干旱在气象—农业—灾损的传播特征与规律研究

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kenxu
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在全球变暖的大背景下,水循环加剧,干旱事件愈来愈频发,给人们的生活造成了巨大影响。目前,农业干旱作为直接威胁粮食安全的主要因子而备受关注,对于干旱的演变过程及传播规律尚未进行全面揭示,使得抗旱相关工作缺乏理论支撑。因此,探究变化环境下气象干旱到农业干旱的传播规律,对抗旱工作具有重要的意义。本文以渭河干流及其两大支流(泾河及北洛河)为研究对象,采用标准化降水指数(SPI)和标准化土壤湿度指数(SSMI),分别表征气象干旱和农业干旱,分析了干旱的时空演变特征,基于贝叶斯理论框架,采用Copula函数,量化了气象干旱到农业干旱的季节传播时间与触发阈值,计算了农业干旱胁迫下的不同等级旱灾损失的触发阈值,并对传播时间的动态演变规律及影响因素进行了探究。论文取得的主要研究成果如下:(1)采用Mann-Kendall非参数秩次相关检验法、Morlet小波分析、启发式分割算法及游程理论,揭示了气象干旱与农业干旱的时空变化特征。在时间上,三个分区的SPI与SSMI序列整体上具有显著下降趋势;SPI序列在51年的演变过程中分别存在18、10和17年的主周期,SSMI序列分别存在18、6和18年的主周期;北洛河的SPI序列在1965年存在变异点,SSMI序列分别在1990、1969和1985年出现变异点。在空间上,农业干旱的平均历时与烈度明显大于气象干旱,且干流的农业干旱是最严重的。(2)基于贝叶斯理论框架,计算了气象干旱到农业干旱的传播时间。结果表明:三个分区春季的气象干旱到农业干旱的静态传播时间最长,分别为7.3、8.0和7.3个月;泾河秋季最短,为2.7个月;干流春秋季的气象干旱到农业干旱的传播时间比夏冬季长,泾河与北洛河春冬季的干旱传播时间比夏秋季长。基于25年的滑动窗口,发现干流四季、泾河夏冬季与北洛河春季的气象干旱到不同等级农业干旱的传播时间在整体上明显缩短,北洛河秋季的传播时间明显变长。(3)利用条件概率,量化了气象干旱对不同等级农业干旱的季节触发阈值,结果表明干旱触发阈值随着农业干旱等级的增加而增大。根据SPI的绝对值大小发现整体上干流的气象干旱对农业干旱的季节触发阈值最小,北洛河最大;从累积降水亏损量的角度来看,干流春夏季和泾河秋冬季的触发阈值在三区中最小,泾河的春季、北洛河的夏秋冬季最大。(4)采用偏相关分析,探究了气象干旱到不同等级的农业干旱传播时间的影响因素,并基于标准化降水蒸散指数SPEI分析了潜在蒸散发(PET)在干旱传播中的作用。结果表明:同一等级下的气象干旱到农业干旱传播过程中,干流的主要影响因子是人类用水、ENSO、降水与PDO,泾河为PDO、太阳黑子与AO,北洛河为ENSO、PET、太阳黑子和降水;在不同等级下,干流的主要影响因子为PDO与气温,泾河为PDO、土壤湿度与气温,北洛河为PDO、PET和太阳黑子。其中,PET对气象干旱到农业干旱的传播具有加速作用。(5)基于贝叶斯理论框架,构建农业干旱致灾阈值的概率评估模型,提出了农业干旱对不同等级旱灾损失的触发阈值。结果表明:在农业干旱胁迫下,陕西的干旱抵抗力是最强的,甘肃次之,宁夏则最弱。其中,陕西秋季的触发阈值(绝对值)是最大的,宁夏春季为最小的;陕甘宁相应季节上的农业干旱致灾阈值从小到大依次为宁夏春季、甘肃春季、甘肃夏季、陕西春季和陕西秋季。
其他文献
人工表面等离子体激元(Spoof Surface Plasmon Polaritons,SSPPs)是一种在金属和介质面上传播的表面电磁波,由于它特殊的色散特性和良好的工作特性而被广泛关注和研究,已经应用于众多微波器件上。本文在表面等离激元的天线方向做了研究讨论,具体工作如下:(1)首先,设计了一个等离子体激元结构单元,通过其独特的色散特性将截止频率控制在34GHz附近。然后优化模式转化结构,目的
每年因交通事故、骨肿瘤、骨质疏松等所造成的骨折、骨缺损患者日益增多,植入人工骨替代材料成为临床上治疗骨缺损的有效手段之一。磷酸镁骨水泥(MPC)因具有早期强度高、粘结性能好、凝结时间短、生物可降解等优点而被广泛研究,但是由于骨水泥自固化的特点,难以在成型过程中进行造孔,不利于营养物质运输,无法为成骨细胞长入提供通道,导致骨修复能力有限。为解决这一问题,本研究采用冷冻干燥法结合原位水化反应制备具有定
微带天线具有剖面低、易加工以及易集成等许多优势,在近年来被广泛使用,但该类天线具有窄带和低增益的缺点。常用于提高微带天线带宽和增益的方法要么使天线尺寸庞大,要么增加了设计的复杂性,要么增加了从分析到制造的难度。通过国内外学者的研究发现,超表面结构可以很好的控制电磁波,将其应用于微带天线可以在保持天线低剖面优势的同时改善天线的缺点。本文主要围绕将超表面加载到微带天线上,使微带天线获得更好的性能展开研
由于无线信道的广播特性,信息在传输过程中易受到非法用户的窃听及干扰,传输安全成为了研究者们关注的话题。传统加密技术和物理层安全技术分别通过密钥加密和利用无线信道的物理特性来保障信息的安全传输,但这两种方法都只能最大程度地保障信息内容的安全,而无法对信息传输过程加以保护。非法用户可以根据信息传输情况对通信过程进行恶意地干扰、破坏,因此对信息传输过程的隐蔽同样重要。隐蔽通信技术旨在建立合法收发双方的可
超低频(30-300Hz)信号在海水、岩层、特殊建筑物等介质中的传播衰减远小于高频信号,因此在对潜通信、矿井救援和军事应用等领域具有巨大的应用价值。然而目前常见的超低频电天线尺寸巨大、功耗极高、建造使用成本高昂,这严重限制了超低频无线通信设备的机动性和便携性。本文设计了一种基于磁偶极子旋转辐射超低频信号的机械天线及其信号调制方法,并进行了实验验证。主要工作如下:(1)推导了静态、时变、旋转状态的磁
随着智能手机、平板电脑和智能手表等无线终端设备数量的急剧增加,日渐成熟的虚拟现实技术、智能化家居和直播带货等网络业务传输需求的指数型增长,频谱资源匮乏的射频传输技术正面临巨大的挑战。无线网络流量的80%来自于室内,可利用多样化的频谱资源组成异构网络为用户终端提供高质量的服务。室内高速可见光通信技术具有不易受电磁干扰、安全保密、不会危害人眼安全及光信号不能穿透墙壁等优点,可为室内无线通信网络提供另一
定向层状多孔钛支架具有各向异性的孔结构,因此单一方向上的力学强度更高,在骨植入承重材料中应用前景广阔。当多孔钛承受压缩载荷时,孔壁会发生屈曲变形、层间弱结合导致层间发生劈裂,因此提高孔壁强度和层间稳定性是提高支架力学性能的关键。本文采用定向冷冻干燥法结合TiH2原位还原反应,制备了具有定向直通孔结构的多孔钛支架。通过在孔壁中引入石墨烯片原位反应生成TiC,对孔壁进行强化。此外,在层间引入碳纤维形成
罗兰-C系统是使用最广泛的陆基无线电导航系统之一,常用于定位、导航和授时(Positioning Navigation and Timing,PNT)等领域。罗兰-C接收机是实现罗兰-C导航的终端设备,其性能提高对整个系统的推广和应用具有重要意义。天线是罗兰-C接收机的重要组成部分,其中磁天线因具有体积小、灵敏度高、宽带宽等特性使其成为罗兰-C接收机天线的主流。本文围绕罗兰-C磁天线的高灵敏度、高
轨道角动量(Orbital Angular Momentum,OAM)的多路复用通信可以增大信道传输容量,但是由于受大气信道的影响,传输过程中会破坏OAM模式之间的正交性,进而产生串扰。和传统的无线光通信一样,多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)均衡方法可被用来降低OAM复用通信系统的模式间串扰以及码间干扰。本文针对应用于OAM复用通信系统的传统盲均衡算法不能
空间激光到单模光纤的耦合技术是自由空间光通信的关键技术,但高效率的耦合总是十分困难,其主要原因是单模光纤纤芯尺寸小,聚焦的光斑很难与单模光纤精确对准,同时空间激光的传输质量容易受大气湍流影响,导致光束产生波前相位畸变,如何提高耦合效率是亟待解决的问题。已有的研究多是以完全相干光为光源模型去分析耦合效率,但在实际应用中,激光器受热效应、谐振腔尺寸和自身的线宽等因素的影响发出的光存在时间及空间的扩展,