米紅波，譚桂容，彭　潔，卿湘濤，單　丹

(1.南京信息工程大學，江蘇　南京　210044; 2.湖南省湘西自治州氣象局，湖南　吉首　416000；3.湖南省岳陽市氣象局，湖南　岳陽　414000)

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基于CI指數(shù)的湘西自治州干旱變化特征

米紅波1,2，譚桂容1，彭潔3，卿湘濤2，單丹2

(1.南京信息工程大學，江蘇南京210044; 2.湖南省湘西自治州氣象局，湖南吉首416000；3.湖南省岳陽市氣象局，湖南岳陽414000)

摘要：利用湖南省湘西自治州8個氣象臺站1960～2013年逐日氣溫和降水資料，計算逐日CI干旱指數(shù)，按照干旱過程方法統(tǒng)計年、季的干旱天數(shù)及強度指數(shù)，運用趨勢分析、M-K檢驗、小波分析等方法，統(tǒng)計分析湘西自治州的干旱時空變化特征。結(jié)果表明：由于地理位置及地形的差異，湘西自治州年干旱強度、干旱天數(shù)、出現(xiàn)頻率因季節(jié)不同而存在一定的差異，其中夏秋季干旱對年干旱的影響最大；干旱存在多個顯著的活動周期，但不同季節(jié)也有所差異；年干旱變化有加強趨勢，而春、夏季干旱也表現(xiàn)出加強趨勢，僅冬季干旱略有減弱。M-K突變檢驗顯示，年干旱有加強趨勢，但未出現(xiàn)顯著性突變；春、夏季干旱變化不存在突變；秋季，干旱強度經(jīng)歷了由明顯偏弱到波動較大再轉(zhuǎn)為偏強的突變過程，突變年份為1989年，而干旱天數(shù)經(jīng)歷了偏少到偏多的突變過程，突變年份為1970年；冬季干旱強度存在明顯減弱的突變現(xiàn)象，突變年份為1989年。

關(guān)鍵詞：湘西自治州；CI指數(shù)；趨勢分析；小波分析；M-K檢驗

引言

隨著全球氣候的變暖，干旱在全球和區(qū)域尺度上發(fā)生的頻率和強度日趨嚴重，造成的經(jīng)濟損失占國民經(jīng)濟比重越來越大[1-2]。國內(nèi)氣象工作者對氣象干旱及其指標進行了大量研究，比較常見的氣象干旱指標有降水距平百分率、Z 指數(shù)、標準化降水指數(shù)(SPI)、Palmer 干旱指數(shù)(PDSI)和綜合氣象干旱指數(shù)(CI)等，這些指數(shù)均在干旱監(jiān)測業(yè)務(wù)和研究中發(fā)揮了作用[3-16]。然而，降水距平百分率、Z指數(shù)、SPI指數(shù)是僅以降水量變化描述干旱程度的單因素指數(shù)，無法全面反映干旱變化狀況；Palmer干旱指數(shù)計算復(fù)雜，且在旱情等級界定上主觀因素等局限性，不適于大范圍推廣[3]；而CI指數(shù)同時考慮降水和蒸發(fā)能力因子，較單純利用降水量的干旱指數(shù)具有較大的優(yōu)越性[4]，成為目前中國氣象局干旱業(yè)務(wù)預(yù)報中采納的干旱監(jiān)測指標之一。

湘西自治州位于湖南省西北部、云貴高原東側(cè)的武陵山區(qū)，面積約1.5萬km2，屬典型的喀斯特地形，褶皺斷裂多，巖溶發(fā)育強烈，形成“八山一水一分田” 的特殊地形地貌，造成保水蓄水能力差。因此，干旱是湘西自治州主要氣象災(zāi)害之一，據(jù)統(tǒng)計，1950年代以來，該自治州發(fā)生了6次特大干旱(1959、1960、1972、1981、1992和2013年)，干旱不僅造成糧食大幅度減產(chǎn)，亦給其它行業(yè)造成嚴重的影響[2]。如2013年6月中旬至8月中旬湘西州發(fā)生的特大干旱，有6項氣象要素刷新歷史記錄極值，全州168.87萬人受災(zāi)，受旱總面積達19.94萬hm2，直接經(jīng)濟損失28.43億元[17]。本文基于綜合氣象干旱指數(shù)CI，利用湘西自治州8個氣象臺站1960～2013年逐日氣溫和降水資料，分析研究其干旱發(fā)生的氣候特征及變化趨勢，為干旱預(yù)測及宏觀決策、抗旱避災(zāi)提供科學依據(jù)。

1方法

1.1干旱指數(shù)和干旱強度

干旱指數(shù)采用《氣象干旱等級》(GB/T20481-2006)推薦的綜合氣象干旱指數(shù)(CI)[18]，它是利用近30 d(相當月尺度)和近90 d(相當季尺度)降水量標準化指數(shù)，以及近30 d相對濕潤度指數(shù)綜合計算得出。其計算公式為：

(1)

式中：a為近30 d標準化降水系數(shù)，平均取0.4；b為近90 d標準化降水系數(shù)，平均取0.4；c為近30 d相對濕潤度系數(shù)，平均取0.8；Z30、Z90分別為近30 d、90 d標準化降水指數(shù)SPI；M30為近30 d相對濕潤度指數(shù)。

根據(jù)(1)式，利用前期平均氣溫、降水量數(shù)據(jù)滾動計算出每天的CI值，并按值的大小劃分干旱等級，一般以CI值≤-0.6為輕旱。當CI指數(shù)連續(xù)10 d達輕旱時，則確定為發(fā)生1次干旱過程，其開始日為第1天CI指數(shù)達輕旱以上等級的日期。在干旱發(fā)生期內(nèi)，當CI指數(shù)連續(xù)10 d為無旱等級時，干旱解除，干旱過程結(jié)束，結(jié)束日期為最后1天CI指數(shù)達無旱等級的日期。干旱過程開始到結(jié)束期間的時間為干旱持續(xù)時間。

干旱強度是干旱過程內(nèi)CI指數(shù)為輕旱及以上的CI值之和，其值越小干旱強度越強；干旱天數(shù)為干旱過程內(nèi)所有輕旱及以上的干旱天數(shù)。

利用湘西自治州8個氣象臺站1960～2013年逐日氣溫和降水資料，計算逐日CI干旱指數(shù)。

1.2統(tǒng)計方法

采用線性分析、Morlet小波分析和M-K突變檢驗等方法分析干旱的變化趨勢、干旱強度及干旱天數(shù)的周期變化及其突變特征[19-23]。

季節(jié)劃分標準為：3～5月為春季，6～8月為夏季，9～11月為秋季，12月至次年2月為冬季；按年進行統(tǒng)計的時段為1～12月。對于跨季節(jié)的干旱過程，如果某一頭(開始或結(jié)尾)不到10 d，則計入干旱天數(shù)較長的那個季節(jié)；如果兩頭(開始和結(jié)尾)超過10 d，即按所在季節(jié)實際天數(shù)分別計入所在季節(jié)。對于跨年的干旱過程的干旱強度與干旱天數(shù)的統(tǒng)計方法與跨季節(jié)的干旱過程類似。

2結(jié)果分析

2.1湘西干旱空間分布特征

2.1.1年干旱分布

表1是1960～2013年間湘西自治州干旱過程的統(tǒng)計結(jié)果?？梢钥闯?，近54 a湘西年平均干旱過程發(fā)生次數(shù)為1.7～2.1次，最多一年曾出現(xiàn)5次干旱過程，出現(xiàn)在湘西東、北邊緣的瀘溪、永順、龍山3個地區(qū)；年平均干旱天數(shù)為56～73 d，最多達180 d以上，而干旱過程平均天數(shù)為34.3～39.3 d，最多達179 d，干旱天數(shù)大致上是東北部、東南部多，中西部少(圖1a)；年平均干旱強度為-71.6～-94.0，每次過程平均強度為-43.4～-52.2，基本上是東部強(古丈例外)、西部弱，與干旱天數(shù)的空間分布相似(圖1b)。綜上所述，干旱第1極值為瀘溪，其次為永順。年干旱出現(xiàn)頻率為85%～94%，其空間分布表現(xiàn)為南北多、中部少的特征(圖1c)。

表1　湘西自治州年干旱過程統(tǒng)計

圖1　1960～2013年湘西自治州年平均干旱天數(shù)(a，單位:d)、強度(b)、頻率(c，單位:%)的空間分布

2.2.2季節(jié)干旱分布

圖2和表2分別給出湘西自治州各季節(jié)平均干旱天數(shù)、強度和頻率的空間分布及干旱極值。可以看出，春季是湘西自治州出現(xiàn)干旱最少的季節(jié)，平均干旱次數(shù)只有0.2～0.4次，最多一年曾出現(xiàn)過2次干旱過程，干旱幾率為24%～39%，呈現(xiàn)自南北向中間遞減的空間分布(圖2a)；春季干旱平均天數(shù)為5.8～11.6 d，大致表現(xiàn)出南北兩邊多、中間少的分布特征(圖2b)，過程平均天數(shù)為20.5～30.9 d；春季干旱強度指數(shù)平均為-14.8～-6.8，過程平均強度指數(shù)可達-40.0～-25.7，呈現(xiàn)出與干旱天數(shù)相似的分布特征(圖2c)。春季，由于北方冷空氣頻繁南下，加之西太平洋副熱帶高壓開始加強北抬[24]，湘西自治州的中部易受冷暖空氣共同影響而出現(xiàn)降水，干旱出現(xiàn)頻率較低。

夏季，干旱平均發(fā)生次數(shù)為0.6～0.7次，最多一年出現(xiàn)過3次，干旱頻率為46%～63%，表現(xiàn)為自東南向西北遞減的空間特征(圖2d)；平均干旱天數(shù)多于春季，為18.4～23.7 d，而空間分布與春季截然相反，具有西北部、西南部少，中東部多的特征(圖2e)，干旱過程平均天數(shù)為30.8～35.4 d；干旱強度指數(shù)強于春季，平均為-29.11～-23.15，過程平均強度指數(shù)為-44.57～-37.11，干旱強度指數(shù)的空間分布與干旱頻率相似，基本上是北部弱、南部強，且自東南向西北減弱(圖2f)。

秋季，是湘西自治州發(fā)生干旱最頻繁、強度最強的季節(jié)。其干旱發(fā)生次數(shù)平均為0.6～0.8次，最多一年出現(xiàn)3次干旱過程，干旱頻率為56%～69%，表現(xiàn)出類似夏季的分布特征，即中北部少和南部多(圖2g)；平均干旱天數(shù)最多，為18.8～26.9 d，過程平均天數(shù)為29.7～36.5 d，呈現(xiàn)由西北向東南遞增分布特征(圖2h)；干旱強度指數(shù)為-34.86～-24.36，是干旱強度最強的季節(jié)，過程平均強度指數(shù)為-47.85～-38.86，其空間分布北部、西部弱，東部、南部強(圖2i)。

以上分析可見，湘西自治州夏秋季節(jié)的干旱是東南部強于西北部。從天氣影響系統(tǒng)來看，隨著西太平洋副熱帶高壓的第二次北跳[25]，華南雨季結(jié)束，進入高溫干旱期。若副熱帶高壓主體偏西，本地處于副高控制之下，大部分地區(qū)易達到干旱標準。羅伯良等[26]分析2013年夏季湖南嚴重高溫干旱及其大氣環(huán)流異常特征，指出西太平洋副熱帶高壓強度偏強、西脊點偏西，湖南處在副高控制下，盛行下沉氣流是發(fā)生持續(xù)高溫干旱的直接原因。若副高主體偏東，湘西自治州的西北部位于副高西部的幾率多于東南部，副高西部的午后陣雨過程造成干旱結(jié)束。

冬季，湘西自治州各地的干旱過程較春季略多，發(fā)生次數(shù)為0.4～0.6次，最多一年出現(xiàn)了2次，干旱頻率為33%～52%，其空間分布表現(xiàn)為由東北向西南減少的特征(圖2j)；平均干旱天數(shù)略多于春季，為10.0～14.1 d，過程平均天數(shù)為23.1～26.7 d，基本上是東北、東南部多于中、西南部(圖2k)；干旱強度略強于春季，平均為-19.54～-13.47，過程平均強度指數(shù)為-37.29～-29.67，基本上是西南部弱、東北部強(圖2l)。受孟加拉灣低槽影響，加之滇黔準靜止鋒活躍[27]，由于南北地理位置的差異，湘西自治州冬季干旱北部出現(xiàn)的頻率明顯高于南部，說明冬季其西南部受云貴靜止鋒的影響要強于東北部。

圖2　湘西自治州春、夏、秋、冬季(從上至下)平均干旱頻率(單位：%)、天數(shù)(單位：d)、強度(自左至右)空間分布

平均過程次數(shù)/次春季夏季秋季冬季最多過程次數(shù)/次春季夏季秋季冬季最多天數(shù)/d春季夏季秋季冬季龍山0.40.60.60.6222264766753花垣0.20.60.70.4132246757961保靖0.30.70.70.5122255639164永順0.40.60.80.6222271779158古丈0.30.60.70.5223260927755吉首0.40.70.70.4222266748759瀘溪0.30.70.80.5222244869177鳳凰0.40.60.80.4123272727152最大0.40.70.80.6233272929177最小0.20.60.70.4122244636752

2.2干旱趨勢變化特征

2.2.1年變化趨勢

圖3給出湘西自治州年平均干旱強度指數(shù)和干旱天數(shù)的年變化曲線。干旱強度和干旱天數(shù)具有明顯的年際變化特征，氣候傾向率分別為-2.251/10 a(圖3a)、2.391 d/10 a(圖3b)，均呈現(xiàn)不顯著的增加趨勢(均未通過α=0.05信度檢驗)。其中1967～1975年、1995～2001年是2個干旱逐年增強的時段，1960～1966年、1975～1996年、2008～2013年波動較大，連續(xù)干旱較重的時段為1972～1975年，近期處于干旱年際變化波動較大的時段。綜合干旱天數(shù)及干旱強度的變化趨勢，湘西自治州的干旱呈加強趨勢，該結(jié)果與全球氣候變暖的趨勢一致[28-31]。

圖3　1960～2013年湘西自治州年平均干旱強度(a)與天數(shù)(b)年變化

2.2.2季節(jié)干旱變化趨勢

春季，近54 a間湘西自治州的干旱強度和干旱天數(shù)總體上表現(xiàn)出微弱的上升趨勢，氣候傾向率分別為-1.0 /10 a和0.86 d/10 a，趨勢系數(shù)分別為-0.099和0.119，均未通過α=0.05顯著性檢驗；春季干旱出現(xiàn)幾率較低且波動較大，波動較大的時段有1963～1966年、1978～2000年、2008～2013年，近期處于年際波動較大的時段(圖4a和圖4b)。

夏季，近54 a間干旱強度與干旱天數(shù)整體增加幅度較春季明顯，年變化系數(shù)分別為-2.2/10 a和2.0 d/10 a，趨勢系數(shù)分別為-0.138 、0.164，均未通過α=0.05顯著性檢驗(圖4c和圖4d)?？梢?，夏季干旱強度與干旱天數(shù)都有加強趨勢。

秋季，近54 a間干旱強度變化趨勢不明顯，基本維持平均狀態(tài)，氣候傾向率為-0.032/10 a；干旱天數(shù)呈微弱增加趨勢，氣候傾向率為0.925 d/10 a(未通過α=0.1顯著性檢驗)。干旱強度與天數(shù)年際波動較大，干旱較強時段為1990～2006年，近期處于干旱偏弱時段(圖4e、圖4f)。

冬季，近54 a間干旱強度和干旱天數(shù)的變化趨勢與年、其他季節(jié)變化趨勢相反，呈微弱減弱趨勢，氣候傾向率分別為1.6/10 a、-0.6 d/10 a，趨勢系數(shù)分別為0.126、-0.069，均未通過α=0.05的顯著性檢驗。干旱較強的時段有1968～1975年、2004～2009年，近期處于干旱較弱時段(圖4g、圖4h)。

綜上所述，湘西自治州各季節(jié)的干旱變化趨勢不盡相同，春季與夏季呈加強趨勢，與干旱的年變化趨勢相同，秋季干旱變化趨勢不明顯，而冬季干旱的變化趨勢與年變化相反，呈減弱之勢?？梢姡嫖髯灾沃莸募竟?jié)干旱變化趨勢有同全國干旱趨勢變化一致的特點[32-34]，也有自己獨有的變化特征，其原因值得深入研究。

圖4　1960～2013年湘西自治州四季(從上至下依次為春、夏、秋、冬季)

2.3周期分析

2.3.1年周期特征

圖5給出湘西自治州年干旱強度指數(shù)及干旱天數(shù)的Morlet小波功率譜?？梢钥闯?，年干旱強度指數(shù)(圖5a)與干旱天數(shù)(圖5b)的Morlet小波功率譜極其相似，1960年代中后期至1970年代，存在顯著的準7 a變化周期，1980～1990年代初期的變化周期則以3～4 a更為顯著，而2010年以后，開始呈現(xiàn)較為明顯的2 a左右的變化周期?？偟膩碚f，過去的54 a中，湘西自治州干旱變化呈現(xiàn)出逐漸加強的趨勢，周期由年代際變化逐漸向年際變化轉(zhuǎn)變。

圖5　1960～2013年湘西自治州年干旱強度指數(shù)(a)與干旱天數(shù)(b)Morlet小波功率譜

2.3.2季節(jié)周期特征

圖6是湘西自治州各季節(jié)干旱強度指數(shù)及天數(shù)的Morlet小波功率譜?？梢钥闯觯杭?，干旱強度指數(shù)(圖6a)及干旱天數(shù)(圖6b)變化周期略有不同，1980年代中期至2000年代，均存在較明顯的準10 a變化周期，1980年代中后期及最近10 a均存在較明顯的準3 a、準2 a變化周期；干旱強度指數(shù)在1980年代中期左右還存在較明顯的4 a變化周期，而干旱天數(shù)在1990年代中后期還存在較明顯的3～4 a活動周期。夏季，干旱強度指數(shù)(圖6c)及干旱天數(shù)(圖6d)的變化周期差異較大，2000年代和2010年以后二者分別存在準4 a、準2 a的活動周期，其他時段干旱天數(shù)通過顯著性檢驗的年份略多些。秋季，干旱強度指數(shù)(圖6e)及干旱天數(shù)(圖6f)的變化周期相似，其中1973～1995年存有明顯的準6 a周期，1976～1982年、1990～1995年存有2～3 a的活動周期，另外，干旱天數(shù)還在2010年左右存在2 a的變化周期。冬季，干旱強度指數(shù)(圖6g)及干旱天數(shù)(圖6h)主要存在3個較明顯的變化周期，分別是準8 a、準5 a、準3 a。其中，準8 a的活動周期通過顯著性檢驗的時段為1965～1977年、2000～2013年，但二者通過顯著性檢驗的時段略有差別；準6 a活動周期通過顯著性檢驗的時段為1975～1994年；準3 a 活動周期通過顯著性檢驗的時段為1996～2012年。

2.4突變分析

應(yīng)用M-K方法對湘西自治州年、季干旱強度及干旱天數(shù)的時間序列進行突變檢測，其中UF為時間序列順序統(tǒng)計曲線，UB為時間序列逆序統(tǒng)計曲線，設(shè)定顯著性水平α=0.05(其臨界線Uα=±1.96)。如果UF趨勢變化通過Uα置信度檢驗，可知其趨勢變化特征通過了顯著性檢驗，同時UF和UB曲線的交叉點位于臨界線之間可確定該點為突變開始點。

2.4.1年干旱突變特征

年干旱強度與干旱天數(shù)的M-K檢驗表明(圖略)，在1972年以前干旱天數(shù)的UF值為負，從1972年開始轉(zhuǎn)為正值，UF曲線均未超出±1.96臨界線，說明1972年以前干旱偏弱，從1972年開始干旱偏強，但未出現(xiàn)顯著突變；干旱強度在1972年前UF為正值(偏弱)，從1972年開始UF為負值(偏強)，未出現(xiàn)明顯的偏強趨勢。可見，湘西自治州年干旱強度和干旱天數(shù)均未發(fā)生顯著突變。

圖6　1960～2013年湘西自治州春季(a，b)、夏季(c，d)、秋季(e，f)和冬季(g，h)

2.4.2季節(jié)干旱突變特征

圖7給出1960～2013年湘西自治州各季節(jié)的干旱強度與干旱天數(shù)時間序列的M-K檢驗結(jié)果?？梢钥闯?，春季，干旱強度(圖7a)與干旱天數(shù)(圖7b)時間序列的UF和UB曲線均有超出臨界線，但2條曲線均未相交，故而均無突變現(xiàn)象。夏季，干旱強度(圖7c)時間序列的UF和UB曲線僅在2013年出現(xiàn)了交點，故在分析時段內(nèi)未發(fā)生突變；而干旱天數(shù)(圖7d)時間序列的UF和UB曲線有若干個交點，但UF或UB曲線處于波動狀態(tài)，無明顯變化趨勢，故而也未發(fā)生突變。秋季，干旱強度(圖7e)1976年以前經(jīng)歷了由明顯偏強(1967年，UF線超過1.96臨界線)到偏弱的過程，隨后圍繞0線波動；干旱天數(shù)(圖7f)經(jīng)歷了由偏少到偏多的過程，突變年份為1970年。冬季，干旱強度(圖7g)在1969年前波動較大，1970年開始逐步加強到明顯偏強(1973～1975年，UF線低于-1.96)，從1975年開始逐步減弱，突變時間出現(xiàn)在1984年；干旱天數(shù)(圖7h)的M-K檢驗結(jié)果與干旱強度類似，以1973～1975年干旱最強(UF線超過1.96)，此后逐步減弱，UF與UB曲線僅在2013年出現(xiàn)交點，故在分析時期內(nèi)未發(fā)生突變。

圖7　1960～2013年湘西自治州各季節(jié)的干旱強度與干旱天數(shù)時間序列的M-K突變檢驗

3結(jié)論與討論

(1)湘西自治州干旱存在較明顯的地域差別。年干旱天數(shù)與干旱強度指數(shù)呈東強西弱的分布特征，但各季節(jié)的干旱空間分布與年分布并不一致，其中夏、秋季都為東南強、西北弱；冬季為東北強、西南弱；春季為南、北強，中部弱。從干旱過程年出現(xiàn)頻率來看，其空間分布與年干旱強度、干旱天數(shù)并不一致，年過程出現(xiàn)頻率為南、北部高，中部低的特征。各季節(jié)干旱出現(xiàn)頻率差異較大，但與干旱強度與天數(shù)的空間分布基本一致。湘西自治州干旱的空間分布特征可能與影響本地夏季(西太平洋副熱帶高壓)及冬季(滇黔準靜止鋒)的主要天氣系統(tǒng)有關(guān)。

(2)湘西自治州干旱年變化特征呈現(xiàn)略有增強的趨勢，不同季節(jié)干旱變化趨勢有一定差別，其中春、夏季變化趨勢與年變化趨勢同步，以夏季增強最為明顯，秋季干旱變化趨勢不明顯，而冬季干旱略有減弱趨勢。

(3)湘西自治州的年干旱變化主要存在3個變化周期，分別是6～8 a、3～4 a、2 a，干旱周期有從年代向年際轉(zhuǎn)換的趨勢。不同季節(jié)的干旱變化顯著周期有一定差別，其中春季存在較明顯的準10 a、準3 a變化周期，夏季主要為準4 a變化周期，同時春、夏季在近10 a還存在較明顯的準2 a變化周期；秋季干旱變化的顯著周期為準7 a、3 a、2 a，但近年的干旱周期不明顯；冬季存在顯著的準8 a、5 a、2 a變化周期，近年處于準8 a變化周期中。張劍明等[14]分析湖南氣象干旱天數(shù)的時空變化特征，發(fā)現(xiàn)湘西自治州南部的干旱天數(shù)存在2～3 a、4 a和6 a的準周期，而其北部有3～5 a 、準9 a的變化周期，其中南部的變化周期與本文的結(jié)果一致，而北部的準9 a變化周期與本文春季準10 a、冬季準5 a變化周期類似。吳賢云等[35]研究1960～2001年長江中游地區(qū)旱澇特點，發(fā)現(xiàn)長江中游地區(qū)(包括湘西州)干旱具有準2 a、4 a、5 a周期變化，這一結(jié)論與本文的一致；同時認為從1980年代開始2 a周期變化不再明顯，但在2010年前后2 a周期又開始明顯，說明2 a周期是湘西自治州干旱的一個重要特征。

本文對湘西自治州干旱過程僅進行了年、季的差異分析，而未進行跨季節(jié)的干旱分析，這在實際服務(wù)過程及日常預(yù)報中也是很重要的。另外，對年、季節(jié)干旱變化趨勢及變化周期的產(chǎn)生原因還需進一步研究。

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Analysis on Drought Characteristics in Xiangxi Autonomous Prefecture of Hu’nan Based on the CI Index

MI Hongbo1,2，TAN Guirong1，PENG Jie3，QING Xiangtao2，SHAN Dan2

(1.NanjingUniversityofInformationScience&Technology,Nanjing210044,China;2.XiangxiAutonomousPrefectureMeteorologicalStationofHu’nanProvince,Jishou416000,China;3.YueyangMeteorologicalBureauofHu’nanProvince,Yueyang414000,China)

Abstract:Based on the daily precipitation and temperature data at 8 weather stations in Xiangxi autonomous prefecture of Hu’nan during 1960-2013, the composite index (CI) of meteorological drought was calculated, firstly. And the drought days and intensity index of annual and seasonal drought were statistically done according to drought process method. The spatial and temporal distribution characteristics of drought intensity and drought days in Xiangxi autonomous prefecture were analyzed by using the trend analysis, Mann-Kendall test and wavelet analysis. The results are as follows: (1) Due to the differences in geographical location and terrain of Xiangxi of autonomous prefecture Hu’nan, there were some differences in drought intensity, drought days and frequency in different seasons, and the drought in summer and autumn had great impacts on the annual drought. (2) The drought in Xiangxi autonomous prefecture during 1960-2013 existed several significant activity period, but there had been some fluidity in different seasons. (3) The drought strengthened in Xiangxi autonomous prefecture in spring and summer during 1960-2013, while that slightly weakened in winter. (4) Although the anuual drought in Xiangxi autonomous prefecture increased in the past 54 years, the mutation wasn’t happened. And the drought in spring and summer was no mutation too, however that in autumn mutated in 1989 for drought intensity and in 1970 for drought days, and mutated with weakening trend in 1989 in winter.

Key words:Xiangxi autonomous prefecture; composite index (CI); trend analysis; wavelet analysis; Mann-Kendall test

中圖分類號：P426.616

文獻標識碼：A

文章編號：1006-7639(2016)-02-0223-11

doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-02-0223

作者簡介：米紅波 (1970- )，男，高級工程師，研究方向為短期氣候預(yù)測與氣象服務(wù). E-mail：mhb8225266@163.com通信作者：譚桂容 (1970- )，女，博士，研究員，研究方向為短期氣候異常及其預(yù)測. E-mail：tanguirong@nuist.edu.cn

基金項目：國家自然科學基金重點項目(41475088)和社會公益性行業(yè)(氣象)專項(GYHY20120616)共同資助

收稿日期：2015-08-24；改回日期：2015-09-26

米紅波，譚桂容，彭潔，等.基于CI指數(shù)的湘西自治州干旱變化特征[J].干旱氣象，2016，34(2)：223-233, [MI Hongbo, TAN Guirong, PENG Jie, et al. Analysis on Drought Characteristics in Xiangxi Autonomous Prefecture of Hu’nan Based on the CI Index[J]. Journal of Arid Meteorology, 2016, 34(2):223-233], doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2016)-02-0223