基于德瑪頓干旱指數(shù)的膠東半島干旱分析

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1、基于德瑪頓干旱指數(shù)的膠東半島干旱分析-農(nóng)學(xué)論文基于德瑪頓干旱指數(shù)的膠東半島干旱分析王冰1，林修棟2，王培濤3，任可4（1煙臺市氣象局，山東煙臺264003；2石島氣象臺，山東威海264309；3濱州市氣象局，山東濱州256600；4萊州市氣象局，山東煙臺261400）摘要：本研究為加強(qiáng)對膠東半島干旱的研究，為地方制定抗旱減災(zāi)政策提供參考，減輕干旱、旱災(zāi)帶來的影響，根據(jù)膠東半島24個氣象觀測站1971—2012年的氣溫及降水資料，對該區(qū)域的氣溫和降水變化趨勢進(jìn)行統(tǒng)計分析，然后利用德瑪頓干旱指數(shù)對膠東半島的干旱進(jìn)行評估。研究發(fā)現(xiàn)，膠東半島的年及四季的平均氣

2、溫呈明顯上升趨勢；降水量變化不明顯，春季和夏季呈增加趨勢，秋季和冬季呈減少趨勢，增加和減少的幅度相當(dāng)。以此導(dǎo)致了未來中旱發(fā)生次數(shù)將增加，重旱發(fā)生次數(shù)將減少。德瑪頓干旱指數(shù)在一定程度上能夠較好地描述膠東半島的干旱，但對某些情況把握不佳。關(guān)鍵詞：德瑪頓干旱指數(shù)；膠東半島；干旱；氣溫；降水；統(tǒng)計分析中圖分類號：P426.2+2文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A論文編號：cjas16010016基金項目：山東省氣象局2014年科學(xué)技術(shù)研究項目“氣候條件對牟平小麥玉米生長發(fā)育影響的研究”(sdqx2014xm13)；煙臺市氣象局2013年科學(xué)技術(shù)研究項目“煙臺地區(qū)干旱特征分析”(Y

3、TQX2013005)。第一作者簡介：王冰，男，1982年出生，山東諸城人，工程師，碩士，主要從事農(nóng)業(yè)氣象、防災(zāi)減災(zāi)研究等工作。通信地址：264003山東省煙臺市萊山區(qū)海林路33號煙臺市氣象局，E-mail：[emailprotected]。收稿日期：2016-01-22，修回日期：2016-02-22。0引言膠東半島位于山東半島東部，屬魯東丘陵區(qū)，在氣候上屬于暖溫帶大陸性季風(fēng)氣候，年降水量650~850mm。其中，半島南部地區(qū)的降水量在800mm以上；西北部地區(qū)濱海平原約600mm。年降水量約60%集中于夏季，強(qiáng)度大，常出現(xiàn)暴雨，降水年均相對變率約2

4、0%，當(dāng)?shù)厮赜小笆昃藕怠钡恼f法。有研究表明，進(jìn)入1990s以后，該地區(qū)由濕潤區(qū)轉(zhuǎn)為半濕潤區(qū)[1]。干旱作為膠東半島的主要影響氣象災(zāi)害，開展針對干旱的研究，減輕減免旱災(zāi)的出現(xiàn)，有著非常重要的意義。之前對膠東半島干旱的研究大多集中在較小的范圍，如王冰等[2]利用SPI指數(shù)對煙臺干旱特征進(jìn)行了分析；李佶椿[3]建議通過合理配置水資源，制定中長期水利建設(shè)規(guī)劃，大力推行節(jié)約用水等措施來減輕地處膠東半島西北部的招遠(yuǎn)市干旱影響?；?qū)邓?、氣溫等變化進(jìn)行分析，如劉德林等[4]以大沽夾河為例，分析膠東半島丘陵區(qū)典型流域氣溫—降水的變化特征；田清等[5]分析了膠東半島近

5、50年氣溫和降水的變化特征，發(fā)現(xiàn)其降水量于1980年前后開始明顯減少，而后氣溫于1990年前后突然上升。上述研究對膠東半島的干旱全面性的評價、評估仍缺乏。因此，筆者通過對膠東半島的氣溫、降水特征進(jìn)行統(tǒng)計分析，應(yīng)用干旱指數(shù)對干旱進(jìn)行描述，以期得到膠東半島氣候變化特征，為當(dāng)?shù)胤罏?zāi)減災(zāi)工作提供參考。1資料與方法1.1數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理選用膠東半島的24個國家級氣象觀測站1971—2012年42年的降水和氣溫資料。其中，福山的氣象資料始于1981年，故1971—1980年間其對應(yīng)資料通過插值生成。其間多個臺站遷移站址，但滿足中國氣象局對觀測資料一致性的相關(guān)規(guī)定。

6、為便于描述，1971—1980為20世紀(jì)70年代，記為1970s，相應(yīng)的有1980s、1990s、2000s，2001—2012年視為2010s。1.2研究方法1.2.1干旱指數(shù)德瑪頓干旱指數(shù)[6（]DeMartonneAridityIndex，即IDM），見公式(1)。式中，R和T分別代表月累計降水和月平均氣溫。當(dāng)計算值小于10時，表明重度干旱，農(nóng)作物亟需人工進(jìn)行灌溉；當(dāng)計算值在10~30之間時，表明中等干旱，農(nóng)作物需加強(qiáng)灌溉及助鋤保墑；當(dāng)計算值大于30，表明氣候濕潤，降水充沛，作物無需進(jìn)行灌溉。德瑪頓干旱指數(shù)由于其資料獲取及計算過程的便易性，且與作

7、物和水分的對應(yīng)性強(qiáng)[7]。自20世紀(jì)20年代末提出后廣泛應(yīng)用氣候區(qū)劃等。Botzan等[8]利用IDM劃分的水文特征建立了新的農(nóng)業(yè)干旱指標(biāo)。Weck[9]根據(jù)IDM建立了德國的氣候模型。Roberts[10]對比了美國西南的亞利桑那州和中國西北的烏魯木齊兩處沙漠地區(qū)的干旱情況。國內(nèi)利用IDM的情況較少，李建芳等[11]對該公式在寶雞地區(qū)進(jìn)行了修正，引入濕潤指數(shù)。王旭東等[12]利用IFM和1961—2008年烏海氣溫、降水等資料計算了相應(yīng)的氣候生產(chǎn)力，并建立了二元回歸評判模型。本研究試圖使用該指數(shù)對膠東半島干旱進(jìn)行研究分析。1.2.2氣候傾向率對于某一

8、時間序列變化的傾向率，可以用該序列的線性變化率來代表。為了判斷變化趨勢的程度是否顯著，一般要求