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气象干旱是常见的旱灾类型,而降雨是影响气象干旱的主要因子。为研究辽西北半干旱地区气象干旱发生规律及降雨趋势,本研究以该区21个观测点自1951至2006年共计56年气象资料为基础,应用时间序列预测相关理论及方法,对朝阳等5市气象干旱时空分布特点进行了深入分析与比较。提出了一系列适于描述辽西北半干旱地区干旱及降雨趋势的预测模型。这些模型对于指导辽西北半干旱地区科学合理地采取防旱措施,降低灾害损失,保证辽西北地区的粮食安全及经济发展具有重要的理论意义和实际应用价值。本文主要研究成果如下：(1)基于Z指标、降水距平指标及湿度指标对辽西北半干旱区朝阳等市雨量数据进行了计算,结果表明：Z指数方法以季节角度分析气象干旱特征符合辽西北半干旱区的实际干旱情况。利用单站Z指标计算数据,以季节角度分析得出的区域气象干旱指标所统计出的干旱年份共有21年,占总年份的50%,与实际相符,所提出的区域气象干旱划分标准适合描述辽西北半干旱地区的区域气象干旱特征。(2)采用SPI指数,对辽西北半干旱地区近42年的干旱发生频率、干旱强度及干旱覆盖范围进行计算,分析干旱时空演变特征。分析结果显示：位于辽西北西南方向的朝阳、建平测站发生重旱的频率最高；干旱强度及覆盖范围年度分析上均呈波动形式；季节分析中,春季及夏季近年来均有增强趋势,而秋季和冬季则有下降趋势。(3)提出了将经验模态分析(EMD)与门限自回归模型(TAR)时间序列预测方法相结合的方法,并将其运用于辽西北阜新市降雨量预测。结果表明,经EMD分解的IMF分量与TAR模型结合后预测精度较高。(4)运用混沌时间序列预测方法对辽西北地区的降雨量进行预测,并在分析其优点及不足的基础上,提出了局域线性分段方法,将其应用于辽西北各市的降雨量预测,除个别年份外,预测误差均较小。(5)采用经优化的灰色灾变预测方法对旱灾发生年份进行预测,预测结果与真实发生旱灾年份吻合效果好；基于灰关联分析的结果建立多变量灰预测模型MGM(1,3)对朝阳市的降雨量进行了预测,结果显示,MGM(1,3)模型拟合及预测精度均较高；利用灰色灾变模型对朝阳市未来几年的季节干旱发生年份进行了预报。