10、对综合气象干旱指数CI的修正及在西南地区的适用性研究
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站点信息
站名 云南陆良 四川西昌 贵州六盘水 站号 56788 56571 56693 纬度 25.03 27.90 26.58 经度 103.67 102.27 104.87 海拔高度 该站所处 区域
1845.0 云南东部 1592.4 四川南部 1813.6 贵州西部
广西百色
59211
23.90
3.2年干旱强度变化
年干旱强度:年内发生的几次干旱过程的干旱强度的累加值。
3、结果分析
3.1 干旱频次分布 3.2 年干旱强度变化 3.3 干旱发展过程中的跳跃点 3.4 与土壤湿度的相关性
3.1 干旱频率分布
0.4 0.3
发生频率
CWI CI
干旱频次
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0
CWI CI
0.2 0.1 0.0 特旱 重旱 中旱 轻旱 正常 轻涝 中涝 重涝 特涝 旱涝类型
综合气象干旱指数CI的计算方法
月、季尺度 逐日监测
CI a1Z30 b1Z90 c1M 30
月尺度
Z 30 、Z 90 分别为近30和近90天标准化降水指数SPI值;
M 30 近30天相对湿润度指数,由下式得;
P PE M PE
P
PE
——某时段的降水量 ——某时段的可能蒸散量
CI: 优点: 不仅考虑了降水和蒸散对当前干旱的累积效应,且所需资料为常规 气象观测数据,易于获得 ; 国家气候中心和各省气候中心等单位的干旱监测、影响评估及其预 警系统和服务中采用了综合干旱气象指数CI,取得较好的效果 2006年作为国家标准推广使用。
第二步:改进的SPI——SPIW
1. 2. 3. 假定逐日WAP为随机变量,计算其分布的概率密度函数 的参数; 计算历史上同期WAP<当前WAP的累积概率; 对分布概率进行正态标准化处理。
第三步 CWI
CWI a2 SPIW 65 b2 M 30
SPIW 65 ——标准化后的WAP,由表2可知,65天之前的降水 对当前的旱涝作用非常微小,所以本文对近65天WAP进 行标准化; M 30 ——近30天相对湿润度指数; b2——为了与CI更好的比较,b取0.8,与CI的b值相同; a2——因为代替了原有的,,所以a取,的系数和,即0.8。
7 6 5 4
CI/CWI
-1.5 -2 -2.5 -3 -3.5
3 2 1 0
云南陆良2009年12月19日-12月21日(第140-142天), CI指数从轻旱突变为重旱 。
降水量(mm)
2、资料与方法
2.1资料
逐日气温/降水: 1961年1月1日—2010年5月10日 逐旬10cm/20cm土壤湿度: 1993年1月—2010年5月上旬
不足: 30天和90天内的日降水量对干旱的发展贡献是等权重的,所以在实 际逐日干旱监测过程中,会出现不稳定现象。
云南陆良CWI与CI逐日变化(2009年12月15日—12月25日)
rain 0 -0.5 -1Biblioteka Baidu
ci
CWI
轻旱
中旱
重旱
特旱 8
107 109 111 113 115 117 119 121 123 125 127 129 131 133 135 137 139 141 143 145 147
由于CWI的算法和取值范围与CI都类似,所以CWI的 干旱等级划分沿用修正前的CI干旱等级划分方法。
表 CWI干旱等级的划分 等级 1 2 类型 无旱 轻旱 CI值 -0.6< CWI -1.2< CWI ≤ -0.6
3
4 5
中旱
重旱 特旱
-1.8< CWI ≤ -1.2
-2.4< CWI ≤ -1.8 CWI ≤ -2.4
表 近期逐日降水量的权重
N 距离当 日 N 天 的 权 重 0 1 2 3 4 5 6 7 14 30 43 65
0.100
0.090
0.081
0.073
0.066
0.059
0.053
0.048
0.023
0.004
0.001
0.0001
近期逐日降水对当日的旱涝影响呈指数递减,当天的作用为10%, 第43天对当日旱涝的作用减小至1‰,第65天对本日旱涝的作用减 小至0.1‰,所起的作用微乎其微,因此本文在用公式1计算WAP时, 取N为65天。
106.60
175.8 广西西部
2.2方法—修订CI示意图
逐日降水量 逐日WAP 逐日SPIW 逐日CWI 相对湿润度指数 逐日气温
第一步:WAP算法:
WAP (1 a) a n Pn
n 0 N
WAP=(1-a)*a0*P+(1-a) *a1*P-1+(1-a) *a2*P-2+(1-a) *a3*P-3+……+(1-a) *an*Pn 即:近期加权降水量。因此,单位与降水量相同。
1
2
3
4
5
6 月
7
8
9
10 11 12
云南陆良1961-2009年逐日CI与CWI不同旱涝等级和不同季节的干旱频次分布 (a):不同旱涝等级频率分布;(b)不同季节偏旱频率分布 • • 云南陆良逐日CWI与CI的统计形态分布相似,都呈现偏态,干旱发 生频率多少的顺序依次是,轻旱>中旱>重旱>特旱 ; CI与CWI指数统计的易旱月份基本一致,干季更易发生干旱 。
对综合气象干旱指数CI的修正及 在西南地区的适用性研究
赵海燕 2010.09.28
1、研究进展 2、资料与方法 3、结果分析 4、讨论与结论
1、研究进展
由于干旱形成的复杂性与干旱影响的广泛性和深远性,干旱日益成 为各学科的研究热点。为了更好的研究干旱,各国学者提出了专门 解决干旱问题的指数。
SPI: 优点:适用于月以上尺度相对当地气候状况的干旱监测与评估,能较 好地反映干旱强度和持续时间,而且具有多时间尺度应用的特性,因而 得到广泛应用 ; 不足:SPI仅是的降水一种概率,没有考虑蒸散对干旱的作用。 Palmer: 优点:表征在一段时间内, 该地区实际水分供应持续少于当地气候 适宜水分供应的水分亏缺。其基本原理是土壤水分平衡原理。帕默 尔干旱指数同时考虑了降水和蒸散对干旱的影响 。 不足:①简化的水分传输导致与实际干旱发生偏差,②需要土壤资 料较多,大多数台站缺乏这样的数据,因此很难实时业务应用。