基于多源数据的重庆市干旱监测研究及其应用

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干旱是我国发生最频繁的气象之一,其持续时间之长,影响范围之广,对我国的国民经济尤其是农业生产带来十分严重的影响。重庆市位于四川盆地东部、青藏高原和长江中下游的过渡地带,其复杂的地形地貌,加上水热资源的时空分布不均匀,是干旱的多发区域,给全市人民的生产生活造成了巨大的损失。重庆市被称为山城、雾都,因为自身的地形、气候条件,对全市的干旱监测造成了一定的难度,本文结合重庆市的特点,利用遥感数据结合遥感干旱监测模型、基于气象站点数据的干旱监测模型对重庆市的夏季、冬季干旱进行监测,评估干旱的轻重程度,积极应对抗旱措施,对于减少干旱造成的损失具有重大现实意义。本文收集了国内外对于干旱监测的各种文献资料,对比总结了遥感干旱监测模型,气象干旱监测模型各自的特点,以重庆市为例,研究这些干旱监测模型在我国西南多山地、丘陵,地形条件比较复杂地区的干旱监测效果。利用MODIS遥感数据,基于在植被覆盖度较高地区干旱监测效果较好的植被供水指数,对比NDVI、EVI在重庆干旱监测效果,并以2006年重庆市干旱为例,研究整个干旱期间的旱情分布情况、旱情的演变过程,结合气温、降水、相对湿度数据在整个干旱期间的变化趋势,演变规律,验证其与干旱的关系;基于历史气象数据,根据MCI指数,对重庆市的干旱发生历史规律进行研究,研究重庆市在各个年代的干旱发生次数、空间分布规律、与相关气象因子的相关关系,并以重庆市2010冬春连旱为例,研究整个旱期的旱情变化过程,结果表明MCI指数在冬季多云雾时候具有较好的干旱监测效果;利用多年站点干旱数据,考虑经纬度、高程、降水等因素,研究基于站点的重庆市各季节的干旱发生频率及其时空分布规律。具体包括以下几个方面:1、土壤墒情数据验证植被供水指数取得较好的效果,表明基于植被供水指数的干旱监测在重庆地区的夏季伏旱具有较好的实用性,2006年的夏季干旱大致趋势是干旱露头—局部旱情缓解—旱情加重—重大干旱—干旱缓解的演变过程,整个旱期除东南部的酉阳、秀山,东北部的少部分区域外,全市其它区域的旱情都十分的严重。2、利用MODIS遥感数据,基于植被供水指数法,利用NDVI、EVI、LST数据,结合土壤墒情数据,对比验证NDVI、EVI,选用干旱监测效果更好的EVI,以2006年干旱为例,研究整个干旱期间的全市各等级旱情变化规律、干旱的演变过程,结合干旱期间的降水、气温、相对湿度的时空演变规律,表明植被供水指数和气象因子不仅有较好的相关关系,而且在时空的响应上具有较强的一致性。3、以重庆市历史气象站点数据为基础,基于MCI干旱指数,研究重庆市的干旱历史发生规律,表明重庆市的年均干旱次数为1.42次;基于历史干旱数据研究重庆市的各个等级旱情的空间分布规律,重庆市干旱发生频率呈东北部、西部两边角为干旱高频率发生区,东南部、北部两边角以及南部綦江则为干旱的低频率发生区域;根据年代法,研究重庆市的各个年代干旱发生的时空规律,从上世纪60年代到本世纪前十年,单站点的年均干旱次数分别为2.0、1.8、1.2、1.2、2.2次;以MCI指数法研究2010年冬春旱,结果表明冬旱比春旱严重,09年12月至次年2月为旱情最严重时期,期间除东北部区域受旱情影响较小外,其它区域都受到较大影响。4、基于多年气象站点的数据,综合考虑经纬度、高程、降水等因子,采用回归分析法,求取适合各季节干旱频率的方程,获取精细化干旱空间分布数据,分析重庆市的春旱、夏旱、伏旱、秋旱和冬旱的发生频次规律及其空间分布特征。结果显示,重庆市的各季节干旱频次在空间分布上有较大的差异,就总体而言,全市的干旱多发时间为七八月的伏旱。
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