帕默尔干旱指标及其应用研究进展

干旱灾害是世界各国,尤其是我国最为严重的自然灾害之一。不同领域、不同应用中所定义的干旱指标各不相同。气象干旱是其他各类干旱的基础,而帕默尔(Palmer)干旱指标是气象干旱的主流指标,有着广泛的影响,该指标能反映干旱的成因、程度及开始、结束和持续时间,具有物理意义明确、涉及资料容易获得和参数计算简便等特点。根据国内外大量文献,对帕默尔干旱指标的研究进展进行了回顾,对其应用进行了总结,同时对未来帕默尔旱度模式的进一步修正进行了展望。

帕默尔干旱指标及其应用研究进展

干旱是最严重的自然灾害之一。干旱的复杂性和广泛影响,使得建立的大多数干旱指标专业性和地域性较弱。帕默尔干旱指标能反映干旱的成因、程度、时空分布,本文根据国内外学者研究资料,了解其应用情况,并总结今后的发展方向。

多种干旱指标在天津地区干旱评价中的应用

以天津地区为例，基于1954～2011年的月降雨和月气温等气象资料，比较分析了标准化降水指数（SPI）、帕默尔干旱指标（P㈣）和标准化降水蒸散发指数（SPEI）三种干旱指数在不同时间尺度的相关性，并探讨了在干旱事件评价中的应用效果。结果表明，不同时间尺度的SPI和SPEI相关性显著，PDSI与年尺度SPI、SPEI显著相关，SPEI对实际旱情的判断稍优于SPI和PDSI天津地区持续干旱在加剧，值得进一步关注。

典型干旱指标在海河流域的适用性评价

海河流域属温带半湿润、半干旱大陆性季风气候区。近年来,随着气候变化和人类活动的影响加剧,干旱灾害已经成为严重制约海河流域社会经济发展的主要因素之一。本文在国内外干旱指标研究的基础上,从气象和综合干旱指标中选取具有典型性且在我国应用广泛的降水量距平百分率、降水Z指数和帕默尔干旱指数(PDSI),综合参考海河流域历史资料,选取1965、1972、1999、1980—1982年作为典型旱灾年,将其史料记载与基于降水距平百分率、降水Z指数和帕默尔干旱指数的海河流域春、夏、秋3季逐月干旱评价结果进行对比分析。结果表明,3种干旱指标中帕默尔干旱指数与典型旱灾年都能很好地吻合。另外,选取典型研究区(北京市),对比分析3种干旱指标评价结果与北京市历史旱灾情况的吻合度,进一步验证了帕默尔干旱指数评价结果的适用性。

1990-2019年中亚五国干旱状况时空变化特征及大气涛动驱动分析

咸海的迅速萎缩导致中亚五国的干旱问题引起了科学界的特别关注。为厘清中亚五国近30年来水分条件状况,探究影响其变化的气候驱动要素,本文使用帕默尔干旱指数(PDSI)对1990—2019年中亚五国干旱时空变化特征进行评估,并结合交叉小波变换揭示了大气涛动对其干旱状况的驱动影响。结果表明:中亚五国的干旱指数呈现周期性交替变化,年际变化率增大;夏秋旱、冬春湿的季节性干旱特征减弱,不同时间段的PDSI变异程度加剧,并表现出2018年后进入新一轮干期的可能。干旱程度总体呈现自西南向东北逐渐减轻、自东南山区向中西部平原逐步加重的格局;1990—2019年干旱重心由西南内陆腹地向哈萨克斯坦中西部地区转移,帕米尔和西天山山脉干旱程度呈波动上升态势。青藏高原指数(TPI)对PDSI变化表现出明显的驱动作用,在1990—2019年整个时间序列上均有较高的周期性强度,拥有1~3年(1995—2000年)、4~5年(2010—2015年)和8~10年(2015—2019年)3个明显年际尺度的震荡周期。总之,1990—2019年中亚五国整体干旱状况趋好,干旱变异程度加剧,干旱空间分异明显,TPI在年际尺度上是驱动PDSI变化的大气涛动要素。

浙江省干湿状态的时空分布特征

应用帕默尔干旱指数(PDSI)及作物湿度指数(CMI)对浙江干旱过程进行诊断,认为PDSI指数不能准确监测浙江具体干旱过程但能反映浙江长期干旱或湿润的气候状态,而CMI指数则能准确监测跟踪具体的干旱发生发展过程。在此基础上选取浙江41个气象站,计算1961-2006年各站逐月PDSI指数值,对PDSI指数值应用经验正交函数(EOF)分解后发现,浙江中部干湿变化比较剧烈,而南部和北部变化相对较弱,有南旱北湿或南湿北旱特点,西部与东部也有干湿反向变化特征;近50a来,浙江有两个阶段处于明显的气候干燥期,20世纪60年代初-70年代初和2003年至今,目前仍处于干燥期内。