干旱是一種破壞力極強(qiáng)的自然災(zāi)害,近年來(lái),受氣候變化的影響,干旱在全球的發(fā)生頻率不斷升高,造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)干旱信息是防災(zāi)減災(zāi)的基礎(chǔ)。干旱嚴(yán)重度指數(shù)（DSI）監(jiān)測(cè)全球干旱的能力已經(jīng)得到證實(shí),但在局部區(qū)域的應(yīng)用具有明顯的差異性。為了檢驗(yàn)DSI在省級(jí)尺度的適用性、修正其等級(jí)劃分差異,以山西省為研究區(qū),基于MODISET/PET,以及MODIS和AVHRR的NDVI數(shù)據(jù)集分別得到2001年—2014年的DSI_MODIS和DSI_AVHRR,同時(shí)結(jié)合SPEI,對(duì)三者進(jìn)行了干旱時(shí)空分布的對(duì)比分析;為了證實(shí)SPEI的可靠性,將長(zhǎng)時(shí)序的SPEI與歷史干旱記錄進(jìn)行了比對(duì);為了考察DSI在區(qū)域范圍內(nèi)的誤差,將DSI_MODIS, DSI_AVHRR和SPEI進(jìn)行了時(shí)間頻率與空間分布的比較;最后,以SPEI為參照,基于DSI的原始劃分標(biāo)準(zhǔn),以0.1為步長(zhǎng)調(diào)整DSI_MODIS的干旱等級(jí)閾值,得到了新的干旱等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)DSI_MM;并利用DSI_MM監(jiān)測(cè)了全... 

【文章來(lái)源】：光譜學(xué)與光譜分析. 2020,40(11)北大核心EISCICSCD

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【部分圖文】：

山西省地理位置及DEM

DSI利用NDVI和ET/PET數(shù)據(jù)計(jì)算得到, 是一種計(jì)算簡(jiǎn)便、 準(zhǔn)確性高的全球范圍內(nèi)評(píng)估和監(jiān)測(cè)干旱事件的方法。 基于MODIS的NDVI和ET/PET數(shù)據(jù)集計(jì)算得到DSIMODIS,基于AVHRR的NDVI和MODIS的ET/PET數(shù)據(jù)計(jì)算得到DSIAVHRR。 具體算法為:首先, 計(jì)算月際ET和PET的比值RT, RTi=ETi/PETi;

圖3(a,b,c)分別顯示了三種指數(shù)對(duì)山西省近14年來(lái)干旱信息的監(jiān)測(cè)結(jié)果。 通過(guò)對(duì)比三者監(jiān)測(cè)的干旱時(shí)空分布可以看出: 2001年—2014年間, 三種指數(shù)DSIMODIS, DSIAVHRR和SPEI在各年都表現(xiàn)出由低到高再到低的變化特征。 其中SPEI的平均數(shù)值高于DSI, 且每年的正值均于二月份前后出現(xiàn), 一直持續(xù)到10月份, 即2月—10月表現(xiàn)為無(wú)旱, 11月至次年1月其值為負(fù), 表現(xiàn)出不同程度的干旱。 DSIMODIS和DSIAVHRR均表現(xiàn)為7月—10月份為正值, 監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示為無(wú)旱, 11月至次年6月為負(fù)值, 監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示為不同程度的干旱, 從圖3(b)和(c)可以看出, 二者呈現(xiàn)高度的一致性, 說(shuō)明基于MODIS和AVHRR的DSI具有相同的性能; 進(jìn)一步對(duì)比SPEI與DSI發(fā)現(xiàn), SPEI監(jiān)測(cè)的無(wú)旱時(shí)段不僅明顯早于DSI, 而且持續(xù)時(shí)間也較長(zhǎng)。分析圖3(a)可知, SPEI在2001年1月—9月為負(fù)值, 說(shuō)明全省出現(xiàn)干旱, 其中3月—8月為連續(xù)低值, 呈現(xiàn)出顯著的春夏連旱現(xiàn)象。 2002年4月—11月山西省SPEI為負(fù)值, 其中4月和5月呈現(xiàn)極低值, 表現(xiàn)為重旱現(xiàn)象, 這與已有研究[16]的結(jié)果一致。 山西省氣象臺(tái)指出, 2005年7月中旬山西大部分地區(qū)旬平均氣溫較常年同期偏高, 旬降水量較常年同期偏少; 2010年10月全省平均氣溫與常年持平, 各地降水量比歷年同期偏少近三成。 SPEI在2005年和2010年相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)上的數(shù)值均為負(fù), 明顯較同年其余月份低, 而以上干旱信息在DSIMODIS和DSIAVHRR中表現(xiàn)并不明顯。 因此, 不僅證實(shí)了SPEI優(yōu)于DSI的干旱監(jiān)測(cè)和捕捉能力, 而且說(shuō)明SPEI具有精準(zhǔn)的干旱捕捉能力。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于改進(jìn)后相對(duì)濕潤(rùn)度指數(shù)的山西省氣象干旱時(shí)空特征[J]. 李娜,霍治國(guó),錢(qián)錦霞,肖晶晶,周曉宇.  生態(tài)學(xué)雜志. 2019(07)
[2]SPEI指數(shù)在中國(guó)東北地區(qū)干旱研究中的適用性分析[J]. 沈國(guó)強(qiáng),鄭海峰,雷振鋒.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2017(11)
[3]基于遙感DSI指數(shù)的干旱與冬小麥產(chǎn)量相關(guān)性分析[J]. 黃健熙,張潔,劉峻明,馬鴻元,蘇偉,張曉東.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2015(03)



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