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综合气象干旱指数改进及其适用性分析

2020-10-21陈家宁孙怀卫王建鹏廖卫红陈皓锐

农业工程学报 2020年16期

陈家宁,孙怀卫※,王建鹏,廖卫红,陈皓锐

(1. 华中科技大学 水电与数字化工程学院,武汉 430072;2. 长江勘测规划设计研究有限责任公司,武汉 430064;3. 中国水利水电科学研究院水利所,北京 100038)

0 引 言

干旱指数能够表征地表的干湿状况,是开展干旱监测、干旱评估预警以及进行进一步旱灾研究的基础[1],选用合理有效的干旱指数至关重要。

美国气象学会将干旱划分为气象干旱、水文干旱、农业干旱和社会经济干旱4 种形式[2]。其中,气象干旱是指某时段内,由于降水和蒸发收支不平衡造成水分短缺的现象[2-3]。目前国内外使用较为广泛的气象干旱指数有Z指数[4]、相对湿润度指数M[5]、标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)[6-7], 标准化降水蒸散发指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)[8-9]、帕尔默干旱指数(Palmer Drought Severity Index,PDSI)[10]、综合气象干旱指数(Comprehensive Meteorological Drought Index,CI)[11-12]等。其中,SPI 根据某时段内其降水量出现的概率计算得到,广泛用于干旱监测[13],但未考虑温度、蒸散的影响[14];SPEI 在SPI 的基础上通过引入潜在蒸散发构建[15],月尺度的SPEI 对于短期降水和温度变化比较敏感,而6 个月尺度的SPEI 能较好地反映下层土壤水分和河流径流量[16];CI 指数能够既反映月尺度和季尺度的降水量异常,又能反映月尺度水分亏缺情况,为中国气象局所推荐[17]。

CI 指数是国内干旱监测业务中最主要的干旱指数[18],但在全国多个地区的应用中也发现,由于CI 指数仅考虑了月、季尺度降水影响,并且在干旱监测上存在不合理的旱情加剧等现象。一些研究者从 CI 指数中降水量的权重系数调整[18]、加权降水量改进[19]和引入60 d 降水变量[20]等方法试图解决CI 指数应用中出现的不合理问题。……

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