基于帕默尔干旱指数的云南地区干旱评价曹一梅
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第31卷第1期2 0 1
3年1月水 电 能 源 科 学
Water Resources and PowerVol.31No.1
Jan.2 0 1
3文章编号:1000-7709(2013)01-0005-
03基于帕默尔干旱指数的云南地区干旱评价
曹一梅
(云南省水文水资源局昆明分局,云南昆明650051
)摘要:基于云南省昆明站、楚雄站、蒙自站、腾冲站及德钦站5个气象站1951~2008年气象资料,运用帕默尔干旱指数法分别计算各站逐月干旱指数,并统计各站年、季发生干旱的频率。结果表明,1951~2008年期间,德钦站发生干旱的频率较大,楚雄站发生干旱的频率相比于其他4站较低,但其发生极端干旱的频率高于其他4站;昆明站秋季易出现干旱,发生干旱的频率为29.3%,腾冲站春季较易发生干旱,发生干旱的频率为32.9%,蒙自站、德钦站及楚雄站均在冬季易出现干旱情况,3站发生干旱的频率分别为37.9%、37.0%、27.4%,楚雄站四季发生极端干旱的频率均大于其他4站。关键词:帕默尔干旱指数;干旱频率;干旱评价;云南地区中图分类号:P468
文献标志码:A
收稿日期:2012-05-12,修回日期:2012-06-
28作者简介:曹一梅(1985-),女,助理工程师,研究方向为水文水资源,E-mail:y
imeicao@126.com 干旱是当前人类面临的重大环境问题之一,
也是全世界关心的重要气候问题[
1]
。它的频繁发生和长期持续,不但给国民经济特别是农业生产等带来巨大的损失,还会造成水资源短缺、荒漠化加剧、
沙尘暴频发等诸多不利影响,已引起普遍关注[2,3]
。云南省位于北纬21°8′32″~2
9°15′8″和东经97°31′39″~106°11′47″之间,地处低纬度高原,地理位置特殊,地形地貌复杂。受南孟加拉高压气流影响,全省大部分地区冬暖夏凉,四季如春。云南省降水充沛,大部分地区年降水量为1 100mm,
但降水量在季节和地域上分配极不均匀。降水量最多的月份为6~8月,约占全年降水量60%,11月~次年4月为旱季,降水量仅占全年的10%~20%,甚至更少。此外,在小范围内由于海拔高度的变化,降水分布也不均匀。自2009年9月云南省出现不同程度的干旱情况,有的州市甚至出现特大干旱情况,截止到2010年2月干旱已造成云南省农业直接经济损失35亿多元。因此,定量评价分析云南地区干旱情况,对云南地区干旱研究和水资源保障至关重要。鉴此,本文基于云南省5个气象站1951~2008年气象资料,运用帕默尔干旱指数法分别计算5站逐月干旱指数,并进行干旱评价分析,旨在为云南省干旱评价研究和水资源保障提供参考价值。
1 研究站点概况
受气象站点资料限制,
本文选用云南省内昆明、楚雄、蒙自、德钦及腾冲站5个气象站为研究站点,各站多年平均降雨量分别为1 150.52、1 048.26、1 99
0.44、888.48、1
491.42mm。各研究站点在云南省地理位置见图1。利用5个气象站1951~2008年气象资料,分别计算各站的逐月Palmer干旱指数(PDSI
)。图1 各气象站点在云南省位置
Fig.1 Location of meteorolog
ical stations in Yunnan Province2 帕默尔干旱指数
Palmer干旱指数是一种被广泛用于评估旱
情的气象干旱指数[4~7]
,该指标不仅列入了水量
平衡概念,
考虑了降水、蒸发、径流和土壤含水量等条件;同时还涉及到一系列干旱问题,考虑了水分的供需关系,具有较好的时间、空间可比性。运
用该指标方法基本上能描述干旱发生、发展直至结束的全过程。
计算Palmer干旱指数时,
需先计算各土壤水分平衡分量(包括气候适宜蒸发量(︵ET)、补水量(︵R)、径流量(︵R0)和失水量(︵L
)),求出气候适宜降水量(︵P
):︵P
=︵ET+︵R+︵R0-︵L(1)再求出各月实际降水量(P)与气候适宜降水量的差值:
d=P-︵P(2
)刘巍巍等[8]
利用济南市、郑州市、太原市气象资料将Palmer干旱指数修正为:
xi=0.933 1xi-
1+zi/125.99(3
)zi=Kdi
(4
)式中,xi为第i月的PDSI指数;i为时间(月);zi
为第i月的降水距平指数;K为最终的权重因子;di为第
i月的实际降水与适宜降水之差。Palmer干旱指标等级划分见表1。
表1 干旱指标等级划分
3 云南地区干旱评价
3.1 年干旱指数
基于各气象站点1951
~2008年降水和气象资料,计算各站逐月PDSI干旱指数,统计各站年均PDSI干旱指数,绘制各站逐年PDSI干旱指数过程图(图2),并统计各站发生微旱、中旱、严重干旱及极旱的频率(表2
)。由图2可看出,5站多年的PDSI指数变化过程总体相似。腾冲站1969、1970年发生严重干旱;楚雄站1981~1983年出现极端干旱情况,1980年出现严重干旱情况;蒙自站1980年出现
图2 各站1951~2008年逐年PDSI指数变化过程Fig.2 Annual variations of meteorolog
ical elementfor five stations during
1951~2008表2 各站年干旱频率统计
Tab.2 Annual frequency
statistics of droughtfor five
stations% 站点微旱中旱严旱极旱总干旱昆明12.1 10.4 1.7 0.0 24.2腾冲22.4 5.2 3.4 0.0 31.0楚雄3.6 5.4 1.8 5.4 16.2蒙自17.2 10.4 3.5 1.7 32.8德钦
14.6
16.4
3.6
1.8
36.4
极端干旱情况,1956、1981年分别出现严重干旱情况;德钦站1983年出现极端干旱情况,1982、1987年出现严重干旱情况;昆明站1951~2008
年间未发生极端干旱情况,1993年出现严重干旱情况。由表2可看出,1951~2008年期间,德钦站发生干旱的频率最高,其次是蒙自站,楚雄最低;虽然楚雄站发生干旱的年份较少,但楚雄站发生极旱频率远高于其他各站。各站干旱主要集中于轻微旱和中等干旱,
腾冲站出现微旱的频率最大,楚雄站最小,德钦站出现中等干旱的频率最大,腾冲站最小。3.2 季干旱指数
基于各站逐月PDSI指数,统计不同季节各站发生轻微旱、中等旱、严重干旱及极端干旱的频率,见表3。由表可看出,昆明站秋季发生干旱的频率较大,在夏、春及冬季出现极端干旱的频率相同,在春季发生严重干旱的频率较大;腾冲站在春季发生干旱的频率较大,在四季发生极端干旱的频率均很低,在冬季出现严重干旱的频率较大;楚雄站在冬季发生干旱的频率较大,在四季出现极
表3 各站季干旱月数频率统计
Tab.3 Frequency
statistics of drought months in different seasons for five stations%
站点
春季
夏季秋季冬季
微
中
严
极
总
微
中
严
极
总
微
中
严
极
总
微
中
严
极
总昆明站10.9 6.9 5.7 0.6 24.1 8.6 10.3 5.2 1.1 25.3 16.1 8.6 3.4 1.1 29.3 13.2 7.5 4.6 1.1 26.4腾冲站19.5 9.3 4.0 0
32.9 17.2 10.9 4.0 0
32.8 13.8 9.2 3.4 0
26.4 16.7 7.5 4.6 0
28.2
楚雄站13.1 5.4 1.8 6.5 27.4 14.9 3.6 3.6 4.8 26.8 11.3 6.0 0.6 7.1 25.0 13.7 5.5 1.8 6.5 27.5蒙自站16.1 13.2 4.0 2.3 35.6 17.2 13.2 2.3 2.9 35.6 20.1 8.6 6.3 0.6 35.6 18.4 13.8 4.0 1.7 37.9德钦站
9.1 12.1 5.9 3.0 30.1 10.9 9.1 9.1 1.8 30.9 9.7 8.5 10.3 4.8 33.3 10.3 10.9 9.7 6.1 3
7.0注:微、中、严、极、总分别为发生微旱、中等旱、严重干旱、极端干旱及总干旱的频率。
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