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帕尔默指标-内陆河流域干旱演化模拟评估与风险调控技术

时间:2023-08-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:还有一类干旱评估指标为综合性的,考虑因素较为全面。表4.6综合气象干旱等级划分

帕尔默指标-内陆河流域干旱演化模拟评估与风险调控技术

4.1.5.1 帕尔默指标

目前常用的干旱指标都是建立在特定的地域和时间范围内,难以准确反映干旱发生的内在机理,且在干旱的预报和预测方面的能力略显不足。还有一类干旱评估指标为综合性的,考虑因素较为全面。如Palmer[200]于1965年在原有研究成果的基础上提出的帕尔默指标(Palmer Drought Severity Index,PDSI)。

式中:Kj为气候特征系数;d为某时段(月)内实际降雨量与气候适宜情况下降水量的差值,反映了地区自然条件下的缺(余)水情况;P为实际降水量;PE为可能的蒸散量;PR为可能的土壤水补给量;PR0为可能径流量;PL为可能损失量;R为土壤水实际补给量;R0为实际径流量;L为实际损失量;D为各月d的绝对值的平均值;α、β、γ、σ分别为各项的权重系数,它们依赖于研究区域的气候特征[201]

PDSI具体干湿等级划分见表4.5。

表4.5 PDSI干湿等级划分

孙荣强[202]指出该指标基于水量平衡原理,考虑了降水、蒸散、径流和土壤含水量等条件;同时也涉及一系列农业干旱问题,考虑了水分供需关系,并提出了当前情况下气候适应降水量的概念,及用气候特征权重因子修正水分异常指标,使各站、各月之间的干旱程度具有较好的时空可比性。同时,该指标综合了水分亏缺和持续时间因子对干旱程度的影响,提出了满足区域经济运行、作物生长和各项活动用水所适宜的需水量,基本上能描述干旱形成、发生、发展、减弱直至结束的全过程[200,203]。(www.xing528.com)

但由于PDSI指标基于气象站点观测数据计算,空间代表性不足,尤其在气象站点较稀疏或无气象站点的地区,就无法进行干旱评估;另外,在水分平衡计算时所采用的概化二层土壤模型过于简单,既没有考虑土地利用方式的地区差异,也没有考虑植被的季节变化,对土壤的空间变异性考虑不充分,在应用于水文、农业干旱评估时有待商榷[204]。Palmer干旱指数在我国东部地区具有较好的适用性,鉴于此,国内学者在不同地区对PDSI指标进行了修正。中国气象科学研究院的安顺清等[205]提出了适合我国气候特征的改进Palmer干旱模型;赵惠媛等[206]选取了松嫩平原西部地区11个站的降水、蒸发和土壤含水量资料,建立了修正的帕尔默旱度模式;马延庆等[207]针对渭北旱塬地区的特点,运用修正的帕尔默干旱指数建立了渭北旱塬干旱指数模式。Palmer干旱指数在西北地区变化不敏感,应用该指标时需进一步修正。

4.1.5.2 综合旱涝指标

CI是一个融合了标准化降水指数、相对湿润指数和近期降水等因素的综合指数,其计算公式如下:)

式中:Z30和Z90分别为近30天和近90天标准化降水指数SPI值;M30为近30天相对湿润指数,该值由得到;P为某时段降水量;PE为某时段潜在蒸发量;a为近30天标准化降水系数,由达轻旱以上级别Z30的平均值除以历史出现的最小Z30值得到,平均取0.4;b为近90天标准化降水系数,由达轻旱以上级别Z90的平均值除以历史出现的最小Z90值得到,平均取0.4;c为相对湿润系数,由达轻旱以上级别M30的平均值除以历史出现的最小M30值得到,平均取0.8。

通过上式可以滚动计算出每天综合干旱指数CI,然后根据表4.6进行干旱等级划分,进行干旱监测[147]

表4.6 综合气象干旱等级划分

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