基于德玛顿干旱指数的胶东半岛干旱分析

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1、基于德玛顿干旱指数的胶东半岛干旱分析-农学论文基于德玛顿干旱指数的胶东半岛干旱分析王冰1，林修栋2，王培涛3，任可4（1烟台市气象局，山东烟台264003；2石岛气象台，山东威海264309；3滨州市气象局，山东滨州256600；4莱州市气象局，山东烟台261400）摘要：本研究为加强对胶东半岛干旱的研究，为地方制定抗旱减灾政策提供参考，减轻干旱、旱灾带来的影响，根据胶东半岛24个气象观测站1971—2012年的气温及降水资料，对该区域的气温和降水变化趋势进行统计分析，然后利用德玛顿干旱指数对胶东半岛的干旱进行评估。研究发现，胶东半岛的年及四季的平均气

2、温呈明显上升趋势；降水量变化不明显，春季和夏季呈增加趋势，秋季和冬季呈减少趋势，增加和减少的幅度相当。以此导致了未来中旱发生次数将增加，重旱发生次数将减少。德玛顿干旱指数在一定程度上能够较好地描述胶东半岛的干旱，但对某些情况把握不佳。关键词：德玛顿干旱指数；胶东半岛；干旱；气温；降水；统计分析中图分类号：P426.2+2文献标志码：A论文编号：cjas16010016基金项目：山东省气象局2014年科学技术研究项目“气候条件对牟平小麦玉米生长发育影响的研究”(sdqx2014xm13)；烟台市气象局2013年科学技术研究项目“烟台地区干旱特征分析”(Y

3、TQX2013005)。第一作者简介：王冰，男，1982年出生，山东诸城人，工程师，硕士，主要从事农业气象、防灾减灾研究等工作。通信地址：264003山东省烟台市莱山区海林路33号烟台市气象局，E-mail：[emailprotected]。收稿日期：2016-01-22，修回日期：2016-02-22。0引言胶东半岛位于山东半岛东部，属鲁东丘陵区，在气候上属于暖温带大陆性季风气候，年降水量650~850mm。其中，半岛南部地区的降水量在800mm以上；西北部地区滨海平原约600mm。年降水量约60%集中于夏季，强度大，常出现暴雨，降水年均相对变率约2

4、0%，当地素有“十年九旱”的说法。有研究表明，进入1990s以后，该地区由湿润区转为半湿润区[1]。干旱作为胶东半岛的主要影响气象灾害，开展针对干旱的研究，减轻减免旱灾的出现，有着非常重要的意义。之前对胶东半岛干旱的研究大多集中在较小的范围，如王冰等[2]利用SPI指数对烟台干旱特征进行了分析；李佶椿[3]建议通过合理配置水资源，制定中长期水利建设规划，大力推行节约用水等措施来减轻地处胶东半岛西北部的招远市干旱影响。或对降水、气温等变化进行分析，如刘德林等[4]以大沽夹河为例，分析胶东半岛丘陵区典型流域气温—降水的变化特征；田清等[5]分析了胶东半岛近

5、50年气温和降水的变化特征，发现其降水量于1980年前后开始明显减少，而后气温于1990年前后突然上升。上述研究对胶东半岛的干旱全面性的评价、评估仍缺乏。因此，笔者通过对胶东半岛的气温、降水特征进行统计分析，应用干旱指数对干旱进行描述，以期得到胶东半岛气候变化特征，为当地防灾减灾工作提供参考。1资料与方法1.1数据来源及预处理选用胶东半岛的24个国家级气象观测站1971—2012年42年的降水和气温资料。其中，福山的气象资料始于1981年，故1971—1980年间其对应资料通过插值生成。其间多个台站迁移站址，但满足中国气象局对观测资料一致性的相关规定。

6、为便于描述，1971—1980为20世纪70年代，记为1970s，相应的有1980s、1990s、2000s，2001—2012年视为2010s。1.2研究方法1.2.1干旱指数德玛顿干旱指数[6（]DeMartonneAridityIndex，即IDM），见公式(1)。式中，R和T分别代表月累计降水和月平均气温。当计算值小于10时，表明重度干旱，农作物亟需人工进行灌溉；当计算值在10~30之间时，表明中等干旱，农作物需加强灌溉及助锄保墒；当计算值大于30，表明气候湿润，降水充沛，作物无需进行灌溉。德玛顿干旱指数由于其资料获取及计算过程的便易性，且与作

7、物和水分的对应性强[7]。自20世纪20年代末提出后广泛应用气候区划等。Botzan等[8]利用IDM划分的水文特征建立了新的农业干旱指标。Weck[9]根据IDM建立了德国的气候模型。Roberts[10]对比了美国西南的亚利桑那州和中国西北的乌鲁木齐两处沙漠地区的干旱情况。国内利用IDM的情况较少，李建芳等[11]对该公式在宝鸡地区进行了修正，引入湿润指数。王旭东等[12]利用IFM和1961—2008年乌海气温、降水等资料计算了相应的气候生产力，并建立了二元回归评判模型。本研究试图使用该指数对胶东半岛干旱进行研究分析。1.2.2气候倾向率对于某一

8、时间序列变化的倾向率，可以用该序列的线性变化率来代表。为了判断变化趋势的程度是否显著，一般要求