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时空Moran散点图及其在中国干旱时空聚集区识别中的应用 被引量:3
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作者 王峥 程昌秀 李畅 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第7期1301-1311,共11页
干旱灾害给整个自然灾害体系带来的经济损失最为严重,也是目前检测难度较高的自然灾害之一。SaTScan在灾害时空聚集区的识别中已有应用,但其存在参数设定困难、识别区域不够精确等问题。本文对Moran散点图和局部空间关联指标(Local Indi... 干旱灾害给整个自然灾害体系带来的经济损失最为严重,也是目前检测难度较高的自然灾害之一。SaTScan在灾害时空聚集区的识别中已有应用,但其存在参数设定困难、识别区域不够精确等问题。本文对Moran散点图和局部空间关联指标(Local Indicators of Spatial Association,LISA)进行时空扩展,提出了一种时空Moran散点图的方法,根据研究者对关注现象阈值及置信程度的要求,筛选出符合条件的点,并将其绘制在对应的时空坐标系上,从而得到时空聚集区。以2009—2014年中国干旱时空聚集区识别为例,结果表明:(1)时空Moran散点图识别到的干旱时空聚集区与实际基本相符,验证了方法的有效性;同时,与时空扫描法相比,该方法具有识别结果边界清晰、精确,参数设置容易等优点;(2)2009年和2011年呈现大范围、较强的干旱时空聚集区,2010年和2014年出现局部、较强的干旱时空聚集,而2012年和2013年的干旱时空聚集情况较轻。综合来看,2009—2014年干旱时空聚集区主要出现在云贵川、东北、黄淮地区和长江中下游等地区。 展开更多
关键词 时空聚集区 时空扩展 Moran散点图 LISA SaTScan 干旱 干旱识别 nspei
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基于Copula的横断山区非平稳性气象干旱特征 被引量:3
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作者 刘瑞琳 孙鹏 +4 位作者 张强 卞耀劲 马梓策 邹逸凡 吕胤峰 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2022年第1期213-223,共11页
为评估气候变化背景下横断山区的干旱时空演变特征规律,基于1961—2019年横断山区94个气象站逐月气象数据计算得到非平稳的标准化降水蒸散指数(NSPEI)表征气象干旱,并利用游程理论、单变量和多变量Copula方法,揭示干旱特征在不同重现期... 为评估气候变化背景下横断山区的干旱时空演变特征规律,基于1961—2019年横断山区94个气象站逐月气象数据计算得到非平稳的标准化降水蒸散指数(NSPEI)表征气象干旱,并利用游程理论、单变量和多变量Copula方法,揭示干旱特征在不同重现期下的联合分布特征。结果表明:(1)横断山区发生干旱的频次在33%~80%,南部高于北部,对于不同干旱程度,轻旱比极旱高48%左右,重旱和极旱主要集中在南部,轻旱和中旱基本上在整个横断山区都发生过,但是依然南部高于北部。横断山区不同月尺度的干旱程度存在空间差异性。秋季和夏季的干旱程度小于冬季和春季,3月份的干旱程度要高于其他月份,干旱程度为20.97~38.10。(2)广义帕累托分布函数(GP)是干旱历时的拟合最优单变量分布函数,广义极值分布函数(GEV)是干旱烈度的拟合最优单变量分布函数,Gaussian函数是拟合效果最优的Copula分布函数。(3)干旱烈度的空间分布特征和干旱历时几乎一致,横断山区出现长历时、高烈度概率南部小于北部。大于10年一遇的干旱历时可以超过一年,大于50年一遇的干旱烈度可以达到100。空间分布上,横断山区北部呈现东西向分布,受到纬度影响,在中部和南部呈现南北向的分布主要受到纵向岭谷的地形制约。(4)干旱历时>10.07,干旱烈度>36.96的联合重现期>0.01,同现重现期<0.01,即联合重现期>预定重现期>同现重现期,联合重现期横断山区的中西部缘区和中南部的部分地区联合重现期高于横断山区的其他区域,同现重现期的空间分布与联合重现期相反。总体而言,从干旱频次上来看,横断山区总体上南部要高于北部,而干旱程度北部要高于南部,同时在不同的重现期下,北部干旱风险要高于南部,因此未来在干旱风险防范方面要关注到横断山区的北部地区。 展开更多
关键词 nspei 游程理论 COPULA函数 重现期
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基于Copula函数的淮河流域非平稳气象干旱特征研究 被引量:2
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作者 王易 姚蕊 +1 位作者 孙鹏 葛晨昊 《水利水电技术(中英文)》 北大核心 2024年第11期26-38,共13页
【目的】淮河流域干旱时空变化显著,部分地区易发生严重干旱,研究其干旱特征对于该地区的农业生产、水资源管理以及生态保护等方面都具有重要的作用。【方法】对1980—2019年淮河流域195个气象站点月非平稳的标准化降水蒸散指数(NSPEI)... 【目的】淮河流域干旱时空变化显著,部分地区易发生严重干旱,研究其干旱特征对于该地区的农业生产、水资源管理以及生态保护等方面都具有重要的作用。【方法】对1980—2019年淮河流域195个气象站点月非平稳的标准化降水蒸散指数(NSPEI)数据进行分析研究该地区的气象干旱,并通过游程理论识别历史干旱事件提取出干旱历时、干旱烈度,而后对干旱历时和干旱烈度依次使用用单变量函数和多变量Copula函数进行分析。【结果】结果显示:淮河流域干旱事件主要表现为轻旱和中旱,分别占干旱事件总数的39%和47%,且主要分布在流域西北部和南部,极旱事件极少。Generalized Pareto函数在对干旱历时、干旱烈度的单变量分布拟合都为最合适,87个站点显示t-Copula函数为拟合效果最好的的联合分布函数。重现期在20a以上时,干旱历时和干旱烈度的空间分布特征大致相同,高值区为流域西南部。联合重现期和同现重现期概率空间分布随着重现期增长几乎不变,同现重现期高值区主要为流域南部和西部。【结论】结果表明:淮河流域的干旱事件以月内中旱、季内轻旱和季内中旱为主,极端干旱发生频率很低;随着重现期增大,干旱历时和干旱烈度的高值区主要分布在淮河流域西南部,因此该区域的干旱灾害风险最大;联合重现期和同现重现期的空间分布特征变化不显著,当重现期为100 a时西南部会发生干旱历时可达10.8个月,干旱烈度可达11.9的长历时高烈度的干旱事件。 展开更多
关键词 非平稳气象干旱 干旱特征 COPULA函数 淮河流域 气候变化 非平稳标准化降水蒸散指数(nspei) 水资源 极端干旱
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基于非平稳的淮河流域干旱时空演变特征研究 被引量:3
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作者 胡玉乾 胡磊 +3 位作者 孙鹏 温庆志 冯安兰 刘威 《北京师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期116-124,共9页
基于非平稳性标准化降水蒸散指数(non-stationary standardized precipitation evapotranspiration index,NSPEI)表征气象干旱程度,运用游程和Copula理论识别气象干旱特征演变规律,分析淮河流域干旱持续时间与烈度及干旱时间与强度的联... 基于非平稳性标准化降水蒸散指数(non-stationary standardized precipitation evapotranspiration index,NSPEI)表征气象干旱程度,运用游程和Copula理论识别气象干旱特征演变规律,分析淮河流域干旱持续时间与烈度及干旱时间与强度的联合频率特征,并初步揭示干旱对植被覆盖度的影响.研究结果表明:1)淮河流域中部NSPEI较低,区域内68%的站点NSPEI呈上升趋势,淮河沿岸及其以南地区干旱程度增强;2)长历时、高强度的干旱事件主要集中在南部大别山区与蚌埠附近,高烈度干旱事件集中分布在中北部定陶附近,干旱事件历时集中在0.5~1.5个月,烈度基本<3,强度大多为10~30;3)干旱事件历时与烈度联合重现期低值(1.6 a)集中出现在信阳、蚌埠、菏泽附近地区,历时与强度联合重现期低值(1.7 a)同样集中出现在信阳、蚌埠站附近;4)1990-2015年淮河流域耕地面积减少2.01%,建设用地增加2.07%,土地利用类型变化集中在区域北部,区域内NDVI变化趋势通过95%显著性检验的面积仅占0.89%,植被覆盖度变化趋势不明显,干旱对其影响小. 展开更多
关键词 非平稳性标准化降水蒸散指数 游程理论 COPULA函数 淮河流域
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