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山西省旱涝灾害时空变化特征研究开题报告

 2021-12-18 09:12  

全文总字数:4292字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

20世纪50年代以来,观测到的气候系统的许多变化是过去几十年甚至千年以来史无前例的,气候变化对自然生态系统和社会经济系统均会产生深刻的影响,研究气候变化对旱涝灾害的影响,并提出应对旱涝灾害的策略,对保障人们正常的生产和生活不受影响具有十分重要的现实意义。研究气候变化及旱涝灾害趋势,对今后作好为政府的决策服务,进一步提高短期气候预测水平,深入揭示气候变化规律和提出相应对策具有重要意义,对旱涝预报起到参考作用。

国内外研究现状

2.1国外研究进展

2.1.1区域气候模式研究

美国大气研究中心最先模拟区域气候模式,而且目前已在古气候模拟、气候模拟以及二氧化碳加倍模拟中获得广泛使用,并在许多地区得到成功应用,这些模式产生了不错的模拟效果。

2.1.2旱涝实时监测

国外目前已形成地面、航空、航天、多星的立体干旱监测模型。20世纪末,美国NOAA、农业部(USDA)和国家干旱减灾中心(NDMC)联合研发了一个周干旱监测产品(DM)-——一个综合客观的国家干旱指数。DM的主要参数包含:正常降水百分比、日流量百分位数、土壤水分模式百分位数、顶层土壤水分(USDA提供)、PDI、CMI、和植被健康指数(VHI,基于卫星)。

2.1.3旱涝灾害预测研究

据国外媒体报道, 按照环境学家莱斯特布朗的推测,干旱天气在未来几年会频繁出现。基于此,NASA向地球轨道发送了旱涝灾害预测卫星-SMAP(TheSoil Moisture Active Passive主被动土壤湿度),该卫星被设计用来测量全球土壤水分水平。SMAP的任务为期三年。曾经欧洲航天局有类似的项目——SMOS,旨在分析地球的水合作用,目前使用期已达到五年2国内研究进展

2.2.1旱涝的成因研究

  1. 大气环流的影响

    有关研究表明,全球大气环流变化与中国气候变化存在着“同步”现象(即存在20年、35年左右的周期)。中国气候型的转变与北半球大气环流结构的10年际变化密切相关,中国气候变暖或全球中高纬地区增温年代。青藏高原东北侧和西北地区东部近半个世纪以来,降水减少,干旱连旱趋势增加。夏季风活动会改变大尺度的水汽输送与辐合,进而影响和制约了雨带的分布。

  2. ENSO的影响

    研究表明,在全球的许多地区,大尺度降水和干旱受ENSO因素的明显影响。Bradzey认为,ENSO这一因素对热带地区、南半球中纬地区、印度半岛以及北美部分地区的降水有着尤为显著的影响。

  3. 太阳活动的影响

    有关研究指出,特大旱涝灾害与太阳黑子的活动周期性有很大的关系。

    2.2.2旱涝灾害的数值模拟与分析

    为了更好认识全球气候变化中区域的影响,提高区域气候的模拟效果,许多学者着眼于研究所研究区域气候模式的模拟,并得到广泛应用。

    李晓辉[20]等针对土壤干旱,利用大气和土壤祸合模式对干旱过程进行数值模拟研究。试验分为三步:一、长江中下游地区土壤供水量满足农作物需水量;二、根系层土壤供水量小于农作物生长需水量;三、长江中下游地区农作物干旱阶段。分析模拟结果后,得出一些关于干旱形成过程的初步结论。

    2.2.3旱涝预测研究

在旱涝预测方面,中国气象科学研究院的陈菊英教授通过物理统计的方法对中国未来50年内的区域旱涝趋势进行了预测研究。梁旭等对陕甘宁青蒙相邻干旱地区进行旱涝等级预测,指出从上世纪末到2000年,该地区处于偏涝期;本世纪20年代到世纪末,将处于偏旱期。王革丽、杨培才等运用时空序列预测法对华北旱涝进行预测,结果表明,我国华北地区5年及20年的旱涝等级为正常,近10年的旱涝等级为正常偏涝。滕卫平、俞善贤等利用SVM回归法对浙江省汛期旱涝进行预测,结果表明:在历史样本拟合精度和模型实际预测的能力方面,SVM回归模型都比逐步回归方法有一定进步,应用效果较好。高炬等人在陕西省旱涝的周期性分析中运用小波分析的方法,结果表明,小波分析应用于旱涝气候预测有一定的未来。栗珂运用近500年旱涝资料运用超低频气候振动理论和尺度对应原理,对陕西未来50年区域旱涝进行了预测。

2. 研究的基本内容

本文依据旱涝指数相关理论以及对山西省的研究和地理信息系统技术的支持,结合数学模型和gis软件,选择合适的旱涝指标分析山西省旱涝灾害的时空分布特征,从而为日后防灾减灾提供依据,更好的保护好当地生态环境。论文中涉及内容概括为:

● 研究背景及目的

● 国内外研究进展

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

(1) 实行方案:

本研究在地理信息系统软件arcgis强大的空间数据管理和分析功能的支持下,根据不同的旱涝指标和旱涝指数计算方法建立数学模型,利用arcgis结合地学统计方法,研究区域旱涝的时空分布情况,从而更好的保护当地生态环境。

(2) 进度

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4. 参考文献

[1]秦大河. 气候变化科学与人类可持续发展[j]. 地理科学进展, 2014, 33(7):874-883.

[2]李峰平 章光新 董李勤.气候变化对水循环与水资源的影响研究综述[j]. 地理科学,2013(04).

[3]张丽花 延军平 刘栎杉.山西气候变化特征与旱涝灾害趋势判断[j].干旱区资源与环境, 2013, 27(5).

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