[發明專利]一種干旱預警方法和預警系統

有效

• 申請號: 201210257722.6
• 申請日: 2012-07-24
• 公開（公告）號: CN102779391A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 陳智芳;王景雷;孫景生;張寄陽;宋妮;劉小飛
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農田灌溉研究所
• 主分類號: G08B21/10
• 分類號: G08B21/10;G01N33/24;G01W1/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及自然災害預測領域，更具體地說，涉及一種干旱預警方法和預警系統。

背景技術

干旱是一種比較特殊的自然災害，持續時間長、波及范圍廣、治理難度大是其主要的特點。干旱作為一種全球普遍存在的自然災害，有120多個國家和地區每年不同程度地遭受干旱災害的威脅，我國就是飽受干旱災害之苦的國家之一。因此，氣象干旱、土壤干旱的預警顯得尤為迫切。

干旱預警是根據干旱成因和干旱發生規律，分析前期干旱程度，結合未來天氣氣象要素變化，預測未來干旱發生的時間、范圍和強度，并結合干旱預警發布條件，確定發布干旱警報。雖然，國內外已經對干旱預警展開了大量的研究，但是綜合考慮氣象、土壤和不同農作物生長發育狀況，進行區域干旱預警，國內外尚且缺少行之有效的方法。

傳統的干旱預警的方法只是依靠單一的氣象或土壤信息，對某一預警區域的干旱程度進行預警，而作物干旱不僅受到預警區域氣候條件的影響，還受到作物生長狀況、土壤類型、土壤水分狀況等多方面的影響，對于某一預警區域或灌溉區域，相同的土壤水分狀況，不同農作物甚至同一農作物的不同生育階段缺水程度也會有所不同，如果只考慮氣象或土壤干旱指標、則可能導致有些農作物缺水而另外一些作物澆灌過量。因此，如果不將氣象、土壤與農作物生長發育和天氣預報信息進行綜合考慮進行干旱預警和水資源合理配置，將會造成水資源利用的不合理和浪費。

并且，傳統的干旱預警只是對單一田塊的干旱預警，不能準確反映某一區域的干旱程度，因此，不能及時進行區域范圍內的抗旱防災工作。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種干旱預警方法，以實現農業水資源的優化配置和區域范圍內的干旱預警。

一種干旱預警方法，包括：

獲取預警區域作物的種植分布信息，所述種植分布信息是指，不同作物的種類和空間分布情況；

采集預警區域天氣預報信息、預警區域地理信息、水文地質參數及初始土壤含水量信息；

計算所述作物的參考蒸發蒸騰量和作物系數，所述參考作物蒸發蒸騰量是根據所述天氣預報信息和預警區域地理信息計算得到的，所述作物系數利用預先儲存的作物生物學下限溫度結合天氣預報信息計算得到；

根據所述參考作物蒸發蒸騰量和作物系數計算得到作物實際蒸發蒸騰量；

根據預先得知的作物所處的生育階段、所述水文地質參數、所述初始土壤含水量和作物實際蒸發蒸騰量計算得到所述預警區域土壤計劃濕潤層內的相對含水量；

比較所述相對含水量和干旱閾值下限判斷作物的干旱程度，當判斷所述相對含水量小于干旱閾值下限時，則作物干旱，當所述相對含水量大于或者等于干旱閾值下限時，則作物水分適宜；

將所述作物的種植分布信息、預警區域天氣預報信息、參考作物蒸發蒸騰量信息、土壤相對含水量、作物實際蒸發蒸騰量和作物的干旱程度，利用地理信息系統生成空間分布圖并顯示。

優選地，所述地理信息包括預警區域的土地利用率、預警區域不同空間位置的經緯度和高程信息、預警區域的植被覆蓋率和預警區域土壤類型信息。

優選地，所述參考作物蒸發蒸騰量是根據所述天氣預報信息和預警區域地理信息計算得到的，具體包括：

天氣預報中的定性信息定量化；

根據所述預警區域地理信息和所述定量化后的天氣預報信息，利用彭曼-蒙特斯公式、彭曼修正公式、索恩斯威特公式或者泰勒公式計算所述作物的參考作物蒸發蒸騰量。

優選地，所述天氣預報中的定性信息定量化包括降雨量定量解析和風速定量解析。

優選地，所述降雨量定量解析具體為：

根據氣象觀測規范，將天氣預報信息中的降水量等級轉變為降水量值Pt，根據條件的不同，將降水量值轉換為有效降水量值，具體計算公式為：