一种新的干旱预测指标在贵州旱情评价中的应用

３ ６
人 民 长 江
（ ）计算 Ｒ Ｉ： ２ Ｄ
ＲＤＩ ￣）
０ Ｏ ０ ． ０１ ３ ８。
由式 （ １ １ ）求 得 的 ｚ 值 就 是 此 标 准 化 降 水 指 数
Ｓ 。 ＰＩ
式 中， 。 为对 应 时期 Ｏ 的算术 平均 值 。 ｔ 。 （ ）将 所得 的 Ｒ Ｉ ３ Ｄ 值标 准化 即可得 到 Ｒ Ｉｔ Ｄ ｓ：
：
１ ４ 资 料 ．
考虑 到观测 资料 的完 整性 和地 理位置 的代 表性 等
因素 ， 文选 取 贵 州 贵 阳气 象 站 点 （ 国 地 面 国 际 交 本 中
换 站 ， 纬 ２ 。 ５ ， 经 １６ ４ ’ １５ 北 ６ ３ ’东 ０ 。４ ） ９ １～２ １ 年 ５ ００ １ａ 的 日平 均 气 温 、 ｔ 均 相 对 湿 度 、 ｔ 均 日照 时 数 、 ｔ Ｅ平 Ｌ平 Ｅ
出， 是一个 考 虑 降水 和蒸发 两 要素 的干 旱指标 ， 我 国 在 尚未 使 用 过 ； 水 成 数 （ ｅｉ ｓ 由 Ｇ ｂ ｓ和 Ｍａ ｅ 降 Ｄ ｃｅ） ｌ ｉｂ ｈｒ 提 出 ， 在澳 大利 亚 得 到 广 泛使 用 。本 文将 利用 贵 并 州地 区 的气 象资料 ， 究 降水 成数 、 研 干旱 侦测 指数 与在 我 国得 到充 分研究 和 使用 的标 准化 降水 指数 之 间的关
月值 表示 在时 间序 列 同一 时 期 平 均水 平 上 的反 映 ， 而 Ｄ ｃ ｅ 则是 中位数 的概 念 ， 月值 同样 表示 在 时 间序 ｅｉｓ ｌ 单 列 同一 时期所 处 的成 数 。二 者 的原 理 相似 ， 一个 表示 平 均水平 ， 一个 以 中位 数为 依据 ， 二者在 各 时间尺 另 故
常 ） 但实 际 上 １５ ， ９ ３年 １月 份 没 有 出现 严 重 的 涝 情 。
ｚｓ —
赢
㈩ ¨ ）
季 尺度 和年 尺 度 的 Ｓ Ｉ Ｄ ｃ ｅ Ｐ 和 ｅｉ ｓ由于 考 虑 了前 期 降 ｌ
度 上 具 有 很 高 的 相 似 性 。 但 月 尺 度 的 Ｓ Ｉ和 Ｄ ｃ ｅ Ｐ ｅｉ ｓ ｌ
Ｆ ＜ 。 （ ）＝ Ｊ／ ）ｘ ｄ
（） ８
利用 数值 积分 可 以计 算得 到概 率近似 估计 值 。 （ ）降水 量为 ０时 的时 间概率 为 ２
Ｆ（ ＝ ０ ＝ ｍ／ ） ｎ （） ９
（ ）对 ｒ分 布 概 率 进 行 正 态 标 准 化 处 理 ， 式 ３ 将 （） ８ 和式 （ ） 得 的概率值 代入 标 准化 正 态分 布 函数 ， ９求
即
）去 ＝
对 式 （ ０ 进 行 近 似 求 解 可 得 １）
（ 和 ９４．９只有判０断为（判 断），正６月份 的两７％干旱 指标 的 １ 值分 别 ％ （ ．３９重涝 为而 常 ）和 ６２．种 （判 断 为正 ０ ）
极 大似然 估计 方法 求得
１＋
＝ —
—
２ 结 果 与分 析
，
／ ＋ Ａ３ ４ ／ １
一
（） ５
（） ６
２ １ Ｄ ｃｌｓ Ｓ Ｉ 比较 ． ｅ ｉ 与 Ｐ 的 ｅ
图 １为 Ｓ Ｉ Ｄ ｃ ｅ Ｐ 与 ｅｉ ｓ的 关 系 图 。 从 图 中 可 以 清 ｌ
＝
楚地看 出 ， 尺度 Ｓ Ｉ Ｄ ｃ ｅ 各 Ｐ 与 ｅ ｉ ｓ的相 关 度 都 非 常高 ， ｌ 月尺 度 、 尺度 和年 尺度 的复相 关 系数 Ｒ分别 为０ ９ ， 季 ．７
１ １ 降 水 成 数 （ ｅ ｉ ｓ ． Ｄ ｃ ｅ） ｌ
Ｄ ｃ ｅ 的基 本原 理是 当数 据 的 分 布为 非 对 称 时 ， ｅｉ ｓ ｌ
Ｊ＝１
∑Ｐ Ｔ Ｅ
（） １
式 中， Baidu Nhomakorabea Ｐ Ｐ 和
分别 为第 ｉ 年第 个月 的降水 量和潜
中位数 比平 均 数 更 能 反 映 一 个 系 列 的 平 均 状 态 。
ＲＤ
：
￡ Ｊ
（ ３）
一 ） ％ 其 中 ｙ ＝Ｉ （ 订 ； 为 ｙ 的算 术平 均值 ； 为标 ｎ ｏ ｒ 准差。
一
１ ３ 标 准 化 降水 指 数 （ Ｐ ） ． ＳＩ
Ｓ Ｉ 我 国的研究 很 多 ］其计 算步 骤 为 ： Ｐ在 ，
平 均风 速 等气 象 资料 ， 使 用 Ｐ ｎ ａ 并 ｅ ｍ ｎ法计 算 潜 在 蒸
０９ ． ８和 ０ ９ 。 Ｓ Ｉ 给 定 时 间 尺 度 的 累 积 概 率 ， 单 ．６ Ｐ 是 其
Ａ：ｌ ｇ 一
，
ｌｘ ｇ
（） ７
式 中 ， 为降水 量 资料样 本 ； 降水量 平均值 。 互为 确 定概 率密 度 函数 中 的参 数 后 ， 于某 一 年 的 降 对 水 量 。 可求 出随机变 量 小 于 。 件 的概率 为 ， 事
处 在资 料 序 列 １ ％ ～２ ％ 之 间 的 降 水 量 值 ， 此 类 ０ ０ 以 推； 再将 分位 数 分 为 ７类 ， ３类 分 别 为 Ｄ ｃ ｅｌ 重 前 ｅｉｓ（ ｌ
旱 ） Ｄ ｃｌ ２ 中旱 ） Ｄ ｃ ｅ３ 轻 旱 ） 第 ４类 为 Ｄ ｃ 、 ｅｉ ｓ （ ｅ 、 ｅｉ ｓ （ ｌ ； ｅ－ ｉｓ ｌ￣ ｅ４～Ｄ ｃｌ ７ 表示 正 常 ； ５类 为 Ｄ ｃ ｅ８， 示 轻 ｅｉ ｓ ， ｅ 第 ｅｉ ｓ 表 ｌ
严 重程 度 。
关
键
词 ： 旱监 测 ；干旱 指 标 ；Ｓ Ｉ ｅｉ ｓ Ｒ Ｉ ；贵 州 省 干 Ｐ ；Ｄ ｃｌ ； Ｄ ｓ ｅ ｔ
文 献 标 志 码 ：Ａ
中图法分类号 ： ４３ Ｓ ２
我 国历 史上 曾发 生过 多 次 大 范 围的 干旱 灾 害 ， 造
成水 资 源短 缺 、 粮食 减 产 、 漠 化 加 剧 、 态 与 环 境 恶 荒 生
一
种 新 的 干 旱 预 测 指 标 在 贵 州 旱 情 评 价 中 的 应 用
韩 元 元 ， 昊 吴
（ 州 省水 利 水 电勘 测 设 计 研 究院 ， 州 贵 阳 ５ ０ ０ ） 贵 贵 ５ ０ ０
摘 要 ： 了 分析 适 用 于 贵 州 省 的 干 旱 判 别 指 标 ， 月 尺 度 、 为 对 季尺 度 、 尺 度 的 标 准 化 降 水 指 数 （ Ｐ） 降 水 成 数 年 ＳＩ 、
第４ ３卷 第 １ ５期 ２ ０ １ 年 ８ 月 ２
人 民 长 江
Ｙａ ｇ ｚ Ｒｉ ｅ ｎ ｔｅ ｖｒ
Ｖ０ ． １４３． Ｎｏ． ５ １ Ａｕ ．， ｇ ２０ ２ １
文章 编 号 ：０ １ ４ ７ （ ０ ２ １ ０ ３ ０ １ ０ — １ ９ ２ １ ） ５— ０ ５— ４
（ ｅｉ ｓ 、 旱 侦 测 指 数 Ｒ Ｉ 进 行 比较 分 析 。 １ ５ ～ ０ ０年 ６ Ｄ ｃｌ ） 干 ｅ Ｄｓ ｔ ９１ ２１ ０ ａ的 气 象 资 料 和 １ ８ ９ ４—１ ８ ９ ９年 连 旱 期 间 资
料 的 分 析 结 果 表 明 ： 水 系列 的 分 布 越 均 匀 ，Ｐ 与 Ｄ ｃ ｅ 的 相 关 关 系越 好 ； 于 季 尺 度 的 Ｒ Ｉ 考 虑 了蒸 发 降 ＳＩ ｅｉ ｓ ｌ 由 Ｄｓ ｔ
发 值 。利用所 求 得 的潜 在蒸 发值 和各 月 的降水 资料计 算 月尺 度 、 尺度 、 尺度 的各干 旱指 标值 （ １ ５ 季 年 如 ９ ２年
１月 的季 尺度 干旱 指标 用 １５ 年 １ ９１ １月 至 １ ５ ９ ２年 １月 的降水量 的和进 行 计算 ） 故 １ ５ ， ９ １年 的 干旱 指 标 不 做
化 ， 国民经 济 带来 了 巨大 的损失 。如 何 有 效 地应 对 给 干 旱 ， 大程 度 上取 决 于 对 干 旱强 度 、 围 、 续 时 间 很 范 持 等要 素 做 出 的判 断… 。我 国学 者 对 干旱 指 标 进 行 了 大量 的研 究 ， 主要 集 中在 标准 化 降水指 标 、 帕默尔 干旱 指数 、 水距 平 百分率 、 降 ｚ指 数 等 方 面 。干 旱 侦测
干旱 侦 测 指 数 （ ｅｏ ｎ ｉ ａ ｃ ｒｕ ｈ Ｉｄｘ 是 Ｒ ｃｎ ａｓ ｎｅ Ｄ ｏｇ ｔ ｎ ｅ ） ｓ
２０ ０ ４年 由 Ｔ ａ ｉｓＧ在欧 洲地 中海 干旱 预警 与减灾计 ｓｋ ｉ ｒ．
划 （Ｍｅ ｉ ｒａ ｅ ｎ Ｄ ｏ ｇ ｔＰ ｅ ａｅ ｎ ｓ ｎ ｔ ａｉｎ ｄｔ ｒ ｎ ａ ｒｕ ｈ ｒｐ ｒｄ ｅ ｓ ａ ｄ Ｍｉ ｇｔ ｅ ｉ ｏ
计 算 ， 得 的指 标 为 １ ５ ２ １ 所 ９ ２～ ０ ０年 间 各 干 旱 指 标 的 逐 月值 。
（ ）假 设某 时段 降 水量 为 随 机 变量 ， 其 ｒ分 １ 则
布的概 率 密度 函数为
２
ｆｘ ：； （）＝
一一 ｅ
＞０
（） ４
式 中 ， ＞０ ＞０ 别为 尺度 和形状参 数 ， 卢可 用 ｐ ， 分 和
出现 判定 为 极 涝 的情 况 。例 如 １５ ９ ３年 １月 降水 量 为 ４ ｍ， 低于 同年 ６月 的降水量 ２ ６ ８ｍ 但 １月份 ２ｍ 远 ３ ． ｍ， 月尺 度 的 Ｓ Ｉ 和 Ｄ ｃ ｅ 分别 为 １ ７ （ 断 为 中涝 ） Ｐ值 ｅｉｓ ｌ ．８ 判
式中， ｍ为 降水 量为 ０的样 本数 ； 总样本 数 。 ｎ为
在 实际应 用 中会存 在 同一 个 问题 ， 即偏 离 正 常水 平 的
多 少会 使某 些月份 的指 标 与 实 际旱 涝 情 况 出 入较 大 ， 特 别是 原本 降水 少 的月份若 出现 比平 均状 况大 得多 的 状况 ， 即使 实 际 降水 量 不 大 ， 用 Ｓ Ｉ和 Ｄ ｃｌ 应 Ｐ ｅｉ ｓ也 会 ｅ
系， 以及 各 时间 尺度下 在 贵州地 区的应 用效果 。
Ｐａ ｎｎ ） ｌｎ ｉｇ 的项 目中提 出的 ］ 。其计算 步骤 如下 。 （ ）首先 计算 其初始 值 。： １
１ ２
∑Ｐ
＝
，
ｉ＝ １ ２， … ， ｊ＝ １ ２， … ， ２ ， ３， Ｎ； ， ３， １
１ 研 究 方 法 与 资 料
料分成 １ ０等 份 ， 一 个 １ 第 ０分 位 数 Ｄ ｃ ｅｌ为 降 水 序 ｅｉ ｓ ｌ 列 中降水 量最 低 的 １ ％ ， 二个 １ ０ 第 ０分位 数 Ｄ ｅ ｅ２为 ｅｉｓ ｌ
收 稿 日期 ：０ ２—０ ２１ ４—２１
蒸 散发 能力 。
作者简介 ： 元元 ， ， 程师 ， 韩 男 工 主要 研 究 方 向 为 水 文 水 资 源 分 析 与评 价 。Ｅ— ｉ ｈ ｎ ｕ ｎ ｕ ｎ ｕｙ ｎ ＠ １ ３ ｃｍ ｍａ ：ａ ｙ ａ ｙ ａ ｇ ｉ ｇ ６ ． ｏ ｌ ａ
因 素 对 干 旱 的 作 用 ， 实 际 情 况 的 反 映 最 好 ， 于在 我 国广 泛使 用 的 Ｓ Ｉ 标 ； ｅｉｓ对 降 水 的 敏 感 度 高 ， 对 优 Ｐ指 Ｄ ｃｅ ｌ 月
尺 度 和 季尺 度 的 Ｄ ｅ ｅ 指 标 不适 合 在 贵 州 地 区应 用 ； 尺 度 的 Ｄ ｅｌ 则 最 能 反 映 干 旱 过 程 在 历 史 系 列 中的 ｅｉ ｓ ｌ 年 ｅｉ ｓ ｅ
指数 （ ｅｏ ｎ ｉ ａ ｃ ｒｕ ｈ Ｉｄｘ ， Ｔ ａ ｉｓ Ｇ提 Ｒ ｃｎ ａｓ ｎ ｅＤ ｏｇ ｔ ｎ ｅ ） 由 ｓｋ ｉ． ｓ ｒ
涝 ； ６类 为 Ｄ ｃ ｅ９表 示 中 涝 ； ７类 Ｄ ｃｌ ｌ 表 第 ｅｉｓ ｌ 第 ｅｉ ｓ０， ｅ
示 重涝 。
１２ 干 旱 侦 测 指 数 （ ． ＲＤＩｔ ｓ）
在蒸散 发 能力 ； 为 资料 系列 的年 数 。其 中潜 在 蒸 散 Ｎ
发能力 可用 桑斯 威 特公 式 计 算 ， 资料 充 足 时也 可 使 在 用 Ｐｎ ａ ｅ ｍ ｎ公式 计算 ， 本文 使 用 Ｐ ｎ ｎ公 式 计 算潜 在 ｅｍａ
其 具体 应 用 为 ： 先将 历 史 降水 资 料按 升序 排列 ， 再把 资