中國20世紀下半葉以來乾旱情勢量化研究

《中國20世紀下半葉以來乾旱情勢量化研究》是依託河海大學，由吳志勇擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：中國20世紀下半葉以來乾旱情勢量化研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：吳志勇
• 依託單位：河海大學

項目摘要

對大範圍乾旱情勢的研究，過去多著眼於降水的長期變化規律的分析，缺少對能直接反應農業乾旱的土壤含水量的量度與分析，因而，難以全面地揭示乾旱形成的物理機制。為此本項目直擊農業乾旱發生髮展的關鍵環節，從土壤含水量入手，研究大範圍乾旱時空特徵和變化趨勢。首先，利用大尺度分散式水文模型以及實測降水和氣溫，重建1951-2009年中國陸面30km格線的逐日三層土壤含水量資料庫，並據此構建土壤含水量距平指數(SMAPI)。其次，運用機率統計與實際旱情驗證相結合的方法, 確定SMAPI乾旱等級定量劃分的標準。最後，通過1951-2009年SMAPI的時空變化分析，定量研究中國大範圍乾旱時空發生、發展及消逝的規律與變化趨勢。從量化土壤含水量的視角, 分析闡述中國20世紀下半葉以來乾旱時空變化的基本特徵，為評估、監測和預報乾旱提供科學基礎，進而為預防和減輕乾旱災害的決策提供技術支撐。

結題摘要

乾旱災害是我國最嚴重的自然災害之一。準確把握旱情的發生、發展過程和長期變化趨勢，是預防和減輕乾旱災害的重要前提。本項目基於大尺度水文模型模擬的土壤含水量構建乾旱指數，開展了中國20世紀下半葉以來乾旱情勢量化研究。研究建立了VIC（Variable Infiltration Capacity）模型水文參數格線化移用公式及模型系統，重建了全國1951－2010年30km格線逐日土壤含水量數據，分析了全國模擬土壤含水量精度及其時空分布特徵，提出了SMAPI（Soil Moisture Anomaly Percentage Index）指數乾旱等級劃分標準及大範圍乾旱事件識別方法，系統分析了全國和區域歷史乾旱時空特徵及其變化規律。研究成果表明：就全國而言，以土壤含水量相對盈虧為特徵變數的乾旱發生率呈現出西部較少，東部較多，中北部最多的空間格局，其中華北地區和華東北部地區為乾旱高發中心。以春旱為主的乾旱易發地區主要在新疆北部和西南地區。以夏旱為主的地區範圍最廣，相對易發區主要沿長江流域一帶分布。以秋旱為主地區比以夏旱為主的地區明顯減小，且主要在江淮地區、江南地區，以及甘寧蒙地區。以冬旱為主的地區範圍最小，僅出現在華南沿海和中國西北部的部分地區。就區域而言，1951-2010年九大區域共發生300場大小不等的區域乾旱。華南、華北是區域乾旱高頻區，但華南區域以短歷時、中輕度乾旱為主。其次是內蒙古和東北區域，其乾旱較為頻繁，乾旱歷時長，乾旱程度較重。而西藏和西北區域是乾旱低頻區，但乾旱歷時較長。新疆乾旱發生頻率最低，歷時最短，乾旱影響範圍最小，乾旱嚴重程度和強度最低。在60年中，出現了乾旱頻發區向東部轉移的現象，我國東北部地區的乾旱變得更加持久，而新疆的乾旱變化趨勢呈減少趨勢，華南、西南和華東區域變化不明顯，西北和西藏區域呈現出先減後增的變化趨勢。研究成果對全面認識乾旱，有效預防和減輕乾旱災害具有重要的意義。