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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

干旱是指由于水资源不足而无法满足人类生产生活需要的一种气候现象，也是世界上普遍发生的一种会造成严重损失的气象灾害。在水资源渐渐不能满足生产生活需要的今天，人们已经开始在生活中重点关注干旱。由于干旱的发生次数大大增加，且其对于生产生活影响巨大，把眼光投向干旱研究的国家与日俱增。

近40年来，由于干旱的频繁发生，我国受到干旱的影响也越来越大，尤其在我国的农业生产和环境问题方面。由于干旱是由多种要素同时作用而产生的，因此它的变化无法用单一的要素来表示。为了方便国际上进行交流，科学家们开始定义一种统一的指数来描述各国的干旱现象，这就是干旱指数。又由于干旱的成因复杂多样，因此干旱指数又被定义成了不同的种类来方便各个国家进行使用和比较。在这些干旱指数中，比较常用的有标准化降水指数（standardized precipitation index, spi）^[1]、标准化降水蒸发指数（standardized precipitation evapotranspiration index, spei）、帕尔默干旱指数（palmer drought severity index, pdsi）^[2]及自定义的干旱强度指数^[3]、水分亏缺指数^[4]等。

东北地区是我国干旱的多发地带，近年来，研究人员应用各种干旱指数对东北干旱问题进行分析，并取得了显著的成果，但大部分的分析都是从不同的时间尺度的角度来考虑的，对于其指数的变化特征没有一个显著的认识。本文将基于标准化降水指数（spi）来分析干旱指数在东北地区的时空分布特征：通过研究东北地区四季和多年干旱指数的空间分布特征；采用趋势检验、突变检验和小波分析等方法对其时间变化趋势进行分析。通过本文的研究，希望能对东北地区的干旱的变化规律和发展趋势有进一步的了解，同时也为东北地区干旱灾害的防治打下科学的基础。

2. 研究的基本内容

（1）了解spi标准化降水指数；

（2）通过计算东北地区spi值，分析不同尺度下东北地区干旱指数的空间分布特征：基于季节尺度，以3月、6月、9月和12月的计算出的spi值分别代表四季的干旱指数，分析东北地区季节的干旱发生；基于年尺度，分析东北地区年际干旱指数的空间分布；

（3）为提高干旱指数spi诊断结果的准确性，对季节尺度下的spi值进行检验：采用m-k检验法对其进行趋势检验，采用mk突变检验对其进行突变检验，采用小波分析对其进行周期分析；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

（1）2018年2月上旬-2月中旬，整理东北地区（包括黑龙江省、吉林省和辽宁省）的气象站点1961～2012年的降水数据。东北三省包括96个国家气象站点，为了保证数据完整性，对气象站点进行适量筛选；

（2）2018年2月下旬-3月上旬，将选出的气象站点按不同的时间尺度整理好并计算spi值。根据整理好的数据和计算出的spi值，分析不同时间尺度下东北地区季节、年际干旱的演变特征：基于季节尺度下的spi值，取3月、6月、9月和12月的值代表四季的干旱指数，分析东北地区干旱指数季节空间分布特征；基于年尺度下的spi值，分析东北地区干旱指数年际空间分布特征；

（3）2018年3月中旬-3月下旬，为提高干旱指数spi诊断结果的准确性，对季节尺度下的spi值进行检验：采用m-k检验法对其进行趋势检验，采用mk突变检验对其进行突变检验，采用小波分析对其进行周期分析；

4. 参考文献

[1] mckee t b, doesken n j, kleist j. the relationship of the drought frequency and duration to time scales[c]. proceedings of the 8th conference on applied climatology, 1993: 179-184.

[2] palmer w c. meteorological drought [m]. washington, dc: us department of commerce, 1965.

[3] 魏凤英, 张婷. 东北地区干旱强度频率分布特征及其环流背景[j].自然灾害学报,2009,18(3):1-7.

[4] 张淑杰, 张玉书, 蔡福, 等.1961年至2007年东北地区水分盈亏变化趋势及其影响与响应[j]. 资源科学,2010,32(4):663-670.