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干旱指数的中国区域适用性
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2017-08-29 | 【 【关闭】

  作为干旱研究的一个基础问题, 干旱指数的确定一直是干旱研究的难点之一, 由于不同的研究和应用目的,目前的干旱指数有一百多种,但至今没有一个统一的干旱指数能适用于广泛的干旱问题研究, 所选用干旱指数的不同有时会引起研究结果的巨大差异和研究结论的学术争议,尤其在区域尺度干旱的研究上。因此,对干旱指数的区域适用性研究具有重要的科学意义和应用价值. 

   杨庆博士等利用Gravity Recovery And Climate Experiment(GRACE)反演的陆地水储量、观测的土壤湿度和径流数据, 评估了Palmer干旱指数(PDSI)、基于中国台站观测数据的修正PDSI(PDSI_CN)、自矫正PDSI(scPDSI)、地表湿润指数(SWI)、标准化降水指数(SPI)、标准化降水蒸散发指数(SPEI)和气象观测数据驱动的陆面数值模式模拟的土壤湿度(CLM3.5/ObsFC)7种干旱指数在中国的区域适用性(图1. 结果表明: scPDSI在中国地区的适用性最优, 但其变幅范围明显小于PDSIPDSI_CN, 需要匹配新的旱涝等级分级标准. 由于所取经验参数的区域代表性差, PDSIPDSI_CN在中国干旱区和湿润区的应用会存在一定的问题,而SPISPEI在湿润地区的适用性较好, 但在干旱半干旱地区的适用性较差. 这是因为在干旱半干旱地区, 潜在蒸发能力的大小对干旱具有重要的影响,而SPI没有考虑气温升高所引起的蒸发潜力增大, 因此结果较实际情况偏湿. 2000年之前, CLM3.5/ObsFC在中国区域的适用性较好, 2000年之后在干旱半干旱地区的适用性较差. 在检测年尺度的干湿变化上, SWI与其他干旱指数表现出基本一致的年际与年代际演变特征. 对于中国区域干湿变化的长期趋势, 7种干旱指数的检测结果一致, 均显示出明显的阶段性变化特征,但在变化幅度上, 不同干旱指数的检测结果存在明显的差异,这种差异与指数自身的定义有关。以上结果对中国区域干旱问题研究具有参考价值。该成果发表在《中国科学D辑》中英文版上。

  

  1. 2002年1月至2013年12月华北区域平均的SPI12、SPEI12、scPDSI、CLM3.5/ObsFC陆地水储量(GRACE)观测的50cm土壤相对湿度与降水的时间变化(b) 

 

  杨庆, 李明星, 郑子彦, 马柱国. 2017. 7种气象干旱指数的中国区域适应性. 中国科学: 地球科学,473:337-353doi: 10.1360/N072016-00133 

  Yang Q, Li M X, Zheng Z Y, Ma Z G. 2017. Regional applicability of seven meteorological drought indices in China. Science China Earth Sciences, 604):745-760. doi: 10.1007/s11430-016-5133-5 

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