随着气候变化加剧干旱风险,精准监测干旱对水资源管理和生态保护至关重要。标准化蒸散发亏缺指数(SEDI)与标准化降水蒸散指数(SPEI)作为新一代干旱监测指标,其适用性研究具有显著的理论与应用价值。文中基于CiteSpace软件对2010—2025年...随着气候变化加剧干旱风险,精准监测干旱对水资源管理和生态保护至关重要。标准化蒸散发亏缺指数(SEDI)与标准化降水蒸散指数(SPEI)作为新一代干旱监测指标,其适用性研究具有显著的理论与应用价值。文中基于CiteSpace软件对2010—2025年间CNKI与Web of Science核心数据库的652篇中英文文献进行可视化分析,系统梳理了SEDI与SPEI的研究趋势、热点及区域适用性。核心发现与突破在于:1)机理互补与精度提升:SEDI基于实际蒸散发亏缺(P-AET),对植被水分胁迫高度敏感,在干旱半干旱区(PET/P>1.5)监测误差较传统指数降低62%;SPEI基于降水与潜在蒸散差值(P-PET),在多时间尺度气象干旱表征中误差降低35%,突破SPI忽视温度影响、PDSI参数复杂的局限。2)动态阈值模型的突破:基于Budyko水热耦合理论,创新性建立了以PET/P比值为核心的动态阈值模型(阈值1.5),明确了干旱半干旱区优先适用SEDI、湿润区优选SPEI、过渡区需双指数交叉验证的区域适用原则,显著提升了不同气候区干旱监测的针对性和准确性。3)实际应用成果:研究表明,SEDI在季风区雨季可提前2—3周识别干旱信号,为农业灌溉决策提供关键时间窗口;融合高分卫星数据的SEDI/SPEI协同应用在国内已实现30m/日级高精度监测,为黄河流域等脆弱生态区干旱风险管理提供了有力支撑。由此可见,SEDI与SPEI通过其互补机理与区域适配性,在提升干旱监测精度、时效性及生态响应表征方面取得了实质性突破,但仍需在复杂下垫面适应性、数据融合模型等方面深化研究。展开更多
为了寻求合理简化的流域地形指数水文模型TOPMODEL(Topographic Index model)用于大尺度的陆面模式,推导了土壤表层饱和导水率k0、衰减因子f和地下水补给速率R空间都可变的扩展的TOPMODEL,并将f空间非均匀分布的TOPMODEL与陆面模式SSiB...为了寻求合理简化的流域地形指数水文模型TOPMODEL(Topographic Index model)用于大尺度的陆面模式,推导了土壤表层饱和导水率k0、衰减因子f和地下水补给速率R空间都可变的扩展的TOPMODEL,并将f空间非均匀分布的TOPMODEL与陆面模式SSiB4耦合(SSiB4/GTOP)。通过耦合模型在f空间非均匀条件下进行实际流域的水文模拟,分析f空间非均匀对流域土壤湿度、蒸散发、地表径流、基流和总径流的影响。主要结论有:(1)k0和R的空间变化并不改变经典TOPMODEL原有关系式,只要定义新的地形指数,k0和R空间非均匀TOPMODEL与空间均匀的TOPMODEL并无区别;(2) f空间变化条件下由于局地的地下水埋深还与局地的f值有关,地形指数相同的区域具有水文相似性这一结论不再成立;(3)与f空间均匀的模拟结果相比较,f随海拔高度h i增加而线性减小使模拟的流域土壤湿度、地表径流和流域蒸散减小但使基流和总径流增加;(4) f空间非均匀对流域水文模拟结果有影响,但其影响明显小于流域地形因子的影响。展开更多
文摘随着气候变化加剧干旱风险,精准监测干旱对水资源管理和生态保护至关重要。标准化蒸散发亏缺指数(SEDI)与标准化降水蒸散指数(SPEI)作为新一代干旱监测指标,其适用性研究具有显著的理论与应用价值。文中基于CiteSpace软件对2010—2025年间CNKI与Web of Science核心数据库的652篇中英文文献进行可视化分析,系统梳理了SEDI与SPEI的研究趋势、热点及区域适用性。核心发现与突破在于:1)机理互补与精度提升:SEDI基于实际蒸散发亏缺(P-AET),对植被水分胁迫高度敏感,在干旱半干旱区(PET/P>1.5)监测误差较传统指数降低62%;SPEI基于降水与潜在蒸散差值(P-PET),在多时间尺度气象干旱表征中误差降低35%,突破SPI忽视温度影响、PDSI参数复杂的局限。2)动态阈值模型的突破:基于Budyko水热耦合理论,创新性建立了以PET/P比值为核心的动态阈值模型(阈值1.5),明确了干旱半干旱区优先适用SEDI、湿润区优选SPEI、过渡区需双指数交叉验证的区域适用原则,显著提升了不同气候区干旱监测的针对性和准确性。3)实际应用成果:研究表明,SEDI在季风区雨季可提前2—3周识别干旱信号,为农业灌溉决策提供关键时间窗口;融合高分卫星数据的SEDI/SPEI协同应用在国内已实现30m/日级高精度监测,为黄河流域等脆弱生态区干旱风险管理提供了有力支撑。由此可见,SEDI与SPEI通过其互补机理与区域适配性,在提升干旱监测精度、时效性及生态响应表征方面取得了实质性突破,但仍需在复杂下垫面适应性、数据融合模型等方面深化研究。
