基于Copula函数的区域作物生育阶段干旱频率分析
2018-03-21陈海涛李阿龙
陈海涛,邱 林,李阿龙
(华北水利水电大学水利学院,郑州 450011)
我国北方大部分区域,农业干旱问题突出,分析研究区域农业干旱特征,对于加强对干旱的预防和应急管理,促进区域水资源的合理配置具有重要意义[1,2]。
以往针对干旱事件的研究往往采用游程理论从长期实测资料中提取干旱指标(如干旱研究中常用的干旱历时、干旱烈度、干旱强度等),然后进行Copula拟合,从而分析研究区域的干旱分布状况。Copula函数不受各单变量边际分布类型的影响,可以方便地用于构建变量联合分布模型,目前在水文事件多元频率分析中得到了广泛应用。闫宝伟等[3]应用Copula函数分别构造了最大洪水发生时间及发生时间与其量级之间的联合分布;冯平等[4]采用Gumbel Copula构造降雨量和入境水量的联合分布;刘曾美等[5]采用Copula函数构建了区间暴雨和外江洪水位的联合分布模型;Genest和Favre[6]基于Copula函数建立洪峰洪量联合分布模型。在干旱研究方面,Copula函数也有大量的应用并取得一定成果,周玉良等、陆桂华等……采用Copula进行区域水文干旱频率、分布研究[7-11];陈永勤等[12]、李记等[13]采用Copula函数进行了流域干旱频率分析;于艺等[14]采用Copula函数进行多变量干旱特征分析;孙可可[15]等结合Copula函数建立抗旱能力指数与干旱频率的对应关系,得到实际抗旱能力下的农业旱灾损失风险曲线。
以往的方法在系统刻画研究区域干旱特性,分析区域水文干旱、气象干旱特性方面作用显著。但由于作物不同生育阶段生长需水量存在差异,而不同生育阶段缺水对作物产量影响也不相同,而上述方法不能得出作物不同生育阶段作物水分亏缺的概率分布状况,因此,该方法在分析农业干旱方面稍显不足。
