标准化降水指数及降水百分位指数公式包使用说明
标准化降水指数法在不同时间尺度干旱特征评估中的应用
文章编号：1007-7797（2020）12-0105-02标准化降水指数法在不同时间尺度干旱特征评估中的应用李子越（阜新市佳音工程项目管理有限公司，辽宁阜新123000）摘要:采用标准化降水指数对辽宁北部干旱特征进行评估,以辽宁北部（铁岭、抚顺）为例,在252-2013年期间发生干旱的频次分别为72.8%和60.5%，其中发生极端干旱的频次分别为0.8%和3.9%。
冬季和春季是辽宁北部极端干旱易发季节，发生极端干旱频率明显高于其他积极，尤其是在3月份和2月份极易出现干旱。
研究成果对于辽宁北部干旱预警指标的确定具有重要参考价值。
关键词:-标准化降水指数;干旱特征评估;干旱频次;年干旱;季节干旱;辽宁北部地区中图分类号:TV127文献标识码:B0引言近些年来，干旱指数的研究已趋于成熟,不同的干旱指数有其各自的优点和缺点,这其中标准化干旱指数由于对降水进行标准化分析，在许多区域应用效果较好。
苟非洲［1_9基于标准化降水指数对渭河流域多尺度干旱特征进行分析，结果表明标准化干旱指数可以对渭河流域的趋势性和持续性进行分析,并可以，识别干旱的历时和烈度。
徐庆*［5］基于标准降水指数对的特分析，分析表明干旱评估结果和区域实际干旱特征吻合度较高,适合于鞍山地区的干旱评估和预警研究。
韩幸采用标准化综合干旱指数对北汝河流域进行干旱评价，评价结果表明标准化综合干旱指数对轻度干旱事件更为敏感，能较好地反映流域干旱特性及典型干旱事件的演进过程。
方黎明⑴基于标准化降水蒸散指数对宁夏中部干旱带干旱进行趋势分析，分析表明标准化降水蒸散指数可以对区域与干旱发生范围和干旱发生强度进行有效识别。
李亮［9］基于标准化降水蒸散指数对甘肃省的干旱时空特征进行评估，评估结果表明标准化降水蒸散指数适合于干旱半干旱区域的干旱特征分析，评估结果合理、可信。
周洪华⑼采用标准化径流指数对阿克苏河水文干旱特征进行识别，识别结果表明标准化径流指数可合理的对阿克苏河水文干旱进行有效识别。
标准化降水指数
标准化降水指数
SPI的计算方法基于概率论和统计学原理，它可以将降水数据转化为标准正态
分布，从而消除了季节性变化和区域差异，使得不同时间段和地区的降水数据具有可比性。
SPI的计算过程比较复杂，需要对降水数据进行预处理、计算累积降水量、确定概率分布函数等步骤，但是通过计算得到的SPI值可以直观地反映出降水的偏多偏少情况，为气候监测和干旱预警提供了重要依据。
SPI的应用范围非常广泛，它可以用于监测干旱、洪涝、气候变化等气候灾害
事件，也可以用于评估水资源的可持续利用性。
在农业生产中，SPI可以帮助农民
合理安排农业生产计划，减少因干旱或洪涝造成的损失；在水资源管理中，SPI可
以帮助水利部门科学调配水资源，提高水资源利用效率。
SPI的计算结果可以直观地反映出降水异常情况，它可以帮助我们及时发现气
候变化的趋势，为应对气候变化提供科学依据。
通过长期的SPI监测和分析，可以帮助我们更好地了解气候变化对降水的影响，为未来的气候预测和水资源规划提供参考。
总之，标准化降水指数（SPI）是一种重要的气候指标，它可以帮助我们更好
地理解降水异常情况，为气候变化研究和水资源管理提供重要依据。
SPI的计算方
法基于概率论和统计学原理，通过对降水数据进行标准化处理，得到的SPI值可以直观地反映出降水的偏多偏少情况。
SPI的应用范围非常广泛，可以用于监测干旱、洪涝、气候变化等气候灾害事件，也可以用于评估水资源的可持续利用性。
通过长期的SPI监测和分析，可以帮助我们更好地了解气候变化对降水的影响，为未来的气候预测和水资源规划提供参考。
标准化降水指数计算
标准化降水指数计算降水是地球上重要的水文气象要素，对于农业、水资源管理、生态环境等方面具有重要意义。
标准化降水指数（SPI）是一种用于描述降水量异常情况的统计方法，它可以帮助我们更好地理解和分析降水的变化规律。
本文将介绍SPI的计算方法及其在气象和水文领域的应用。
SPI的计算方法主要包括以下几个步骤：1. 数据收集，首先需要收集一定时期内的降水数据，通常以月、季度或年为单位。
这些数据可以来自气象站、卫星遥感等渠道，确保数据的准确性和完整性对于SPI的计算至关重要。
2. 概率分布拟合，接下来需要对收集到的降水数据进行概率分布的拟合，常用的分布包括正态分布、伽马分布等。
通过拟合得到的概率分布参数，可以用来计算不同时间尺度下的SPI值。
3. SPI值计算，利用拟合得到的概率分布参数，可以计算出每个时间尺度下的SPI值。
SPI值代表了降水量与长期平均降水量之间的偏差程度，可以反映出降水的干旱或湿润程度。
4. SPI值的应用，计算得到SPI值后，可以根据SPI值的大小对降水情况进行评估。
例如，SPI值为正表示降水偏多，为负表示降水偏少，可以帮助决策者更好地制定应对干旱或洪涝的措施。
SPI在气象和水文领域有着广泛的应用，它可以用来监测干旱和洪涝的发生频率和强度，为农业生产、水资源管理、城市供水等提供重要参考依据。
此外，SPI 还可以用来评估气候变化对降水的影响，为气候变化研究提供重要数据支持。
总之，标准化降水指数是一种重要的降水评估工具，它通过统计方法对降水量进行标准化处理，能够更客观地反映降水的异常情况。
通过SPI的计算和应用，可以更好地理解和评估降水情况，为相关领域的决策提供科学依据。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地了解SPI的计算方法和应用价值，促进SPI在实际工作中的应用和推广。
标准化降水指数SPI分布函数的适用性研究
洪兴骏，等：标准化降水指数 SPI 分布函数的适用性研究
率密度函数为：
g x 1 x 1e x
(1)
c0 c1t c2 t 2 ， SPI t 2 3 1 d1t d 2 t d3t 1 t ln 1.0 H x 2
。根据建立途径的不同，可把干旱指标大致归纳为
两类：一类是通过研究干旱机理，力图细致地反映干 旱涉及的各个物理过程，以提高对干旱强度和持续时 间的反应精度；另一类则是通过气象学方法，研究降 水量的统计分布规律，以反映干旱的强度和持续时 间。第二类指标，相对于第一类，具有计算简单，所 需资料容易获取等优点，而且由于指标不涉及具体的 干旱机理，时空适应性较强。代表性指标是 Mckee 等 (1993)在研究美国科罗拉多干旱状况时提出的标准化 降水指标 SPI(Standard Precipitation Index)[4]。该指标 除了只需要较长时间的降水量(一般应超过 30 年)资料 以外，另一个显著的优点是消除了降雨的时空差异， 对干旱的变化反应敏感，适用于多时间尺度(1，3，6， 12，24 个月)，因而得到广泛应用[5]。 SPI 的计算原理是将某一时间尺度的降水量时间 序列看作是服从某种分布，通过降水量的这种分布概 率密度函数推求累积概率，然后将累积概率转化成标 准正态分布而得。Mckee 等在提出 SPI 这一指标时采 用 Gamma 概率分布来描述降水量的变化[4]。采用不同 的分布函数来描述降水序列可以得到不同的 SPI 值， Guttman(1999)分别采用两参数 Gamma、 三参数 Pearson Type III(P-III)、三参数广义极值、四参数 Kappa、五参 数 Wakeby 等五种概率分布，计算美国 1035 个站点至 少 60 年观测资料的 SPI 值，发现在长时间尺度下，各 SPI 值的差异很小 [6] 。 Lana 和 Burgueno(2000) 采用 Gamma、对数正态和 Poisson-gamma 三种分布拟合西 班牙地中海沿岸 7 个站点的月尺度和年尺度降水，都 能取得不错的效果 。Sergio(2006)在用 SPI 研究伊比 利亚半岛的干旱空间分布特征时，采用 P-III 分布拟合 不同时间尺度的降雨，发现 P-III 分布可以灵活适应时 间尺度的变化 。Angelidis 等(2012)比较了葡萄牙瓜迪 亚纳河流域 19 个站点各个时间尺度下由 Gamma、对 数正态和正态分布计算得到的 SPI 值，发现在 6、12
降水百分率计算公式
降水百分率计算公式
降水百分率是指在一定时间内，某地区的降水量占该地区平均降水量的百分比。
它是气象学中常用的一个指标，可以用来评估某地区的降水情况。
降水百分率的计算公式如下：
降水百分率 = 实际降水量 ÷ 平均降水量 × 100%
其中，实际降水量指某地区在一定时间内的降水量，平均降水量指该地区在同一时间段内的历史平均降水量。
例如，某地区在一年内的降水量为800毫米，而该地区历史上同一时间段内的平均降水量为1000毫米，则该地区的降水百分率为：降水百分率 = 800 ÷ 1000 × 100% = 80%
这意味着该地区的降水量只有历史平均降水量的80%。
降水百分率的应用
降水百分率可以用来评估某地区的降水情况，对于农业、水利、交通等领域都有重要的意义。
在农业方面，降水百分率可以用来评估某地区的灌溉需求。
如果降水百分率低于50%，则该地区需要增加灌溉量，以保证农作物的正
常生长。
在水利方面，降水百分率可以用来评估某地区的水资源状况。
如果降水百分率低于50%，则该地区的水资源可能会出现短缺，需要采取相应的节水措施。
在交通方面，降水百分率可以用来评估某地区的道路安全情况。
如果降水百分率高于50%，则该地区可能会出现道路湿滑、积水等情况，需要采取相应的交通安全措施。
降水百分率是一个重要的气象指标，可以用来评估某地区的降水情况，对于农业、水利、交通等领域都有重要的应用价值。
标准化降水指数 公式
标准化降水指数公式标准化降水指数（SPI）是一种用于描述降水量异常情况的指标，它可以帮助我们更好地理解和分析降水的变化趋势。
SPI的计算方法非常简单，但却可以提供丰富的信息，对于气候研究和水资源管理具有重要的意义。
SPI的计算公式如下：\[SPI = \frac{X \mu}{\sigma}\]其中，X代表某一时间段内的降水量，μ代表该时间段内的平均降水量，σ代表该时间段内的降水量标准差。
首先，我们需要计算出所需时间段内的降水量的平均值和标准差。
然后，将特定时间段内的降水量减去平均值，再除以标准差，就可以得到该时间段内的SPI值。
SPI的值可以为正、负或零。
正值表示降水偏多，负值表示降水偏少，零值表示降水量接近正常。
SPI的绝对值越大，表示降水异常程度越高。
SPI的应用非常广泛，它可以用于监测干旱、洪涝和其他极端降水事件，帮助农业、水资源管理、气象灾害预警等方面。
通过对SPI的计算和分析，可以及时发现降水异常情况，采取相应的措施，减少灾害损失，保护生态环境。
在实际应用中，SPI可以根据不同的时间尺度进行计算，比如月度、季度、年度等。
不同时间尺度下的SPI值可以反映出不同的降水变化情况，对于气候变化的研究和水资源管理提供了重要的参考依据。
除了计算SPI值，我们还可以利用统计学方法对SPI进行分布拟合，得到SPI值的概率分布函数。
这样可以更好地理解SPI值的分布特征，为灾害风险评估和预警提供更可靠的依据。
总之，标准化降水指数是一个简单而强大的工具，它可以帮助我们更好地理解和分析降水的变化情况，为气候研究、水资源管理和灾害预警提供重要的支持。
通过对SPI的计算和分析，我们可以更好地应对气候变化带来的挑战，保护生态环境，维护人类社会的可持续发展。
标准化降水指数
标准化降水指数标准化降水指数（SPI）是一种用来描述降水量异常情况的统计方法，它可以帮助人们更好地理解和分析降水变化的情况。
SPI是一种无量纲指数，它可以用来评估降水偏离长期平均水平的程度，从而更好地了解降水的异常情况。
SPI的计算方法比较简单，但是可以提供有用的信息，因此在气象学和水资源管理领域得到了广泛的应用。
SPI的计算基于累积概率分布函数，它可以用来描述不同时间尺度下的降水异常情况。
SPI可以根据具体的需求来选择不同的时间尺度，比如可以选择1个月、3个月、6个月甚至1年的时间尺度来计算SPI。
不同的时间尺度可以反映不同的降水变化情况，比如短期时间尺度可以反映近期的降水情况，而长期时间尺度可以反映长期的降水趋势。
SPI的计算方法可以分为以下几个步骤，首先，需要收集一定时间范围内的降水数据，然后计算出该时间范围内的降水累积概率分布函数。
接着，利用累积概率分布函数来计算出标准正态分布的累积概率，从而得到SPI的数值。
最后，根据SPI的数值来评估降水的异常情况，比如SPI为正值表示降水偏多，为负值表示降水偏少。
SPI可以用来评估降水的干旱和湿润情况，它可以帮助人们更好地了解降水的变化趋势。
SPI的计算方法比较简单，但是可以提供有用的信息，因此在气象学和水资源管理领域得到了广泛的应用。
SPI可以帮助人们更好地预测降水情况，从而更好地制定应对措施，保障人们的生活和生产。
总之，标准化降水指数是一种用来描述降水量异常情况的统计方法，它可以帮助人们更好地理解和分析降水变化的情况。
SPI的计算方法比较简单，但是可以提供有用的信息，因此在气象学和水资源管理领域得到了广泛的应用。
SPI可以用来评估降水的干旱和湿润情况，它可以帮助人们更好地了解降水的变化趋势。
希望通过SPI的应用，可以更好地保障人们的生活和生产。
标准化降水指数在黑河地区的适用性研究
第34卷第3期2017年9月黑龙江气象HEILONGJIANG METEOROLOGYVol.34 No.3Sept. 2017文章编号：l〇〇2-252X(2017)03-0019-02标准化降水指数在黑河地区的适用性研究起山山,王志国，孙波(黑河市气象局，黑龙江黑河164300)摘要：对黑河地区6个气象站1967-2015年的逐月降水数据资料计算标准化降水指数，分析了SPI指数的时间序列特征，探讨了 SPI指数的适用性。
结果表明：（1)SPI指数在不同时间尺度下，对降水量的敏感性各有不同，较长时间序列指数能够更好的表现阶段性的干旱与雨涝持续时间。
(2)在适用性方面，SPI在评价过程中比p a指数更加敏感，评价等级相对较高，而SPI指数和土壤墒情指数结合使用对判断旱涝分布评价效果会更好。
关键词：标准化降水指数;SPI;适用性1引言干旱指数，一直是干旱监测、预测和研究中的重 要工具。
黑河市气象部门目前主要采用降水距平百 分率和土壤田间持水量来表征各地区的旱涝变化情 况。
在土壤田间持水量测定过程中人为操作误差及 采样随机性都会对结果产生影响，因此，干旱监测容 易受到人力和物力等多种因素制约，难以大范围的 进行旱情评估。
而基于降水资料的S P I指数计算简 单，稳定性好，具有多时间尺度和时空适用性等优势[1]，且不涉及具体的干旱机理，在国内外的干旱监测 中广受应用。
2研究资料与方法2.1 研究资料表1旱涝等级划分标准等级类型降水量距平指数(％)Pa SPI指数值1极涝90<Pa 2.0<SPI2重涝80<Pa矣90 1.5<SPI矣2.03中涝60<Pa矣80 1.0<SPI矣1.54轻湿40<Pa矣600.5<SPI矣1.05正常-40<Pa矣40-0.5<SPI 矣0.56轻旱-60<Pa矣-40-1.0<SPI矣-0.57中旱-80<Pa矣-60-1.5<SPI矣-1.08重旱-90<Pa矣-80-2.0<SPI矣-1.59特旱Pa矣-90SPI矣-2.0通过对黑河地区6个气象站1967-2015年降水 资料的整理，建立逐月降水量时间序列。
国家标准 气象干旱等级
GB/T × × × × —× × × ×
目
次
前言 ...................................................................................................................................................................... II 引言 .................................................................................................................................................................... IV 1 范围 .................................................................................................................................................................. 1 2 规范性引用文件 .............................................................................................................................................. 1 3 术语和定义 ………… .................................................................................................................................. 1 4 降水量距平百分率 ………… ........................................................................................................................ 2 5 相对湿润度指数………… .............................................................................................................................. 3 6 标准化降水指数………… .............................................................................................................................. 3 7 标准化降水蒸散指数………… ...................................................................................................................... 4 8 帕默尔干旱指数………… .............................................................................................................................. 4 9 气象干旱综合指数 ...................................................................................................................................... 4
标准化降水指数 计算
标准化降水指数计算
标准化降水指数（SPI）是一种用于衡量降水异常情况的指标，它可以帮助我
们更好地理解和评估降水情况。
SPI的计算方法相对复杂，但是通过一定的数学模
型和计算公式，我们可以比较准确地得出SPI的数值，从而对降水情况进行评估和分析。
SPI的计算方法主要包括以下几个步骤，首先，我们需要收集一定时期内的降
水数据，通常是以月为单位进行统计。
其次，我们需要计算出该时期内的降水累积量，并且对这些数据进行标准化处理，使得不同时间段和地区的降水数据可以进行比较和分析。
接下来，我们需要利用标准正态分布函数来计算出SPI的数值，这个过程需要一定的数学知识和计算工具。
最后，我们可以根据SPI的数值来对降水情况进行评估，通常SPI的数值为正值表示相对较多的降水，负值表示相对较少的降水，零值表示接近正常的降水情况。
在实际应用中，SPI可以帮助我们更好地了解降水情况的异常情况，比如干旱
和洪涝等。
通过对SPI的计算和分析，我们可以及时发现降水异常情况，并且采取相应的措施来应对这些情况，从而减少对农业、生态环境和人类生活的影响。
同时，SPI的计算方法也可以为气象预测和水资源管理等领域提供重要的参考依据，帮助
我们更好地进行气象和水文数据的分析和预测。
总之，标准化降水指数（SPI）是一种重要的气象指标，它可以帮助我们更好
地了解和评估降水情况。
通过对SPI的计算和分析，我们可以及时发现降水异常情况，并且采取相应的措施来减少对生产生活的影响。
希望通过本文的介绍，可以让读者对SPI有一个更加清晰的认识，从而更好地应用SPI进行气象和水文数据的分
析和预测。
标准化降水指数
标准化降水指数标准化降水指数（SPI）是一种用于描述降水异常情况的统计方法，它可以帮助我们更好地理解降水变化的趋势和特征。
SPI的计算方法简单直观，能够对不同时间尺度上的降水异常进行评估，因此在气象、水资源管理和农业等领域有着广泛的应用。
SPI的计算基于累积概率分布函数，通过对降水数据进行分析，可以得到不同时间尺度上的SPI值。
SPI值的正负表示了相应时间尺度上的降水偏多或偏少情况，0表示正常降水情况。
SPI值的大小则反映了降水异常的严重程度，绝对值越大表示异常越严重。
在实际应用中，SPI可以用于监测干旱和湿润的情况，帮助农业决策者和水资源管理者更好地制定应对策略。
通过对不同时间尺度上的SPI值进行分析，可以了解降水异常的持续时间和影响范围，为灾害预警和农业生产提供重要依据。
SPI的计算方法具有一定的灵活性，可以根据具体的应用需求选择不同的时间尺度，如1个月、3个月、6个月甚至1年等，以满足不同领域的需求。
同时，SPI还可以结合其他气象指标，如温度、潮湿度等，进行综合分析，为更全面的气候评估提供支持。
需要注意的是，SPI作为一种统计方法，其计算结果受到观测数据的质量和时间尺度的选择等因素的影响。
因此在使用SPI进行气候评估和预测时，需要对数据质量进行严格把控，同时结合其他气象资料进行综合分析，以减小误差和提高准确性。
总的来说，标准化降水指数是一种简单有效的气候评估工具，能够帮助我们更好地理解降水异常的情况。
通过对SPI值的分析，可以为农业生产、水资源管理和灾害预警等提供重要参考，有着广泛的应用前景。
希望本文能够对SPI的基本原理和应用价值有所了解，并为相关领域的决策者和研究人员提供参考。
标准化降水指数
标准化降水指数标准化降水指数（SPI）是一种用来描述降水量异常情况的统计方法，它可以帮助我们更好地理解和评估降水的变化趋势。
SPI是基于降水量的概率分布函数来计算的，通过对降水量的长期统计分析，可以得出标准化降水指数，从而更好地理解降水的变化情况。
SPI的计算方法比较复杂，但是它的应用非常广泛。
在气象学、农业、水资源管理等领域，SPI都有着重要的应用价值。
它可以帮助我们对降水情况进行监测和预测，从而更好地应对气候变化带来的影响。
SPI的数值可以用来表示降水量的偏离程度，当SPI为正值时，表示降水偏多，为负值时表示降水偏少。
通过对SPI的分析，可以帮助我们更好地了解降水的变化规律，及时采取相应的应对措施。
SPI的计算方法主要包括以下几个步骤，首先，需要确定一个基准期，一般选择长期的降水数据作为基准期。
然后，需要对降水数据进行概率分布函数的拟合，得出累积概率。
接着，通过累积概率计算得出标准化降水指数的数值。
最后，对SPI的数值进行分析和解释，得出对降水情况的评估。
在实际应用中，SPI可以帮助我们进行干旱监测和预警。
通过对SPI的计算和分析，可以及时发现降水偏少的情况，从而采取相应的应对措施，减少干旱对农业和水资源的影响。
同时，SPI也可以用来评估降水对水文循环的影响，帮助我们更好地管理水资源。
总的来说，标准化降水指数是一种非常有用的统计方法，它可以帮助我们更好地理解和评估降水的变化情况。
通过对SPI的计算和分析，可以及时发现降水异常情况，从而采取相应的措施，减少气候变化对人类社会的影响。
因此，SPI的研究和应用具有重要的意义，将对气候变化和可持续发展产生积极的影响。
希望本文能够帮助读者更好地了解标准化降水指数的概念和应用价值，促进SPI在各个领域的进一步研究和应用。
同时，也希望SPI能够成为我们更好地应对气候变化挑战的有力工具，为可持续发展做出更大的贡献。
干旱灾害的干旱指数计算与干旱预警
干旱灾害的干旱指数计算与干旱预警干旱是指地表土壤水分极度不足，以及长时间缺乏有效降水，导致严重影响农作物生长、水资源的供应和生态环境的破坏的一种气象灾害。
在大部分国家，干旱是严重威胁到农田生产和水资源安全的自然灾害之一。
因此，准确计算干旱程度并提前预警成为保障农业生产和水资源管理的重要手段之一。
一、干旱指数计算方法为了准确评估干旱程度，科学家们开发了多种干旱指数来反映不同地区的干旱情况。
下面介绍几种常用的干旱指数计算方法。
1. 标准化降水指数（SPI）标准化降水指数（SPI）是一种常用的计算干旱的统计方法。
它的计算基于降水数据，通过分析一段时间内的降水量与长期均值的关系，来判断某地区是否出现干旱。
SPI的计算过程包括如下几个步骤：（1）对过去一段时间（通常选取3个月到12个月）的降水累计量进行统计；（2）计算降水量相对于长期均值的偏差；（3）利用偏差值进行标准化处理，将其转化为标准差单位。
2. 温度植被干旱指数（TVDI）温度植被干旱指数（TVDI）是综合考虑了地表温度和植被指数的干旱指数。
通过测量地表温度和植被指数的变化，可以反映地表水分的供应状况。
TVDI的计算过程主要包括以下几个步骤：（1）获取地表温度和植被指数的遥感数据；（2）对遥感数据进行预处理，包括亮温校正、大气校正和辐射温度计算等；（3）计算TVDI指数，公式为TVDI = a × (Tmax - T0) - b × (NDVI - NDVI0)，其中a、b为权重系数，Tmax和NDVI为地表最高温度和植被指数，T0和NDVI0为阈值。
二、干旱预警系统的构建干旱预警系统是基于实时或历史监测数据，通过计算干旱指数和分析干旱趋势，来提前预测和预警干旱发生的可能性和影响范围。
一个完善的干旱预警系统应该包括以下几个模块。
1. 数据采集和处理干旱预警系统首先需要采集和整理多源数据，包括气象数据、遥感数据、土壤湿度等。
这些数据需要进行质量控制和预处理，以确保计算的准确性和可靠性。
降水量计算公式
降水量计算公式降水量计算公式是大气科学、气象学和水文学中一个基本的概念，它描述了某一地区在一段时间内接收到的降水总量。
在气候变化研究、水资源管理、农业生产等方面有着广泛的应用。
本文主要介绍常用的降水量计算公式及其应用。
一、降水量定义降水量是指地表接收到单位面积上在一定时间内降水的总量，通常用毫米（mm）作为单位，表示为P。
二、降水量计算公式常用的降水量计算公式主要有3种：1. 平均降水量计算公式平均降水量是指某地区在一定时间内的总降水量除以该地区的总面积。
其计算公式为：P = A / S其中，P表示平均降水量，A表示该时间段内所有降水量的累积值，S表示该地区的总面积。
这种计算方法通常适用于降水量分布比较均匀的地区，因为它没有考虑地区内部的空间分布情况，所以与真实情况可能不太一致。
2. 等值线法计算公式等值线法是指通过连续的等值线（等高线）将地图上降水量分布分离成许多不同的部分，然后对每一部分进行计算。
其计算公式为：P = Σ(Pi * Ai) / ΣAi其中，Pi表示某小区域内的降水量，Ai为该小区域的面积，Σ表示对所有小区域求和。
这种计算方法考虑了地区内部的空间分布情况，所以更加准确。
但是，它需要有高分辨率的降水量数据和相应的地图才能进行计算，因此难以应用于一些较为偏远或缺乏资料的地区。
3. 水平面面积加权平均法计算公式水平面面积加权平均法是指将地图上的每一个小区域的降水量乘以该小区域在水平面上的面积，然后对所有小区域求和并除以该地区的总面积。
其计算公式为：P = Σ(Pi * Ai * hi) / Σ(Ai * hi)其中，hi表示该小区域在水平面上的高度，其他符号与等值线法计算公式相同。
这种计算方法不仅考虑了地区内部的空间分布情况，而且还考虑了地形的影响。
它的优点是可以适用于不同高度的地理区域，但需要有高分辨率的高度数据和相应的地图才能进行计算。
三、降水量计算应用1. 水文方面降水量是水文学中一个基本的概念，用于描述某一地区在一段时间内接收到的降雨总量。
标准化降水指数公式
标准化降水指数公式降水是大气中水汽凝结成液滴或固体颗粒后落到地面的现象。
在气象学中，降水是一个重要的气象要素，对于农业、水资源管理、城市防洪等方面都有着重要的影响。
为了更好地描述降水的情况，科学家们提出了许多降水指数，其中标准化降水指数（SPI）是其中之一。
标准化降水指数是一种用于描述降水量异常情况的指标，它可以帮助人们更好地理解降水的变化规律。
SPI的计算方法是将观测到的降水量数据转化为标准正态分布的数值，通过比较不同时间段的SPI值，可以更直观地了解降水的偏多偏少情况。
SPI的计算公式如下：\[SPI = \frac{{X \overline{X}}}{\sigma}\]其中，X为某一时间段内的降水量，\(\overline{X}\)为该时间段内的平均降水量，\(\sigma\)为该时间段内的降水量的标准差。
通过这个公式，我们可以将观测到的降水量转化为标准化的数值，从而更好地比较不同时间段的降水情况。
SPI的数值可以反映出降水的偏多偏少情况，当SPI 值为正时表示降水偏多，为负时表示降水偏少，为0时表示降水量正好符合正态分布。
在实际应用中，SPI可以用于监测干旱和湿润情况，对于农业生产、水资源管理等具有重要的指导意义。
通过对SPI值的分析，可以及时发现降水异常情况，采取相应的应对措施，保障农业生产和城市供水的正常进行。
除了用于监测干旱和湿润情况外，SPI还可以用于预测未来的降水情况。
通过对历史降水数据的SPI分析，可以得出一定的规律，从而对未来的降水情况进行预测。
这对于农业生产、水资源管理等方面都有着重要的意义。
总之，标准化降水指数是一种重要的气象指标，它可以帮助人们更好地理解降水的情况，对于农业生产、水资源管理等方面具有重要的指导意义。
通过对SPI的计算和分析，可以更好地监测降水的偏多偏少情况，及时采取相应的措施，保障人们的生产和生活。
希望本文对于标准化降水指数的理解和应用有所帮助。
用公式函数计算降水等级
用公式函数计算降水等级
降水等级是用来描述某一地区降水量的等级，在气象学中被广泛应用。
通常使用公式函数来计算出降水等级，进而对该地区的降水情况进行分析和预测。
降水等级公式函数如下：
等级 = log10(降水量) / log10(10)
其中降水量是指某一时间段内某一地区的降水量，以毫米或英寸作为单位。
通过该公式函数的运算，可以将降水量转换为等级。
根据计算结果，可以将降水量分为不同等级。
一般而言，将降水等级分为以下几个等级：
- 小雨：0.1 ~ 9.9毫米/小时
- 中雨：10.0 ~ 24.9毫米/小时
- 大雨：25.0 ~ 49.9毫米/小时
- 暴雨：50.0 ~ 79.9毫米/小时
- 大暴雨：80.0 ~ 99.9毫米/小时
- 特大暴雨：>=100.0毫米/小时
通过对降水等级的划分，可以更加清晰地描述某一地区的降水情况。
同时，也可以为气象学研究提供更加准确和可靠的数据支持。
在实际应用中，降水等级的计算和分析具有广泛的应用价值。
例
如在农业生产中，可以根据不同降水等级制定相应的农作物种植计划。
在城市建设规划中，可以根据降雨等级制定合理的排水系统。
在交通、水利、环境等领域，降水等级的分析和预测也具有重要的参考价值。
总之，降水等级作为衡量降水量的一种指标，在气象学和相关领
域被广泛应用。
通过公式函数计算降水等级，可以为研究和实践提供
可靠、准确和全面的数据支持，为人们生产和生活提供更好的帮助。
标准化降水指数及降水百分位指数公式包使用说明
标准化降水指数SPI及降水百分位指数PDECI公式包安装使用说明Code by 金晨曦付奔云南省水文水资源局水情处*****************该公式包的意义标准化降水指数SPI及降水百分位指数PDECI作为水文及气象部门分析降水变化趋势重要的两个指数，被相关部门所普遍应用于实际工作当中。
并且，气象部门引入的CI综合干旱指数的重要基石之一就是标准化降水指数。
但是，SPI及PDECI指数的计算方法较为复杂，使用人工或者常规Excel计算工作量大且容易出错。
在对多站点、多年降水系列使用常规方法计算的工作量是不可想象的。
所以，针对以上问题，本着增加我处雨情、墒情分析手段，规范相关指数计算方法，提高工作效率以及普及相关指数的方针，我们编写了该公式包及本说明文档，力求在今后的工作中能方便、快速、准确地使用相关指数对日趋庞大的数据量进行分析，从而更好地为水文、气象决策部门提供支持。
同时，该公式包严格遵循标准ActiveX控件规范编写，可以很方便地被集成在任何水、旱情平台中，拥有广阔的用途。
一、安装其中，PDECI”的四个Excel函数：SPI、PDECI、SPILEVEL、PDECILEVEL。
该公式包为Excel COM加载项，故与Excel高度集成，使用方便，在Excel中加载一次，即可运行。
1、系统需求：操作系统需求：Windows XP Windows 2003 Windows 2000Excel需求：Excel 2003、Excel 2007、Excel 2010三个版本中任一即可，其余Excel版本未测试过，理论上高于Excel 2000的版本均可运行。
2、安装方法：这里将分别介绍Excel 2003、Excel 2007、Excel 2010的安装方法。
（1）在Excel 2003安装：①打开Excel 2003，点击“工具”菜单下的“加载宏”项，如图1：图1 图2②在弹出的“加载宏”对话框（如图2）中点击“自动化”按钮，弹出“自动化服务器”对话框。
标准降水指数
标准化降水指数（SPI 或Z ）原理和计算方法标准化降水指数（简称SPI ）是先求出降水量Γ分布概率，然后进行正态标准化而得，其计算步骤为：1）假设某时段降水量为随机变量x ，则其Γ分布的概率密度函数为：βγγγβ/1)(1)(x e x x f --Γ=，0>x …………………… (3) ⎰∞--=Γ01)(dx e x x γγ …………………… (4) 其中：0>β，0>γ分别为尺度和形状参数，β和γ可用极大似然估计方法求得：A A 43/411ˆ++=γ (5)γβˆ/ˆx = ........................ (6) 其中∑=-=n i i x n x A 1lg 1lg (7)式中i x 为降水量资料样本，x 为降水量多年平均值。
确定概率密度函数中的参数后，对于某一年的降水量0x ，可求出随机变量x 小于0x 事件的概率为：⎰∞=<00)()(dx x f x x P …………………… (8) 利用数值积分可以计算用（3）式代入（8）式后的事件概率近似估计值。
2）降水量为0时的事件概率由下式估计：n m x P /)0(== (9)式中m 为降水量为0的样本数，n 为总样本数。
3）对Γ分布概率进行正态标准化处理，即将（8）、（9）式求得的概率值代入标准化正态分布函数，即：⎰∞-=<02/0221)(dx e x x P Z π (10)对（10）式进行近似求解可得：.1))(()(123012+++++-=t d t d t d c t c t c t S Z …………………… (11) 其中 21ln P t =，P 为（8）式或（9）式求得的概率，并当5.0>P 时，P P -=0.1，1=S ;当5.0≤P 时，1-=S 。
515517.20=c ，802853.01=c ，010328.02=c ，432788.11=d ，189269.02=d ，001308.03=d 。
标准化降水指数用户指引-WMOLibrary-WorldMeteorological
编者注 关于WMO的术语库（METEOTERM），请参见 http://www.wmo.int/pages/prog/ lsp/meteoterm_wmo_ en.html。缩略语可参见http://www.wmo.int/pages/themes/ acronyms/index_en.html。
标准化降水指数用户指南
前言 多年来， 人们对某一特定气候条件下应该使用何种干旱指数、 将其应用于何种目的等这类问题一 直争论不休。 人们也制定了许多干旱的定义和指数， 并尝试为这类问题提供一些指导。 2009年12月8日至11日在美国内布拉斯加-林肯大学专门为此举办了一次 “跨区域干旱指数和早期 预警系统研讨会” 。 该研讨会由内布拉斯加大学自然资源学院 （SNR） 、 美国国家干旱减灾中心 （NDMC） 、 世界气象组织 （WMO） 、 美国国家海洋和大气管理局 （NOAA） 、 美国农业部 （USDA） 和联合 国防治荒漠化公约 （UNCCD） 共同主办。 来自全球22个国家的54名代表出席了本次研讨会。 与会代 表评审了目前在世界不同地区使用的、 用于解释气象、 农业和水文干旱的各类干旱指数， 评估了关 于干旱影响信息的收集能力， 回顾了当前和新兴的干旱监测技术， 讨论了制定共识性标准指数的 需求， 以便用该指数描述不同类型的干旱。 与会专家认真研讨并批准了 《关于干旱指数的林肯宣言》 。 宣言建议世界各地的所有国家气象水 文部门 （NMHS） 除了使用现有服务中的其他干旱指数外， 应使用标准化降水指数 （SPI） 来描述气 象干旱特征。 林肯宣言还建议编制一份SPI用户综合手册。 2011年6月， 第十六次世界气象大会通过 了一项决议， 批准了这两项建议。 大会还要求使用联合国所有正式语言出版和分发SPI手册。 完整版的 《关于干旱指数的林肯宣言》 请见WMO网站http://www.wmo.int/pages/prog/wcp/agm/ meetings/wies09/documents/Lincoln_Declaration_DroughtIndices.pdf。 世界气象组织诚挚感谢内布拉斯加大学国家干旱减灾中心 （NDMC） 的Mark Svoboda、 Michael Hayes和Deborah A. Wood编写了本标准化降水指数用户指南 。 我们希望这将有助于各国和各机 构了解如何计算和使用SPI， 以便进一步发展或提升自身的干旱监测和早期预警能力。 若对本指南的内容有任何疑问或意见， 包括任何改进的建议， 请发送电子邮件至WMO农业气象处 agm@wmo.int。
气象干旱相对湿润度指数、标准化降水指数、权重降水指数、季节调节系数Ka的取值方法
附录A（规范性）相对湿润度指数的计算方法相对湿润度指数为某段时间的降水量与同时段内潜在蒸散量之差再除以同时段内潜在蒸散量得到的指数，按式(A.1)计算：MI=P-PET······································································(A.1)PET式中：MI—某时段相对湿润度；P —某时段的降水量，单位为毫米(mm)；PET—某时段的潜在蒸散量，用FAO Penman-Monteith或Thornthwaite方法计算，单位为毫米（mm）。
附录B （规范性）标准化降水指数的计算方法由于降水量的分布一般不是正态分布，而是一种偏态分布。
所以在进行降水分析和干旱监测、评估中，采用Г分布概率来描述降水量的变化。
标准化降水指标(简称SPI)就是在计算出某时段内降水量的Г分布概率后，再进行正态标准化处理，最终用标准化降水累积频率分布来划分干旱等级。
标准化降水指数(简称SPI)的计算步骤为：a) 假设某时段降水量为随机变量x,则其Г分布的概率密度函数如式(B.1):f (x )=1βγГ(γ)x γ−1e −x β⁄ x >0 ························································ (B.1)式中：β>0，γ>0分别为尺度和形状参数, 和 可用极大似然估计方法求得，如式(B.2)、式(B.3)： γ̂=1+√1+4A 3⁄4A····································································· (B.2)β̂=x ̅γ̂⁄ ·········································································· (B.3)A =lg x ̅−1n ∑lg x i n i=1······························································· (B.4) 式中：x i ——为降水量资料样本； x ̅——为降水量气候平均值。
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标准化降水指数SPI及降水百分位指数PDECI公式包
安装使用说明
Code by 金晨曦付奔
云南省水文水资源局水情处
*****************
该公式包的意义
标准化降水指数SPI及降水百分位指数PDECI作为水文及气象部门分析降水变化趋势重要的两个指数，被相关部门所普遍应用于实际工作当中。
并且，气象部门引入的CI综合干旱指数的重要基石之一就是标准化降水指数。
但是，SPI及PDECI指数的计算方法较为复杂，使用人工或者常规Excel计算工作量大且容易出错。
在对多站点、多年降水系列使用常规方法计算的工作量是不可想象的。
所以，针对以上问题，本着增加我处雨情、墒情分析手段，规范相关指数计算方法，提高工作效率以及普及相关指数的方针，我们编写了该公式包及本说明文档，力求在今后的工作中能方便、快速、准确地使用相关指数对日趋庞大的数据量进行分析，从而更好地为水文、气象决策部门提供支持。
同时，该公式包严格遵循标准ActiveX控件规范编写，可以很方便地被集成在任何水、旱情平台中，拥有广阔的用途。
一、安装
其中，
PDECI”的四个Excel函数：SPI、PDECI、SPILEVEL、PDECILEVEL。
该公式包为Excel COM加载项，故与Excel高度集成，使用方便，在Excel中加载一次，即可运行。
1、系统需求：
操作系统需求：Windows XP Windows 2003 Windows 2000
Excel需求：Excel 2003、Excel 2007、Excel 2010三个版本中任一即可，其余Excel版本未测试过，理论上高于Excel 2000的版本均可运行。
2、安装方法：
这里将分别介绍Excel 2003、Excel 2007、Excel 2010的安装方法。
（1）在Excel 2003安装：
①打开Excel 2003，点击“工具”菜单下的“加载宏”项，如图1：
图1 图2
②在弹出的“加载宏”对话框（如图2）中点击“自动化”按钮，弹出“自动化服务器”对话框。
图3 图4 图5
③在“自动化服务器”对话框中点击“浏览”按钮（如图3），弹出“浏览”对话框。
在“浏览”对话框中找到“标准化降水指数公式包.dll”文件，例如：我将该文件放在了D 盘根目录D:\，则在该浏览对话框中找到D盘，然后选中“标准
化降水指数公式包.dll”文件（如图4），点击确定。
④这时系统会回到“自动化服务器”对话框，并且自动选
中“标准化降水指数公式包.Connect”项（如果没有自动选中，
那么在“自动化服务器”对话框中拖动滚动条到最下面，即可很
方便地找到，单击将其选中）（如图5），点确定，即回到“加载
宏”对话框。
可发现“加载宏”对话框中已出现“标准化降水指
数公式包.Connect”项，并处于已勾选状态，如图6：
⑤在“加载宏”对话框中点确定即完成安装。
图6
（2）在Excel 2007中安装：
在Excel 2007中安装的方法跟Excel 2010中类似，请参考下一小节：在Excel 2010中安装
（3）在Excel 2010中安装：
①打开Excel 2010，点击Excel左上角的“文件”按钮，如图7：
图7 图8 图9
②在弹出的菜单中点击“选项”按钮，如图8：
③在弹出的“选项”对话框中点击“自定义功能区”按钮，在右边勾选“开发工具”项（如图9），点确定即回到Excel主界面。
这样，在菜单栏就有“开发工具”这一项了。
④在Excel 2010主界面中点
击“开发工具”后，再点击“加
载项”按钮，如图10：
⑤上一步点击“加载项”按
钮后会弹出“加载宏”对话框（如
图2）。
在该对话框中点击“自
动化”按钮，弹出“自动化服务
图10
器”对话框，如图3：
⑥在“自动化服务器”对话框中点击“浏览”按钮，弹出浏览对话框。
在该对话框中找到“标准化降水指数公式包.dll”文件，例如：我将该文件放在了D盘根目录D:\，则在该浏览对话框中找到D盘，然后选中“标准化降水指数公式包.dll”文件（如图4），点击确定，系统会弹出一个警告对话框，不管他，点击确定即可。
⑦这时会回到“自动化服务器”对话框，在该对话框中拖动滚动条到最下面，即可很方便地找到“标准化降水指数公式包.Connect”项，单击选中它（如图5），点确定，即回到“加载宏”对话框。
可发现“加载宏”对话框中已出现“标准化降水指数公式包.Connect”项，并处于已勾选状态，如图6：
⑧在“加载宏”对话框中点确定即完成安装。
二、使用
该公式包安装后就已经与Excel高度集成，所以使用十分简单。
1、SPI ( 系列, 观察值)
例1：
A1:A20中存有一个雨量站1990年~2010年的降水系列，现要算出2010年的降水值在该系列中的SPI值。
那么可以在任意单元格（本例在A21）中输入：“=SPI(A1:A20,A20)”即算得2010年降水值在该系列中的SPI值。
其中：A1:A20为系列A20为观察值
例2：
A1:A20中存有一个雨量站1990年~2010年的降水系列，现要算出2010年的降水值（例如：100mm）在该系列中的SPI值。
那么可以在任意单元格（本例在A21）中输入：“=SPI(A1:A20,100)”即算得2010年100mm降水值在该系列中的SPI值。
其中：A1:A20为系列100为观察值
2、PDECI ( 系列, 观察值)
用法跟SPI公式相同，在此不再赘述。
3、SPILEVEL ( SPI值)
该函数为根据SPI值用内置的“标准化降水指数(SPI)与旱涝等级表”（见附录表1）对照判断SPI对应的旱涝等级。
例3：
A21中为已经求得的SPI值，可在任意单元格（本例在A22）中输入：“=SPILEVEL(A21)”即可算出该SPI值对应的旱涝等级。
例4：
可在任意单元格（本例在A22）中输入：“=SPILEVEL(1.5)”即可算出该SPI值（该例为1.5）对应的旱涝等级。
4、PDECILEVEL ( PDECI值)
用法跟SPILEVEL公式相同，在此不再赘述。
三、卸载
①取消图6中的“标准化降水指数公式包.Connect”项前的勾，点“确定”按钮后退出Excel程序。
②将“标准化降水指数公式包.dll”文件删除，即可完全卸载了该公式包。
附：
1、标准化降水指数SPI简介
考虑到降水不足对于地表水、库容水、土壤湿度、积雪量以及地表径流等存在着不同的影响作用，Mckee等于1993年建立了标准化降水指数（SPI）。
SPI设计用于度量多种时间尺度上的降水不足。
这些不同时间尺度反应了干旱对于多种可用水资源的影响。
土壤湿度条件在极短的时间尺度上反映降水异常，而地表水、径流量和库容水则在较长的时间尺度上反映了降水异常。
基于这些原因，Mckee等最初在1993年计算了3、6、12、24个月的SPI指数。
2、降水百分位指数PDECI简介
与标准化降水指数SPI相似，但更直观和易于理解的是降水百分位指数（PDECI）。
将逐年降水量从最低到最高进行排列，并从分布的累积频率中确定十分位数的范围，如第一个十分位数代表最低的10%的降水值，第二个十分位数代表10%~20%之间的降水值，依此类推，第十个十分位数代表降水量中最高的10%。
严重的干旱相当于干旱期在3个月或以上的时期，降水量不超过第五个十分位数，极端干旱则出现在3个月或以上时期的降水量不超过第一个十分位数。
降水量百分位数也有类似的意义，用降水量百分位数与降水距平百分比配合使用，效果会更好。
3、该公式包内置的标准化降水指数（SPI）与旱涝等级表
表1 标准化降水指数(SPI)与旱涝等级表
标准化降水指数
旱涝等级
(SPI)
＜-1.96 极端干旱
-1.96～-1.48 严重干旱
-1.48～-1.0 中等干旱
-1.0～-0.5 轻微干旱
-0.5～0.5 正常
0.5～1.0 轻微湿润
1.0～1.48 中等湿润
1.48～1.96 严重湿润
＞1.96 极端湿润
4、该公式包内置的降水百分位指数(PDECI)的旱涝等级表
表2 降水百分位指数（PDECI）的旱涝等级表
降水百分位指数
旱涝等级
(PDECI)
＜-40 严重干旱
-40～-25 中等干旱
-25～-10 轻微干旱
-10～10 正常
10～25 轻微湿润
25～40 中等湿润
＞40 严重湿润
5、错误提示
该公式包内置错误检查机制，当输入的数据不符合计算或者格式要求的时候会在输入公式的单元格中给予用户错误提示，现将有可能出现的提示做适当解释。