气候变化背景下山西省气象干旱的时空演变特征

作者：姚宁; 蒋昆昊; 谢文馨; 张东彦; 杨晓娟; 于强

来源：农业机械学报, 2023, 1-17.

• 干旱指数
• 干旱特征
• 参考作物腾发量
• 游程理论
• 山西省

干旱频发对生态资源、农业发展造成了严重的影响，为揭示山西省干旱时空演变特征，基于1971-2020年山西省24个气象站点的逐月气象资料，利用改进的Mann-Kendall方法检验各气象因子的年变化趋势，采用FAO56 Penman-Monteith公式计算参考作物腾发量ET0，分析单个气象因子变化情况下ET0的变化特征和对气象因子的敏感性，比较各时间尺度(月、季、年尺度)不同干旱指数(降水距平百分率(Pa)、标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI))对山西省干旱灾害监测能力。结果表明：ET0与相对湿度呈负相关，气象因子对ET0的敏感性由大到小依次为相对湿度、日最高温度、2m处风速、日最低气温、日平均气温，ET0呈波动下降的趋势。SPEI能够在多时间尺度上有效反映山西省干旱状况，是该地区干旱监测的有效工具。在月、季、年尺度下，比较3个干旱指数，Pa检测效果较差，SPI和SPEI在某些地理区域存在较大差异，整体而言，SPEI在多数地区检测干旱的性能更好；SPEI-1尺度下，各干旱等级发生频率由大到小依次为轻旱(14.8%)、中旱(10.6%)、重旱(5.6%)、特旱(1.9%)，3月干旱发生率最高(34%)，12月发生率最低(31.8%)，吕梁市、晋中市、大同市干旱情况较为严重；SPEI-3尺度下，季节发生干旱频率由大到小依次为秋季(33.5%)、夏季(32.5%)、春季(31.9%)、冬季(31.4%)，大同市、长治市特旱发生频率最高，旱情最为严重，忻州市、朔州市、吕梁市轻、中、重旱频率最高；SPEI-12尺度下，轻、中、重、特旱频率分别为14.8%、10.5%、5.4%、2.3%，SPEI-12相较SPEI-1和SPEI-3识别重旱、特旱的站点更多，并基于游程理论得出，山西省南部干旱频次更多，东部干旱历时更长、干旱严重程度更大，干旱峰值主要出现在山西省南北部，由于年均降水呈波动性下降，年均气温整体上升，山西省的气候趋于暖干化，南北部旱情将有所加重，中部地区旱情有所减缓，全域性干旱仍有很大可能。

• 单位
  中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所; 建筑工程学院; 西北农林科技大学; 电子工程学院