基于信息分配和扩散理论的东北地区干旱脆弱性特征分析

基于信息分配和扩散理论, 结合标准化降水指数和东北三省(黑龙江、吉林、辽宁)旱灾灾损指数, 综合考虑了气象因子与社会因子, 分析了我国东北三省1971–2012年的干旱脆弱性特征, 并进一步计算了我国东北三省的干旱风险. 使用信息分配方法估计干旱强度概率分布, 采用二维正态信息扩散方法构造了干旱强度与旱灾灾损的脆弱性关系, 将干旱强度的概率分布与脆弱性折线相乘求和(离散分布)或积分(连续分布)即可得到多年平均风险. 研究表明, 针对灾损的小样本事件引入信息分配和扩散方法对小样本数据进行分析, 获取的干旱强度概率分布比简单直方图法所得更加平滑, 而以事件为因、灾损为果得到干旱强度-旱灾灾损的脆弱性关系, 物理意义明确, 所得脆弱性关系折线也比较符合实际情况, 并且不同样本长度所得结果相近, 对样本长度不敏感, 较好地克服了小样本分析的不稳定性. 关键词： 信息分配和扩散理论 标准化降水指数 脆弱性 风险     

基于游程理论和两变量联合分布的中国西南地区干旱特征研究

基于中国西南地区(四川省、云南省、贵州省和重庆市)89个站点1961—2010年的逐月标准化降水指数序列,利用游程理论和Copula函数分析了这一地区不同等级和不同历时干旱的出现概率及重现期特征.结果表明:西南地区的干旱事件多为历时小于4个月、强度小于3的干旱事件;月内轻旱、月内中旱、季内特旱和跨季特旱的概率较大.干旱历时小于3个月和干旱强度为中旱以下的干旱类型多出现在西南地区的东部和西部,而干旱历时大于3个月和干旱强度为重旱以上的干旱类型多出现在西南地区中部.西南地区东部和西部的重现期大于中部地区,且随着干旱历时和干旱强度的增大,重现期空间差异越明显.而且,各气候态下相同干旱类型的概率差值不大,概率波动范围为±0.05,即随着时间推移,各干旱类型出现的概率均未出现较大幅度的变化.     

冬季大气遥相关和海温关键区的复杂网络性质

基于大气遥相关指数和海表温度关键区,以各关键区高度场平均值和海表温度关键区平均值之间的相关系数作为连边条件,建立体现大气遥相关和海表温度关键区相互作用的关联网络,进而给出了大气和海洋关键区相互作用的空间图像.同时基于网络的结构特征量,研究了该网络的基本性质,给出了关键区中的网络关键节点,并分析了关键节点对网络性质的影响.研究结果表明:大气遥相关和海温关键区关联网络具有一定的小世界性质,即网络具有小的平均路径长度和较大的集群系数;网络的平均路径长度在阈值为0.1—0.4时系统基本保持稳定,即网络的性质保持不变,进而证明了以信度为0.01下的相关系数0.19作为连边阈值的有效性.对于网络中的单个节点网络特征分析发现,东亚-太平洋遥相关1区和2区以及太平洋-北美遥相关1区和4区在网络中具有较大的节点度,即大气中这4个区域在大气遥相关和海表温度关键区中作用较强;北太平洋涛动区域1,东亚-太平洋遥相关区域3的节点度则相对最小,即这个区域在大气遥相关和海表温度关键区相互作用中的影响较小.通过依次去除网络中度大的节点进一步证明了网络具有一定的鲁棒性.该研究对于重点把握遥相关和海温的一些重要区域具有一定指示意义,也从另一角度提供了研究海气相互作用新方法.     

中国西南地区干旱Copula函数模型对样本量的敏感性分析

基于中国西南地区(四川省、云南省、贵州省和重庆市) 89个站点1961-2010年的逐月标准化降水指数序列, 利用游程理论和Copula函数建立干旱历时和干旱强度的概率模型, 基于该模型讨论了干旱事件样本量对分布参数、干旱类型的出现概率及联合重现期的影响. 结果表明: 分布参数稳定对样本量的要求较大, 部分区域样本量要求大于50, 并且各参数对样本量的要求不一致, 又以干旱强度分布的参数对样本量的要求最大; 干旱事件样本量为10个左右求得的干旱类型出现概率和联合重现期与样本量为40求得的结果已无明显差异, 以计算结果作为标准可大幅降低统计模型建立对样本量的要求, 进而表明起止时间不一致和具有缺测数据的站点仍可建立干旱历时和干旱强度的分布函数; 气候变暖对模型建立所需的最少样本量影响不大, 样本量波动在± 5之间, 即统计模型具有一定的稳定性, 同时气候态的划分降低了分布检验对样本量的需求, 易于模型的建立.