Drought and disaster variation characteristics in Guizhou based on Meteorological Drought Composite Index

doi:10.11755/j.issn.1006-7639(2023)-06-0897

Abstract

Abstract:

Based on the daily meteorological drought composite index (MCI) of 83 national meteorological stations in Guizhou from January 1981 to March 2023 and historical drought disaster data, this paper firstly analyzes the applicability of MCI in Guizhou from the aspects of drought process evolution characteristics, unreasonable jumping numbers, and correlation with drought disaster situations, and further reveals the spatial-temporal distribution and change rule of drought and the impact of ENSO events on drought in Guizhou. The results show that the MCI has good applicability in Guizhou. The northwest, northern and southern of Guizhou are drought-prone areas, and the annual drought days are more than 40 days, while in the southeast, southwest and central areas drought days are relatively few. There is a heavy spring drought in the west and a heavy summer drought in the east of Guizhou. From 1981 to 2022, the average annual drought days and drought intensity in Guizhou showed an overall increasing trend, with a significant increase in the western region and a decreasing trend in the eastern region. The drought intensity in autumn and winter showed an increasing trend and in autumn the trend was most obvious, while in spring and summer it showed a weakening trend. From 1981 to 2022, Guizhou Province experienced a total of 3 extremely strong regional drought processes, 9 strong regional drought processes, 17 stronger regional drought processes, and 27 general regional drought processes. The duration, average intensity, average affected area and comprehensive intensity index of regional drought processes all fluctuated greatly, and showing a weak increasing trend.The evolution pattern of drought affected area and drought intensity in Guizhou and its nine regions from 1981 to 2022 is basically consistent, and the overall trend showed a stage change of high-low-high-low.There is a high possibility of excessive summer precipitation in Guizhou in El Ni ño decaying years, while there is a high possibility of insufficient summer precipitation in Guizhou in La Ni ña decaying years.

Key words: Guizhou Province, MCI, applicability, regional drought process, disaster situation, ENSO

摘要：

基于贵州省83个国家级气象站1981年1月至2023年3月逐日气象干旱综合指数（Meteorological Drought Composite Index，MCI）及历史干旱灾情资料，从干旱过程演变特征、不合理跃变次数以及干旱日数与干旱灾情的相关性等方面，分析MCI在贵州省的适用性，揭示贵州省干旱时空分布及变化规律，并分析ENSO（El Niño-Southern Oscillation）事件对贵州省干旱的影响。结果表明：MCI在贵州省有较好的适用性。贵州西北部、北部及南部等地是干旱多发区，年干旱日数在40 d以上，东南部、西南部及中部一带干旱日数相对较少；西部春旱重、东部夏旱重。1981—2022年，贵州省平均年干旱日数和干旱强度总体呈增加趋势，其中西部增加趋势明显，东部呈减少趋势；秋季和冬季干旱强度呈增加趋势且秋季最明显，春季和夏季则呈减弱趋势。1981—2022年贵州省共发生3次特强、9次强、17次较强区域性干旱过程，一般区域性干旱过程27次，区域性干旱过程的持续天数、平均强度、平均影响面积以及综合强度指数均存在较大波动，总体呈弱增加趋势。贵州省及其9个市（州）1981—2022年农作物因旱受灾面积与干旱强度演变规律基本一致，总体呈高、低、高、低的阶段性变化。El Niño衰减年夏季贵州省降水偏多的可能性大，而La Niña衰减年夏季降水偏少的可能性大。

关键词: 贵州省, MCI, 适用性, 区域性干旱过程, 灾情, ENSO

CLC Number:

P461

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Figures/Tables 14

Tab.1 Classification of drought grade based on MCI

无旱	轻旱	中旱	重旱	特旱
MCI>-0.5	-1.0<MCl≤-0.5	-1.5<MCl≤-1.0	-2.0<MCI≤-1.5	MCI≤-2.0

Fig.1 Distribution of national meteorological stations in Guizhou Province

Fig.2 Evolution of daily station numbers of drought with different grades based on MCI and regional average precipitation during the continuous drought process in summer， autumn and winter of 2022/2023 in Guizhou Province

Fig.3 Distribution of annual drought days in Guizhou Province（Unit： d）

Fig.4 Yearly variation of drought days and disaster rate in Guizhou Province from 1981 to 2022

Fig.5 Spatial distribution of annual drought intensity averaged during 1981-2022 in Guizhou Province

Fig.6 Yearly variation of drought intensity in the whole year during 1981-2022 in Guizhou Province

Fig.7 Variations of duration days （a），average intensity （b），average affected area （c） and comprehensive intensity index（d） of regional drought processes in Guizhou Province from 1981 to 2022

Fig.8 Variations of drought intensity in nine cities （prefectures） during regional drought processes in Guizhou Province from 1981 to 2022

Fig.9 Spatial distribution of drought intensity during regional drought processes from 9 August 2009 to 23 June 2010 (a) and from 8 August 2022 to 16 March 2023 (b) in Guizhou Province

Tab.2

地区	时段
地区	1981—2022	1981—1990	1991—2000	2001—2010	2011—2022
全省	525.3	735.9	480.2	631.7	298.6
贵阳市	25.4	54.0	15.1	22.1	11.9
遵义市	99.9	149.6	94.2	115.1	46.1
铜仁市	55.7	85.6	38.2	79.7	22.8
黔东南州	42.9	64.4	26.2	58.6	24.1
黔南州	51.7	82.0	38.0	69.8	20.1
毕节市	115.2	167.1	122.3	143.7	35.6
六盘水市	29.3	31.9	23.1	45.0	19.2
安顺市	29.7	44.8	17.7	45.6	12.4
黔西南州	41.6	54.5	43.3	46.8	23.5

Fig.10 The spatial distribution of correlation coefficients between summer drought intensity in Guizhou Province and global sea surface temperature anomaly in previous spring （the dotted passing the significance test at α=0.05）

Fig.11 The composited 850 hPa wind field anomalies (arrow vectors, Unit: m·s-1) and 500 hPa geopotential height field (black contours) and its anomalies (the color shaded) (Unit: gpm) in summer of El Niño (a) and La Niña (b) decaying years (the red contours for the climate state during 1981-2022)

Fig.12 Composite vertically integrated water vapor flux (vectors， Unit: kg·m-1·s-1) and water vapor flux divergence (the color shaded, Unit: 10-5 kg·m-2·s-1) anomalies in summer of El Niño (a) and La Niña (b) decaying years

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