(shù)、平均持續(xù)天數(shù)和最長(zhǎng)持續(xù)天數(shù)均呈減少趨勢(shì)2.干旱變化特征SPI指數(shù)和CI指數(shù)2.1基于SPI的西南地區(qū)干旱氣候變化特征分區(qū)域計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)A：云南B：貴州C：川西高原D：川渝東部1951年9月至2011年8月云南季節(jié)尺度（a）、半年尺度（b）及年尺度（c）的SPI干旱等級(jí)（橫坐標(biāo)是年份，縱坐標(biāo)是當(dāng)年9月至次年8月）（色標(biāo)：-0.5~-1輕旱，-1~-1.5中旱，-1.5~-2重旱，-2~特旱，下同）云南干旱發(fā)生的頻率很高，較其它三個(gè)區(qū)域更為頻繁。有較顯著的年代際特征。1951年9月至2011年8月貴州季節(jié)尺度（a）、半年尺度（b）及年尺度（c）的SPI干旱等級(jí)貴州的干旱出現(xiàn)的頻率較大，較云南低。年代際變化特征明顯。1951年9月至2011年8月川西高原季節(jié)尺度（a）、半年尺度（b）及年尺度（c）的SPI干旱等級(jí)川西高原的干旱化趨勢(shì)減緩。1951年9月至2011年8月川渝東部區(qū)季節(jié)尺度（a）、半年尺度（b）及年尺度（c）的SPI干旱等級(jí)川渝地區(qū)東部干旱趨勢(shì)加強(qiáng)明顯，特別是持續(xù)性干旱增加顯著。2.2綜合氣象干旱指數(shù)（CI）在西南地區(qū)的修正及應(yīng)用2.2.1CI的修正CI=aSPI30+bSPI90+cM30a,b,c分別?。?.4、0.4、0.8相對(duì)濕潤(rùn)度指數(shù)：M=(P-PE)/PEP：降水量PE:可能蒸散量(采用彭曼公式計(jì)算)近30天標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)近90天標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)近30天相對(duì)濕潤(rùn)度指數(shù)

2009/2010期間西南地區(qū)旱情演變空間分布圖2009/2010期間西南地區(qū)干旱由南向北發(fā)展。與實(shí)際旱情相比，CI指數(shù)在空間分布和發(fā)展方面對(duì)旱情的反映較好，但對(duì)干旱級(jí)別的反映偏輕。綜合氣象干旱指數(shù)CI對(duì)旱情反映程度偏輕，需進(jìn)行修正。無(wú)旱輕旱中旱重旱特旱CI指數(shù)37.7%46.4%15.9%00SPI3043.5%56.5%000SPI9042.1%57.9%000M3030.9%16.2%11.6%20.1%21.2%2009.9-2010.5期間CI指數(shù)在不同干旱等級(jí)所占比例近30天逐日降水和近30天SPI指數(shù)對(duì)比近90天逐日降水和近90天SPI指數(shù)對(duì)比當(dāng)降水量大于1mm時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)對(duì)降水量的敏感度較好。但是當(dāng)雨量較小時(shí)，SPI敏感度下降。特別是當(dāng)降水在0—1mm區(qū)間內(nèi)，敏感度很低，甚至出現(xiàn)反向關(guān)系。（0<X30<1）相關(guān)系數(shù)：-0.81（0<X90<1）相關(guān)系數(shù)：-0.88

逐日降水量和SPI指數(shù)的相關(guān)性分析1.降水量為0<x<1時(shí)，對(duì)概率分布密度f(wàn)(x)積分，得概率F(x)積分2.正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化處理后表示為：正負(fù)取值與原SPI指數(shù)情況相同，即當(dāng)F>0.5時(shí)，F(xiàn)=1.0-F，Z取正值；當(dāng)F≤0.5時(shí)，Z取負(fù)值（F即求得的概率）。4-5式中Z即作為標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)的計(jì)算公式。修正公式的推導(dǎo)

近期逐日降水量的權(quán)重

相距日數(shù)權(quán)重00.110.0920.081140.023300.004430.001650.0001近期逐日降水對(duì)當(dāng)日的旱澇影響呈指數(shù)遞減，當(dāng)日的作用占１０％，第43天對(duì)當(dāng)日旱澇的作用減小至１‰，第65天對(duì)當(dāng)日旱澇的作用減小至0.1‰，再往后所起的作用微乎其微。取前65天的降水量進(jìn)行試驗(yàn)修正公式的推導(dǎo)與確定CI改=0.8M30+0.8SPI65近65天逐日降水量和近65天SPI指數(shù)對(duì)比近65天降水量與近65天標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)總的相關(guān)系數(shù)為0.89，通過(guò)了99%的信度檢驗(yàn)，與理論分析一致，成正相關(guān)，解決了不合理旱情緩解問題，這與實(shí)際旱情更為符合。修正的CI指數(shù)在西南地區(qū)的適用性分析逐日降水量和SPI指數(shù)的相關(guān)性分析相關(guān)系數(shù)：0.89修正后的CI指數(shù)2009/2010期間西南地區(qū)旱情演變空間分布圖基于修正后CI指數(shù)的干旱空間分布演變特征及干旱等級(jí)與實(shí)際旱情比較一致。修正后CI指數(shù)在不同干旱等級(jí)所占比例無(wú)旱輕旱中旱重旱特旱CI改33.4%13.5%7.0%24.7%21.4%SPI6530.3%20.4%2.3%19.4%27.5%達(dá)到重旱級(jí)別及其以上級(jí)別的站點(diǎn)數(shù)有40個(gè)（具體列表略），其中達(dá)到特旱級(jí)別的站點(diǎn)有5個(gè)，更符合實(shí)際災(zāi)情。1970-2011年西南地區(qū)發(fā)生干旱事件的統(tǒng)計(jì)（a.頻率b.站點(diǎn)數(shù)的變化）ab發(fā)生干旱事件頻率最大的中心位于滇北和川南的交界地區(qū)，貴州東部和重慶南部的發(fā)生頻率較小。整個(gè)地區(qū)頻率呈上升趨勢(shì)，特別是90年代后。2.2.2修改后CI指數(shù)反映的西南干旱氣候特征西南地區(qū)發(fā)生干旱事件時(shí)站點(diǎn)數(shù)變化曲線圖（a.輕旱b.中旱c.重旱d.特旱）1970—2011年西南區(qū)域各個(gè)干旱等級(jí)發(fā)生干旱站點(diǎn)數(shù)均呈上升趨勢(shì)，輕旱等級(jí)的上升趨勢(shì)最為明顯，其次是中旱、重旱。abcd3.干旱對(duì)四川水稻影響評(píng)估3.1評(píng)估模型的建立選取了四川省作為西南地區(qū)的重點(diǎn)研究區(qū)域，以當(dāng)?shù)刂饕r(nóng)作物——水稻作為研究對(duì)象，建立作物干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型。氣象災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)=致災(zāi)因子危險(xiǎn)性×承災(zāi)體脆弱性×孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性技術(shù)路線圖水稻干旱風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估并進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃采用層次分析法確定權(quán)重系數(shù)，求環(huán)境敏感度，并區(qū)劃采用層次分析法確定權(quán)重系數(shù)，得到承災(zāi)體易損性，并區(qū)劃用正態(tài)分布、信息擴(kuò)散求概率，計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)并區(qū)劃降水距平百分率相對(duì)濕潤(rùn)度相對(duì)土壤濕度應(yīng)災(zāi)能力指數(shù)水稻效率指數(shù)水稻暴露指數(shù)水稻干旱災(zāi)害評(píng)估致災(zāi)因子危險(xiǎn)性承災(zāi)體脆弱性孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性降水年均標(biāo)準(zhǔn)差高程標(biāo)準(zhǔn)差河網(wǎng)密度坡向3.2致災(zāi)因子危險(xiǎn)性3.2.1干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性指數(shù)能夠綜合評(píng)定某一地區(qū)在一定時(shí)段內(nèi)可能發(fā)生的不同強(qiáng)度的干旱災(zāi)害對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)可能造成的后果，即干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性指數(shù)。生育期達(dá)川廣元德陽(yáng)馬爾康康定雅安宜賓攀枝花分蘗期15.5714.1317.554.342.718.707.235.98拔節(jié)孕穗期29.9924.3224.3221.4522.7218.6121.9319.56抽穗揚(yáng)花期23.5629.2323.1714.7717.8016.1621.4917.12生育期達(dá)川廣元德陽(yáng)馬爾康康定雅安宜賓攀枝花分蘗期1.822.502.540.115.120.560.430.28拔節(jié)孕穗期25.5819.8018.0225.5028.826.5811.6613.00抽穗揚(yáng)花期14.6721.2915.728.6210.892.0611.486.63水稻分蘗期、拔節(jié)孕穗期和抽穗揚(yáng)花期的干旱危險(xiǎn)性指數(shù)（降水距平）水稻分蘗期、拔節(jié)孕穗期和抽穗揚(yáng)花期的干旱危險(xiǎn)性指數(shù)（相對(duì)濕度）3.2.2水稻不同生育時(shí)期干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性空間分布高危險(xiǎn)性區(qū)域主要分布在四川中部平原地區(qū)，西部高原地帶發(fā)生干旱的危險(xiǎn)性較小?；诮邓嗥桨俜致驶谙鄬?duì)濕潤(rùn)度指數(shù)分蘗期水稻分蘗期干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性精細(xì)化空間分布（a為降水距平百分率得到的水稻干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性區(qū)劃，b由相對(duì)濕潤(rùn)度指數(shù)得出，下同）由降水距平百分率得到的干旱災(zāi)害高危險(xiǎn)性區(qū)域在東北部的巴中、達(dá)州地區(qū)四川省大部分區(qū)域處于危險(xiǎn)性中值區(qū)基于降水距平百分率基于相對(duì)濕潤(rùn)度指數(shù)拔節(jié)孕穗期水稻拔節(jié)孕穗期干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性精細(xì)化空間分布干旱高危險(xiǎn)性區(qū)域主要出現(xiàn)在東北部的廣元、南充、華鎣地區(qū)。基于降水距平百分率基于相對(duì)濕潤(rùn)度指數(shù)抽穗揚(yáng)花期水稻抽穗揚(yáng)花期干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性化空間分布3.2.3水稻干旱致災(zāi)因子危險(xiǎn)性空間分布四川省水稻干旱災(zāi)害致災(zāi)因子危險(xiǎn)性空間分布綜合考慮三個(gè)主要生育期和降水距平百分率、相對(duì)濕潤(rùn)度指數(shù)、土壤相對(duì)濕潤(rùn)度三個(gè)干旱指標(biāo)，使用層次分析方法、歸一法、自然斷點(diǎn)分類方法，得到四川省水稻干旱災(zāi)害危險(xiǎn)性空間分布。高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域主要分布在川西南地區(qū)的康定、攀枝花和西昌西南部；川中及川東地區(qū)水稻干旱災(zāi)害致災(zāi)因子危險(xiǎn)性較低。3.3承災(zāi)體脆弱性水稻干旱脆弱性分區(qū)層次分析模型1986-19902006-20102001-20051996-2000水稻干旱災(zāi)害承災(zāi)體脆弱性空間分布不同階段來(lái)看，隨著四川省水稻生產(chǎn)效率和應(yīng)災(zāi)能力的提高，四川省水稻干旱承災(zāi)體脆弱性整體在降低，但川北地區(qū)在上升。1986-2010年總體來(lái)看，川西高原康定的東北部和馬爾康中部，應(yīng)災(zāi)能力很弱。四川西南抗旱能力較強(qiáng)。1986-2010年四川省水稻干旱災(zāi)害承災(zāi)體脆弱性空間分布3.4孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性四川年均降水標(biāo)準(zhǔn)差空間分布川西高原的康定和馬爾康地區(qū)孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性較弱。四川東部較強(qiáng)。孕災(zāi)環(huán)境的穩(wěn)定性主要取決于天氣因素和下墊面因素兩個(gè)方面。選取降水量標(biāo)準(zhǔn)差、地形特征和河網(wǎng)分布進(jìn)行分析。地形特征對(duì)干旱災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性影響的分布四川盆地及盆緣地區(qū)地形對(duì)干旱災(zāi)害孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性影響較小，西部川西高山高原及川西南山地孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性較弱。四川河網(wǎng)密度分布四川東部地區(qū)的河網(wǎng)密度分布相較于西部地區(qū)高，該區(qū)域孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性較強(qiáng)。川南地區(qū)河流的分布相對(duì)較少，川西高原河網(wǎng)分布較為不均勻，不利于人工灌溉作物。四川省干旱孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性空間分布綜合考慮降水、地形、河網(wǎng)對(duì)干旱孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性的影響。

高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)集中在川西高原康定、馬爾康西北部。

川東平原地區(qū)孕災(zāi)環(huán)境較為穩(wěn)定。四川省干旱孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性3.5水稻干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估及區(qū)劃將致災(zāi)因子危險(xiǎn)性、承災(zāi)體脆弱性和孕災(zāi)環(huán)境穩(wěn)定性三大因子綜合考慮，從而進(jìn)行綜合風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，得到四川省水稻干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃。利用四川省水稻減產(chǎn)率對(duì)得到的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)劃結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。3.5.1水稻干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估區(qū)劃風(fēng)險(xiǎn)由東向西逐漸增加。高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)在川西高原康定、馬爾康西部。川東地區(qū)水稻干旱風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)較低，發(fā)生干旱災(zāi)害的可能性較小。四川省水稻干旱災(zāi)