重庆市干旱时空分布特征与规律研究

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干旱作为世界上最常见、影响范围最广的自然灾害之一,在全球变暖的大背景下,其发生频率和强度都呈增加趋势,造成的直接经济损失和间接经济损失也日益加重,对社会安定和经济发展产生了深远的影响。近年来,随着国民经济快速发展、人口增长以及城市建设进程加快,旱涝影响的范围和领域已经从农业、农村发展到城市和生态。在这样的背景下,做好干旱灾害风险评估和管理,构建不同地区不同作物的防灾减灾体系,减轻干旱灾害对农作物的不利影响,对降低农业生产损失,提高农民生活水平具有重要的意义。重庆市由于其独特的地理位置和气候环境,各种灾害频发,加上农业基础设施较差,农业资金投入较少,农业抵御自然灾害的能力较低,全市农作物受灾严重,成灾率一直高居不下。因此,研究重庆市干旱时空分布特征与规律为研究重庆市干旱的发生发展、监测预报;应对安全生产以及趋利避害提供科学依据和参考。本文基于重庆市地方标准《气象灾害标准》,利用重庆市34个国家基本气象站1961-2010年日降水量数据,采用数理统计方法统计1961-2010年重庆市34个区县干旱类型及其等级,运用Hurst指数法、滑动t突变检验法、Morlet小波分析法进行时间序列的分析以及运用Arc GIS空间插值法,对季节性干旱从干旱频率、持续天数、干旱站次比以及干旱综合强度等几个方面进行分析,最后分析年干旱强度综合指数的时空分布特征和规律。研究的主要结论如下:(1)区县季节性干旱在时间上有不同的变化趋势,有明显的年代际变化。近50a(1961-2010年)重庆市春旱、伏旱和冬旱持续天数呈小幅度下降趋势;夏旱、秋旱持续天数呈微弱上升趋势。1961-2010年间,重庆市季节性干旱持续天数和干旱站次比均有明显的年代际变化,20世纪60年代的春旱发生范围最大,20世纪90年代的春旱发生范围最小;20世纪90年代的夏旱发生范围最大,20世纪70年代的夏旱发生范围最小;20世纪70年代的伏旱发生范围最大,20世纪80年代的伏旱发生范围最小;20世纪80年代的秋旱发生范围最大,21世纪初的秋旱发生范围最小;20世纪60年代的冬旱发生范围最大,21世纪初的冬旱发生范围最小。(2)区县季节性干旱频率的空间分布差异较大。重庆市西部的潼南区、大足区、荣昌区、中部的丰都县、忠县和东北部的云阳县、巫溪县等地是春旱发生的主要区域,春旱频率较大;渝东南部和渝中部的长寿区、万盛等地春旱频率小。渝西部的潼南区、大足区、荣昌区和渝东北部的奉节县、巫溪县、巫山县等地夏旱频率较大;渝东南部和广大的渝中部地区夏旱频率小。重庆市西部以及中部长江流域河谷地区,尤其是长江、嘉陵江和綦江等河谷地区是伏旱发生的主要区域,伏旱频率高;渝东北部的城口县和渝西南部的万盛等地是伏旱较轻。重庆市东北部的巫溪县、巫山县、奉节县、东南部的秀山县、酉阳县和西部的潼南区等地是秋旱发生主要区域,秋旱频率较高。重庆市东北部的云阳县、奉节县、巫溪县等地是冬旱发生的主要区域,冬旱频率较大。(3)区县季节性干旱历年总强度的空间分布差异较大。春旱历年总强度的高值区主要在渝西部的潼南区、大足区、荣昌区、渝东北部的云阳县等地;低值区主要在渝东南部的秀山县、酉阳县、渝东北部的城口县和渝西南部的万盛等地。历年夏旱总强度高值区在渝西部的潼南区、铜梁区、大足区、荣昌区、永川区和渝东北部的城口县、巫溪县等地;低值区在渝东南部的秀山县、酉阳县、黔江区、彭水县和渝中部的万盛、南川区、长寿区、丰都县、忠县等地。历年伏旱总强度高值区在渝西部的江津区和中部的长寿区、涪陵区等地;低值区在渝中部的万盛和渝东北部的城口县等地。历年秋旱总强度高值区在渝东北部的云阳县、奉节县、巫山县、巫溪县等地;低值区在渝西部的铜梁区、渝中部的巴南区、万盛、南川区、长寿区、涪陵区、垫江县、忠县等地。历年冬旱总强度高值区在渝东北部的云阳县、巫山县、巫溪县等地;低值区在广大的渝中部和渝西部地区。(4)区县年干旱强度在时间上呈下降趋势,多年平均干旱强度在空间上呈中间高、南北低的分布特征。时间特征:近50a(1961-2010年)重庆市区县年干旱强度呈小幅度下降趋势。空间分布特征:重庆市西部的潼南区、璧山区、中部的涪陵区、武隆区和渝东北部的巫溪县、巫山县等地年干旱强度大;渝中部的南川区、万盛、渝东南部的酉阳县、秀山县和渝东北部的城口县等地年干旱强度轻。(5)重庆市年干旱强度时间上呈下降趋势,具有明显的阶段性,存在多重时间尺度的振荡周期。近50年(1961-2010年)重庆市年干旱强度呈小幅度下降趋势,变化倾向率为-7.89/10 a。重庆市年干旱在20世纪70年代强度最大,20世纪90年代后期干旱强度最小。重庆市年干旱强度突有1个变年份,为1979年前后的年干旱强度由增强变为减弱。重庆市年干旱强度存在准2a、5a和18a三个振荡周期,重庆市1961-2010年年干旱强度经历了弱→强→弱→强→弱→强几个阶段。
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