不同干旱气象指标在四川省干旱规律研究中的应用选比

乔 丹

不同干旱气象指标在四川省干旱规律研究中的应用选比

乔 丹

（杨凌职业技术学院 陕西杨陵 712100）

本文利用四川省多个气象站点的月降水量资料计算了降水量距平百分率、相对湿润度指数和标准化降水指数等气象干旱指标，通过分析比较，结果表明，用标准化降水指数（SPI）能更好地体现四川省各地的干旱程度。以期为今后其他学者研究四川省季节性干旱规律提供决策依据。

降水量距平百分率；相对湿润度指数；标准化降水指数；干旱等级

四川省是一个农业大省，在全国农业生产中占有重要地位。然而该省的坡耕地所占比例较大，可灌溉面积较小，虽然降雨量较为丰沛，但降雨的季节和农作物需水的季节并不一致，时空分布不均匀，年际变化很大[1]，干旱问题十分地突出。旱灾是四川省发生频率最高、持续时间最长、危害范围最广、经济损失最为严重的农业自然灾害[2]。因此，对四川省的干旱规律进行研究具有重要的现实意义。

干旱问题的研究较为复杂，气象干旱是其他干旱研究的基础。我国气象干旱等级中所规定的气象干旱指标主要有降水量距平百分率、相对湿润度指数、标准化降水指数、土壤相对湿度干旱指数、帕默尔干旱指数和综合气象干旱指数[3]。本文利用四川省多个气象站点的降水资料，计算了降水量距平百分率、相对湿润度指数和标准化降水指数等三种气象干旱指标，旨在通过对这几种常用气象干旱指标进行对比分析，为今后其他学者研究四川省干旱规律提供科学依据。

1计算原理与方法

1.1降水量距平百分率Pa

用其表征某一个时段的降水量较同期气候多年平均降水量的偏差，计算公式为：

式中：P——某时段降水量，mm；——计算时段同期气候多年平均降水量，mm。

1.2相对湿润度指数M

用其表征某一个时段的降水量与其蒸发量之间平衡，计算公式为：

式中：PE——某一时段的可能蒸散量，mm；可能蒸散量按Thornthwaite方法计算：

式中：PEm——月可能蒸散量，mm/月； T­i——月平均气温，℃；

H——年热量指数； A——常数。

当月平均气温T­i≤0℃时， PEm=0（mm/月）。

1.3标准化降水指数(SPI)

此指标适于月尺度及其以上尺度的相对当地气候状况的干旱监测与评估。具体的计算原理及方法如下。

⑴假设某一个时段的降水量为x，则其Γ分布的概率密度函数为：

式中：β＞0，γ＞0分别为尺度和形状参数；

在确定了概率密度函数中的参数之后，可求出x小于某一年的降水量x0事件的概率：

⑵降水量为0这一事件的概率为：

式中：m——降水量为0的样本数；n——总样本数。

⑶将式（1.7）和（1.8）求得的概率值代入标准化正态分布函数中，并对Γ分布概率进行正态标准化处理，进行近似求解可得：

式中：；当F＞0.5时，S=1，当F≤0.5时，S=-1。

c0=2.515517；c1=0.802853；c2=0.010328；d1=1.432788；d2=0.189269；d3=0.001308。

1.4干旱等级划分

降水量距平百分率、相对湿润度指数和标准化降水指数的干旱等级划分见表1。

表1 降水量距平百分率、相对湿润度指数和标准化降水指数的干旱等级

2三种气象干旱指标的应用比较

本文计算了四川省54个站点1964～1972年的各年逐月降水量距平百分率、相对湿润度指数和标准化降水指数，由于站点较多，计算表格太多，故不在文中一一列出。

由计算结果分析可得，用月尺度的相对湿润度指数和标准化降水指数所划分的各年各月的干旱类型基本相同（轻旱为主，中旱次之，重旱较少）；月尺度的降水量距平百分率基本上体现出了各月降水量较常年平均值的偏差，但历年同期的降水量之间存在较大差异，所以此指标不能够很理想的体现出四川省各月的干旱轻重程度；并且与其他两种指标相比，该指标所判断的干旱结果偏重一些；另外，当月降水量为0时，就不存在降水量距平百分率，所以该指标也具有一定的局限性。干旱是个累积的过程，而所计算出的各月相对湿润度指数只能反映该月的土壤水分收支平衡[4]，不能更好的与同期气候的常年值进行比较；并且当某一年中某一个月份数据记录缺失时，用Thornthwaite方法便无法计算该年各月的相对湿润度指数，所以该方法也存在一定的局限性。标准化降水指数是先通过概率密度函数求解累积概率，再将累积概率标准化而得，具有稳定的计算特性，消除了降水的时空分布差异，在各个区域和各个时段均能有效地反映旱涝状况[5]；使用标准化降水指数可以分别以月尺度、年尺度来更好的体现出四川省各地的干旱程度。

3结论

通过对三种气象干旱指标的应用比较分析，可得到如下结论：

降水距平百分率虽计算简单，所需资料获取方便，但该指标对干旱的响应较慢，不能够很理想的体现出四川省各月的干旱轻重程度；相对湿润度指数不能更好的与同期气候的常年值进行相比较，该方法存在一定的局限性；标准化降水指标能够适用于任意时间、空间尺度，计算稳定，能更好的体现四川省各地的干旱程度。通过本文的研究分析，以期为今后其他学者研究四川省干旱规律提供决策依据。

[1]熊永清，刘永清.四川盆地干旱规律及趋利避害措施的探讨[J].中国防汛抗旱，1991（1）.

[2]刘定辉，庞良玉等.四川盆省季节性干旱综合防控技术研究[J].四川农业科技，2009（8）:48―49.

[3]GB/T20481―2006，气象干旱等级[S].

[4]冯建设，王建源等.相对湿润度指数在农业干旱监测业务中的应用[J].应用气象学报，2011,22（6）:766―772.

[5]袁文平，周广胜.标准化降水指数与Z指数在我国应用的对比分析[J].植物生态学，2004,28（4）:523―529.

S161.3

A

2 文献标识码：B

1007-6344（2017）03-0280-01