基于SPI指數(shù)的近50年重慶地區(qū)干旱時(shí)空分布特征

孫德亮, 吳建峰,2, 李 威, 曹廣杰

(1.重慶師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院 GIS應(yīng)用研究重慶市高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 重慶 400047; 2.貴州師范學(xué)院 地理與旅游學(xué)院,貴州 貴陽 550018; 3.貴州科學(xué)院 山地資源研究所, 貴州 貴陽 550004; 4.重慶師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院, 重慶 400047)

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基于SPI指數(shù)的近50年重慶地區(qū)干旱時(shí)空分布特征

孫德亮1, 吳建峰1,2, 李 威3, 曹廣杰4

(1.重慶師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院 GIS應(yīng)用研究重慶市高校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 重慶 400047; 2.貴州師范學(xué)院 地理與旅游學(xué)院,貴州 貴陽 550018; 3.貴州科學(xué)院 山地資源研究所, 貴州 貴陽 550004; 4.重慶師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院, 重慶 400047)

[目的] 揭示重慶地區(qū)年和季度干旱發(fā)生的頻率和強(qiáng)度的演變特征，為該區(qū)應(yīng)對(duì)干旱災(zāi)害，制定針對(duì)性減災(zāi)措施提供科學(xué)依據(jù)和參考。[方法] 基于重慶地區(qū)34個(gè)氣象觀測(cè)站1964—2011年逐月降水?dāng)?shù)據(jù)，采用標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)干旱指標(biāo)方法進(jìn)行研究。[結(jié)果] 干旱強(qiáng)度頻率方面，重慶地區(qū)干旱發(fā)生的頻率具有較明顯的區(qū)域性和季節(jié)性；其中年、春、夏和冬季干旱發(fā)生頻率相差不大，在25.9%～35.1%范圍，秋季的發(fā)生頻率范圍幅度較大，介于16.7%～40.0%之間。干旱強(qiáng)度方面，在年和季節(jié)尺度上整體呈現(xiàn)一定的增加趨勢(shì)，其中秋季和年度相對(duì)趨勢(shì)更明顯，近50 a研究區(qū)年度和四季主要以輕旱和中旱為主，整體上夏季和秋季干旱強(qiáng)度比另外兩個(gè)季度和年度表現(xiàn)更強(qiáng)一些。[結(jié)論] 標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)適用于重慶地區(qū)，可以作為氣候變化的監(jiān)測(cè)指標(biāo)；重慶地區(qū)干旱發(fā)生的頻率具有較明顯的區(qū)域性和季節(jié)性。

干旱; 標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI); 重慶地區(qū)

文獻(xiàn)參數(shù)： 孫德亮, 吳建峰, 李威, 等.基于SPI指數(shù)的近50年重慶地區(qū)干旱時(shí)空分布特征[J].水土保持通報(bào)，2016,36(4)：197-203.DOI:10.13961/j.cnki.stbctb.2016.04.035

重慶屬于氣候脆弱區(qū)，氣象災(zāi)害發(fā)生頻繁，而干旱又是重慶主要的氣象災(zāi)害之一，出現(xiàn)的頻率高，造成的損失大，重慶一年的4個(gè)季節(jié)均可能出現(xiàn)干旱，且?guī)缀趺磕甓紩?huì)出現(xiàn)不同程度的干旱，工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生態(tài)環(huán)境、人民生活等各個(gè)領(lǐng)域都受到干旱影響[1]。例如，2006年重慶市遭受了百年一遇的最大面積特大旱災(zāi)，據(jù)重慶市救災(zāi)辦統(tǒng)計(jì)，該市除秀山、酉陽、石柱為嚴(yán)重干旱外，其余區(qū)縣為特大干旱。受災(zāi)人口突破2 100萬人，農(nóng)作物受災(zāi)面積近1.33×106hm2，其中農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)損失67.6億元[2]。因此，加強(qiáng)對(duì)該地區(qū)干旱狀況的研究，客觀評(píng)估干旱應(yīng)對(duì)旱情具有重要的指導(dǎo)意義。干旱是由于區(qū)域內(nèi)長(zhǎng)期無降水或降水異常偏少，導(dǎo)致水分的供求不平衡形成的水分短缺現(xiàn)象[3-4]。在干旱指標(biāo)研究方面，各部門或?qū)W科對(duì)干旱的定義存在差異，比較公認(rèn)干旱定義包括4種類型：氣象干旱、水文干旱、農(nóng)業(yè)干旱和社會(huì)經(jīng)濟(jì)干旱[5]。干旱評(píng)價(jià)指標(biāo)的適用性受研究區(qū)域、時(shí)間尺度等諸多因素影響[6-7]，本研究針對(duì)氣象干旱角度對(duì)重慶地區(qū)干旱進(jìn)行研究分析。目前研究氣象干旱的指標(biāo)主要有Z指數(shù)[8-9]、相對(duì)濕潤指數(shù)[10]、帕默爾干旱指數(shù)[11-12]、標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)[13-16]、綜合氣象干旱指數(shù)(CI)[17]等，且利用這些指標(biāo)對(duì)各地干旱的時(shí)空變化進(jìn)行了研究。標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)計(jì)算過程簡(jiǎn)單，可很好地反映區(qū)域干旱程度的時(shí)空變化，應(yīng)用廣泛。因此，本研究以SPI指數(shù)作為干旱分析指標(biāo)，從氣象干旱角度分析重慶地區(qū)1964—2011年近50 a的干旱頻率和干旱強(qiáng)度，摸清研究區(qū)干旱的時(shí)空演變規(guī)律，為應(yīng)對(duì)干旱災(zāi)害，制定有針對(duì)性的減災(zāi)措施提供科學(xué)依據(jù)和參考。

1　研究區(qū)概況

重慶市(105°17′—110°11′E，28°10′—32°13′N),屬于典型的喀斯特山地城市，該市土地面積8.24×104km2。氣候濕潤，年均溫度約18 ℃，降水豐富，年均約1 225 mm左右。長(zhǎng)江境內(nèi)流程為665 km，是三峽庫區(qū)的主體部分，生態(tài)環(huán)境脆弱，人口眾多，是我國典型生態(tài)脆弱區(qū)之一，也是國家優(yōu)先支持的欠發(fā)達(dá)落后地區(qū)之一。地貌以山地丘陵為主，平壩面積相對(duì)稀少，主要分布在西北部和中部地區(qū)。

2　數(shù)據(jù)來源與研究方法

2.1研究數(shù)據(jù)

利用重慶地區(qū)34個(gè)氣象站點(diǎn)1964—2011年逐月降水觀測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)SPI(其中萬盛站點(diǎn)數(shù)據(jù)為1966—2011年，對(duì)SPI結(jié)果的基本無影響，可以忽略)，34個(gè)氣象站點(diǎn)均勻分布在研究區(qū)范圍。所有數(shù)據(jù)來自中國氣象科學(xué)數(shù)據(jù)共享網(wǎng)(http:∥cdc.cma.gov.cn)。利用SPI指數(shù)所確定的干旱等級(jí)結(jié)合干旱頻率公式計(jì)算出研究區(qū)所有站點(diǎn)各干旱等級(jí)的發(fā)生頻率，再利用ArcGIS軟件中Kriging插值方法得出研究區(qū)干旱的空間分布圖，同時(shí)利用干旱強(qiáng)度公式計(jì)算研究區(qū)的干旱強(qiáng)度，評(píng)價(jià)干旱的嚴(yán)重程度。

2.2研究方法

標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)能夠計(jì)算1，3，6個(gè)月等短時(shí)間尺度,也可以計(jì)算9，12，24或48個(gè)月等長(zhǎng)時(shí)間尺度，但不同尺度的標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)表現(xiàn)水分虧盈狀況的側(cè)重點(diǎn)具有差異性。短時(shí)間尺度的標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)代表的是區(qū)域短時(shí)間內(nèi)的水分虧盈情況(可用于判斷農(nóng)作物生長(zhǎng)水分供給情況、干旱監(jiān)測(cè)等)；而長(zhǎng)時(shí)間尺度的標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)表征的是長(zhǎng)時(shí)間的水分虧盈情況。標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)是表征某時(shí)段降水量出現(xiàn)概率多少的指標(biāo)，由McKee等[18]于1993年提出，它適合于月以上尺度相對(duì)于當(dāng)?shù)貧夂驙顩r的干旱監(jiān)測(cè)與評(píng)估。一定時(shí)期內(nèi)的月降水量變化一般不服從正態(tài)分布，而是一種Gamma分布，因此計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)時(shí)，需將偏態(tài)概率分布的降水量進(jìn)行正態(tài)標(biāo)準(zhǔn)化處理，即采用 函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化降水累積頻率分布劃分干旱等級(jí)。通過計(jì)算，得出SPI指數(shù)劃分干旱等級(jí)情況詳見表1[19]。

表1　SPI指數(shù)干旱等級(jí)劃分

2.3干旱評(píng)價(jià)指標(biāo)

為全面地評(píng)價(jià)研究區(qū)的干旱特征，從干旱發(fā)生頻率和干旱發(fā)生的強(qiáng)度兩個(gè)方面對(duì)重慶地區(qū)近50 a的干旱特征進(jìn)行研究，其中選取干旱頻率(Pi)和干旱強(qiáng)度(Sij)作為辦研究干旱程度評(píng)價(jià)的兩個(gè)主要評(píng)價(jià)指標(biāo)，其具體計(jì)算步驟及含義，參見參考文獻(xiàn)[15]，在此不再進(jìn)行贅述。

3　結(jié)果分析

3.1重慶地區(qū)年度干旱特征

基于重慶市38個(gè)氣象站近50 a來SPI3指數(shù)所得到的各站點(diǎn)干旱頻率，干旱(含輕旱及其以上)發(fā)生的頻率在27.2%～32.4%之間，平均值約為30.3%。根據(jù)所計(jì)算的干旱發(fā)生頻率，使用ArcGIS 10.1中克里金方法(Kriging)得到研究區(qū)干旱頻率分布圖如圖1所示。由圖1可以看出，重慶市大部分地區(qū)干旱發(fā)生頻率較高，其中研究區(qū)中部區(qū)域如豐都、涪陵、武隆和東南絕大部分地區(qū)干旱發(fā)生的頻率相對(duì)較高，干旱頻率都高于31.5%；研究區(qū)東北部如云陽、巫溪、奉節(jié)等干旱發(fā)生頻率相對(duì)較低，干旱頻率在28.2%以下。中旱發(fā)生頻率在13.5%～17.9%之間，平均值在15.4%左右，其中發(fā)生頻率較高的地區(qū)主要集中在渝東北的城口、巫溪和渝東南大部分區(qū)域，渝東北的萬州、云陽區(qū)域和渝西榮昌、大足等地中旱發(fā)生頻率相對(duì)較低(圖1)。重旱發(fā)生頻率5.2%～9.6%之間，平均干旱頻率約為7.3%，其中研究區(qū)東北部發(fā)生頻率高于研究區(qū)的其他區(qū)域(圖1)。特旱發(fā)生頻率較低，介于0.1%～5.2%之間，平均頻率1.9%，主要發(fā)生在研究區(qū)東北部的奉節(jié)縣、中部的石柱縣和西部的部分地區(qū)。綜上分析來看，干旱、中旱、發(fā)生頻率較高的集中在研究區(qū)的東南部區(qū)域，重旱、特旱在研究區(qū)東北部部分區(qū)域和西部少部區(qū)域更為常見。

圖1　重慶地區(qū)年度干旱頻率分布

從干旱強(qiáng)度來看(圖2)，近50 a來重慶市的干旱強(qiáng)度介于0～1.59之間，平均干旱強(qiáng)度約為0.93；從趨勢(shì)線來看，干旱強(qiáng)度整體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但趨勢(shì)不明顯。從曲線圖可以得到，研究區(qū)近50 a里干旱主要是輕旱和中旱，其中有21 a的干旱強(qiáng)度大于1.0，只有兩年干旱強(qiáng)度小于0.5，表明近約1/2年份為中旱；1998，2001，2006和2011年干旱強(qiáng)度值大于1.5，達(dá)到了重旱程度，其中2006年干旱強(qiáng)度值最大，為近50 a來最嚴(yán)重的一次干旱，這與實(shí)際干旱情況和其他學(xué)者[2,20]研究結(jié)論吻合。

3.2重慶地區(qū)季節(jié)性干旱特征

3.2.1春季干旱特征重慶地區(qū)春季干旱頻率在26.9%～33.1%之間，平均值約為30.6%。春季干旱發(fā)生頻率數(shù)值與年度干旱發(fā)生頻率值相差不大，但在空間分布上存在差異。干旱發(fā)生頻率相對(duì)較大的主要集中在研究區(qū)東南部、西部偏南區(qū)域和東北部的開縣、巫溪、巫山區(qū)域，發(fā)生頻率都在30%以上。中旱發(fā)生頻率范圍為15.1%～16.5%，平均值在15.9%左右，從數(shù)字上看，發(fā)生頻率相差不大，說明整個(gè)研究區(qū)中旱發(fā)生頻率相當(dāng)。研究區(qū)重旱發(fā)生頻率介于2.6%～10.0%之間，平均發(fā)生頻率約為6.0%，從重旱發(fā)生頻率空間分布圖來看，重旱發(fā)生頻率較高的主要集中在研究區(qū)西部區(qū)域、中部的墊江、豐都、武隆區(qū)域和東北部的城口區(qū)域，發(fā)生頻率都高于6.3%。重慶地區(qū)春季特旱發(fā)生頻率在0.1%～4.2%范圍內(nèi)，平均值為2.0%，從發(fā)生頻率分布可以看出，特旱主要發(fā)生研究區(qū)的中部，也零星分布在研究區(qū)東北不的巫山和西部的潼南區(qū)域，但總體上特旱發(fā)生頻率都不大?？梢?，春季各干旱類型空間分布存在差異性，春季各干旱類型頻率空間分布如圖3所示。

圖2　重慶地區(qū)1964-2011年干旱強(qiáng)度變化

圖3　重慶地區(qū)春旱頻率分布

從干旱強(qiáng)度圖(圖4)可以看出，重慶地區(qū)春季的干旱強(qiáng)度在0～1.68之間，干旱類型包括重旱、中旱、輕旱、無旱。根據(jù)干旱等級(jí)劃分和趨勢(shì)圖可以得出，整體上，干旱強(qiáng)度有極小的增加態(tài)勢(shì)；研究區(qū)在1969年和1994年的春季發(fā)生過重旱，在1968，1973，1976，1977，1990和2002年的春季基本未發(fā)生干旱，除此之外，研究區(qū)近50內(nèi)，春季中有15 a發(fā)生了中旱，有25 a發(fā)生輕旱。綜上可知，研究區(qū)在近50 a的春季，除了有6 a未發(fā)生干旱以外，其他年份都在不同程度上受到干旱的影響。

圖4　重慶地區(qū)1964-2011年四季干旱強(qiáng)度變化

3.2.2夏季干旱特征研究區(qū)夏季干旱頻率范圍介于25.9%～35.0%之間，平均干旱頻率約為29.9%，干旱頻率范圍略大于春季干旱頻率，平均值略小于春季；在空間分布上，發(fā)生頻率相對(duì)較高的分布在研究區(qū)的西部區(qū)域、東北部的城口和東南部的秀山、酉陽，發(fā)生頻率都在30%以上。重慶地區(qū)夏季中旱發(fā)生頻率在8.7%～20.9%，平均值為14.9%左右，其中高于平均發(fā)生頻率的區(qū)域主要分布在研究區(qū)的偏南部、東南方的秀山和東北部的城口區(qū)域；研究區(qū)夏季重旱發(fā)生頻率與春季相比，頻率范圍有所增加，數(shù)值介于5.4%～7.5%之間，平均值略大于春季和年度的重旱頻率，數(shù)值達(dá)6.5%。重慶地區(qū)夏季特旱發(fā)生頻率空間分布與春季特旱發(fā)生頻率分布有較大部分重復(fù)區(qū)域，但范圍要大于春季，并且夏季范圍也主要集中在研究區(qū)的中部區(qū)域，數(shù)值在1.6%～3.5%之間，平均頻率為2.7%左右(由于版面限制，圖省略)。分析研究區(qū)夏季的干旱強(qiáng)度，夏季干旱強(qiáng)度在0～2.0之間波動(dòng)(圖4)，與春季干旱強(qiáng)度相比，夏季達(dá)到了特級(jí)干旱程度，從圖中也可以看出，干旱強(qiáng)度的趨勢(shì)雖然呈現(xiàn)略微的增加趨勢(shì)，但變化不明顯；特旱發(fā)生在2006年(與實(shí)際吻合)，干旱強(qiáng)度達(dá)到2.0；在2011年，重慶市的夏季也發(fā)生了重度干旱；在1980，1983，1987和2007年幾乎未出現(xiàn)干旱現(xiàn)象；1964，1966，1968，1970—1972，1976，1982，1990，1992，1993，1996，1997，2001和2009年共15 a受到中度干旱，其中1970—1972年連續(xù)3 a遭受中度干旱影響；剩下28 a研究區(qū)均受到輕度干旱困擾，數(shù)值介于0.5～1.0之間。

3.2.3秋季干旱特征研究區(qū)的秋季干旱頻率范圍是4個(gè)季度中范圍最廣的，其最大干旱頻率達(dá)到40.0%，干旱頻率范圍為16.7%～40.0%，平均值為31.6%；空間分布上，除了東北部的云陽、奉節(jié)、巫山、巫溪和西南部部分區(qū)域外，其他區(qū)域干旱頻率都達(dá)到30%。中旱發(fā)生頻率也居4個(gè)季度之首，頻率值介于10.4%～22.9%之間，平均值超過17%；其中高于平均值的區(qū)域分布在研究區(qū)東南部、中部偏南大部分區(qū)域以及東北部局部區(qū)域。重旱發(fā)生頻率相對(duì)較高區(qū)域主要分布在研究區(qū)中部偏南地區(qū)、重慶西部的潼南、銅梁和東北部的城口、巫山區(qū)域，重旱頻率平均值約為5.9%，范圍在2.1%～10.4%之間。特旱發(fā)生頻率也要高于另外3個(gè)季度，最高頻率達(dá)到6.2%，主要集中在東北部的奉節(jié)局部區(qū)域，其次相對(duì)較高的頻率集中在研究區(qū)中部部分區(qū)域和西部局部區(qū)域，頻率數(shù)值在3.0%～6.2%之間，整個(gè)研究區(qū)的特旱頻率范圍在0%～6.2%之間(由于版面限制，此處圖省略)。從重慶地區(qū)秋季干旱強(qiáng)度來看(圖4)，近50 a研究區(qū)的干旱強(qiáng)度在0～2.1之間，從無旱到特旱都發(fā)生過，從趨勢(shì)圖來看，與其他季節(jié)比較，干旱強(qiáng)度增加趨勢(shì)更明顯一些。干旱強(qiáng)度最強(qiáng)發(fā)生在1970年，干旱強(qiáng)度值達(dá)到2.1的特旱強(qiáng)度；研究區(qū)在秋季未遭遇重旱襲擊；重慶地區(qū)發(fā)生中旱強(qiáng)度有19 a，占到40%；1967，1972，1975，1982和1989年未受到明顯干旱的影響。整體上，研究區(qū)在近50 a秋季中，還是主要以輕旱和中旱為住，也存在極端干旱年份。

3.2.4冬季干旱特征研究區(qū)冬季干旱發(fā)生頻率與其他3個(gè)季節(jié)和年干旱頻率相當(dāng)，數(shù)值介于31.6%～35.1%之間，平均值約為33.6%；空間分布上，研究區(qū)東北部和東南部干旱發(fā)生頻率高于研究區(qū)的其他區(qū)域，呈現(xiàn)出從西部向東北部和東南部增加趨勢(shì)。重慶地區(qū)冬季中旱頻率范圍為15.6%～19.2%，出現(xiàn)東北(酉陽、萬州)向西南(江津)傾斜沿線區(qū)域中旱發(fā)生頻率相對(duì)較小，其他區(qū)域空間分布差別不大，整個(gè)區(qū)域中旱頻率平均值為17.7%。冬季重旱頻率介于5.5%～10.5%的范圍，冬季重旱發(fā)生頻率呈現(xiàn)出西部大于東部沿線區(qū)域，平均頻率約大于2%，重旱發(fā)生頻率相對(duì)較大區(qū)域集中在研究區(qū)的中部及中部偏南地區(qū)。研究區(qū)冬季特旱發(fā)生頻率整體上出現(xiàn)西部高于東北部，最高值出現(xiàn)在研究區(qū)東南部區(qū)域，特旱頻率范圍在2.3%～5.3%之間，平均值為3.6%?？梢?，冬季發(fā)生干旱整體上是西部區(qū)域發(fā)生頻率高于東部區(qū)域。從冬季干旱強(qiáng)度來分析(圖4)，近50 a研究區(qū)冬季干旱強(qiáng)度范圍在0～1.6之間，干旱類型從無旱到重旱，從趨勢(shì)線來看，干旱趨勢(shì)幾乎未發(fā)生變化。研究區(qū)在冬季發(fā)生過兩次重旱，分別出現(xiàn)1969和1991年，干旱強(qiáng)度值分別為1.5，1.6；近50 a有9 a未遭遇干旱影響，分別是1964，1966，1971，1980，1989，1990，1993，2004和2006年，比例占到19%。近50 a中有15 a遭受中旱影響，所占比例為32%。有22 a遭遇輕旱影響，干旱強(qiáng)度范圍在0.5～1.0之間，比例占到47%，接近1/2的比例。綜上可得，研究區(qū)冬季干旱強(qiáng)度排序依次為輕旱、中旱、無旱和重旱，其中輕旱接近50%的比例。

綜上所述，重慶地區(qū)干旱發(fā)生的頻率具有較明顯的區(qū)域性和季節(jié)性，其中年度、春、夏和冬季干旱發(fā)生頻率相差不大，在25.9%～35.1%范圍之間，秋季的發(fā)生頻率范圍幅度較大，介于16.7%～40.0%之間，說明秋季干旱發(fā)生頻率波動(dòng)性更大。干旱強(qiáng)度趨勢(shì)變化來看，在年尺度和季節(jié)尺度上整體上都呈現(xiàn)一定的增加趨勢(shì)，其中秋季和年度相對(duì)趨勢(shì)更明顯；干旱強(qiáng)度類型上，近50 a研究區(qū)年度和四季主要以輕旱和中旱為主，其中季度中重旱和特旱發(fā)生次數(shù)更多，整體上夏季和秋季干旱強(qiáng)度比另外兩個(gè)季度和年度表現(xiàn)更強(qiáng)一些。

4　討論與結(jié)論

依據(jù)重慶地區(qū)34個(gè)氣象觀測(cè)站1964—2011年逐月降水?dāng)?shù)據(jù)，采用標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)作為干旱指標(biāo)，分析重慶地區(qū)年和季度干旱發(fā)生的頻率和干旱強(qiáng)度的演變特征。結(jié)果表明，標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)作為一種干旱重建指標(biāo)，適用于重慶地區(qū)，也可以作為氣候變化的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。重慶地區(qū)干旱發(fā)生的頻率具有較明顯的區(qū)域性和季節(jié)性；干旱強(qiáng)度趨勢(shì)變化來看，在年尺度和季節(jié)尺度上總體上都呈現(xiàn)一定的增加趨勢(shì)，其中秋季和年度相對(duì)趨勢(shì)更明顯。

(1) 年度干旱(含輕旱及其以上)發(fā)生的頻率在27.2%～32.4%之間，平均值約為30.3%，干旱、中旱、發(fā)生頻率較高區(qū)域主要集中在研究區(qū)的東南部，重旱、特旱在研究區(qū)的東北部部分區(qū)域和西部少部分區(qū)域更常見。從干旱強(qiáng)度來看，近50 a來重慶市的干旱強(qiáng)度介于0～1.59之間，平均干旱強(qiáng)度約為0.93，干旱強(qiáng)度整體上呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，但趨勢(shì)不明顯。

(2) 季節(jié)上，春旱(含輕旱及其以上)頻率在26.9%～33.1%之間，平均值約為30.6%，各干旱類型空間分布存在差異性；從干旱強(qiáng)度圖來看，研究區(qū)春季的干旱強(qiáng)度在0～1.68之間，干旱強(qiáng)度有極小的增加態(tài)勢(shì)，除了有6 a春季未發(fā)生干旱以外，其他年份都在不同程度上受到干旱的影響。夏季干旱頻率范圍介于25.9%～35.0%之間，平均干旱頻率約為29.9%，干旱頻率范圍略大于春季干旱頻率，平均值略小于春季；夏季的干旱強(qiáng)度，夏季干旱強(qiáng)度在0～2.0之間波動(dòng)，與春季干旱強(qiáng)度相比，夏季達(dá)到了特級(jí)干旱程度，夏季干旱強(qiáng)度的趨勢(shì)雖然呈現(xiàn)略微的增加趨勢(shì)，但變化不明顯。秋季干旱頻率范圍是4個(gè)季度中范圍最廣的，其最大干旱頻率達(dá)到40.0%，干旱頻率范圍為16.7%～40.0%，平均值為31.6%；干旱強(qiáng)度來看，近50 a研究區(qū)的干旱強(qiáng)度在0～2.1之間，從無旱到特旱都發(fā)生過，從趨勢(shì)圖來看，與其他季節(jié)比較，干旱強(qiáng)度增加趨勢(shì)更明顯一些。冬季干旱發(fā)生頻率與其他3個(gè)季節(jié)和年干旱頻率相當(dāng)，數(shù)值介于31.6%～35.1%之間，平均值約為33.6%，冬季干旱整體上是西部區(qū)域發(fā)生頻率高于東部區(qū)域。干旱強(qiáng)度來分析，近50 a研究區(qū)冬季干旱強(qiáng)度范圍在0～1.6之間，干旱類型從無旱到重旱，從趨勢(shì)線來看，干旱趨勢(shì)幾乎未發(fā)生變化。

基于標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)(SPI)評(píng)價(jià)重慶地區(qū)干旱發(fā)生的頻率和強(qiáng)度具有重要的影響，評(píng)價(jià)結(jié)果能夠?yàn)樵摰貐^(qū)制定氣候變化措施提供一定科學(xué)參考。然而，研究中存在一些不足，本研究?jī)H以重慶地區(qū)的降水量為基礎(chǔ)，分析該地區(qū)干旱發(fā)生的頻率和強(qiáng)度，而未考慮土壤水分、連續(xù)無降水日、植被、地形等諸多因素對(duì)干旱的影響。因此，結(jié)合實(shí)際區(qū)域的情況，進(jìn)一步考慮綜合植被、土壤相對(duì)濕度、連續(xù)無雨日、降雨日數(shù)、地形等指標(biāo)對(duì)重慶地區(qū)的干旱演變特征進(jìn)行深入全面地研究。

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Temporal and Spatial Patterns of Droughts in Recent 50 Years of Chongqing City Based on Standardied Precipitation Index

SUN Deliang1, WU Jianfeng1,2, LI Wei3, CAO Guangjie4

(1.CollegeofGeographyScience,KeyLaboratoryofGISApplication,ChongqingNormalUniversity,Chongqing40047,China; 2.CollegeofGeography&Tourism,GuizhouNormalCollage,Guiyang,Guizhou550018,China; 3.InstituteofMountainResource,GuizhouAcademyofSciences,Guiyang,Guizhou550001,China; 4.CollegeofGeography&Tourism,ChongqingNormalUniversity,Chongqing400047,China)

[Objective] The evolution of drought frequency and intensity was demonstrated yearly and quarterly in Chongqing City to provide scientific basis and reference for drought mitigation. [Methods] Standardized precipitation index(SPI) drought index method was used, and the monthly precipitation data collected from 34 meteorological stations in 1964—2011 were dealt. [Results] Frequency of drought had obvious regional and seasonal traits. The seasonal frequency of droughts varied differently. In spring, summer and winter, it had a range of 25.9%～35.1%; In fall, it had a big range from 16.7% to 40.0%. Either for yearly drought intensity or seasonal intensity, they both had an overall increasing trend, among which, annual drought intensity and the autumn one were more obvious. In the past 50 years, the study area was prevailed by intensity grades of mild drought and drought, either counted by years or by seasons. Drought occurred in summer and autumn were more severe than that in other seasons and in a whole year. [Conclusion] Standardized precipitation index(SPI) can be used as indicators for monitoring the climate change of Chongqing City. The frequency of drought in Chongqing City has obvious regional and seasonal traits.

drought; standardized precipitation index(SPI); Chongqing City

2015-02-02

2016-03-16

貴州省科技廳自然科學(xué)基金項(xiàng)目“基于遙感和GIS技術(shù)的喀斯特地區(qū)泥石流災(zāi)害分布預(yù)測(cè)及危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)”(黔科合J字[2011]2048號(hào))； 國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(41271411)； 重慶市自然科學(xué)基金(cstc2013jcyjA40047)； 教育部人文社科基金(11YJCZH023)

孫德亮(1976—),男(漢族),山東省臨沂市人,博士,副教授，主要從事資源環(huán)境遙感與GIS研究。E-mail:892525771@qq.com。

吳建峰(1985—),男(漢族),重慶市人,碩士研究生，助教,主要從事資源環(huán)境遙感與GIS研究。E-mail:wujianfeng74623@sina.com。

A

1000-288X(2016)04-0197-07

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