长江中下游地区季节性连旱的概率及特征分析

彭亮　蔡娟

摘 要 利用1961—2011年长江中下游地区逐日降水数据，计算了月尺度的标准化降水指数（SPI），对季节性连旱进行了定义，并对单季、两季、三季连续性干旱特征进行的分析。结果表明：过去50年，长江中下游地区春季和冬季的干旱呈现下降的趋势，夏季和秋季的干旱呈现上升的趋势，各个季节发生干旱在时间上有连续性特征；发生两季连旱的概率高达62%，春夏连旱发生的频率大于冬春、夏秋和秋冬连旱，各个季节之间的两季连旱等级达到中度及以上的频率相差不大，而夏秋连续重度干旱的频率要高于秋冬；发生三季连旱的概率为14%，中度以上连旱的概率为10%，冬春夏三季连旱发生概率比春夏秋和夏秋冬三季连旱稍大些，但是春夏秋和夏秋冬三季一旦出现连旱，其干旱等级达到中度以上干旱的概率为100%

关键词 季节性连旱；水汽输送；长江中下游

中图分类号：P426.616 文献标志码：B DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2018.26.080

干旱是一种慢性自然灾害，具有出现频率高、持续时间长、波及范围广的特点。如果某一区域内出现两季或三季连续性干旱，其危害要远大于单个季节干旱的危害，季节性连续干旱不仅给农业生产和粮食安全带来极大的威胁，同时对我国经济社会可持续发展有着很大的影响。长江中下游地区是我国的主要农业和经济作物主产区之一，又是我国经济发达的地区，因此，研究长江中下游地区季节性连旱具有重要的意义[1-2]。因此，选取区域内399个资料连续的测站，采用标准化降水指数（简称SPI）选取连旱年，分析了近50年长江中下游地区季节性干旱和季节性连旱发生特点和时空演变规律，为科学开展防灾减灾提供科学依据。

1 干旱等级的划分和连旱年的选取

采用江西省气象局信息中心整编的1961—2011年武汉、湖南、江西、江苏、安徽、浙江和上海地区记录完整399台站逐日观测资料。采用标准化降水指数（SPI）选取长江中下游地区连旱年。季节划分为春季为3-5月、夏季为6-8月、秋季为9-11月、冬季为12月-次年2月，年度为1-12月。季节性连旱定义为单个季节内至少有2个月SPI指数达轻旱或1个月达中旱，则该季节为旱季；当连续季节都为旱季且中间出现无旱日不超过1个月，则定义为季节性连旱。

标准化降水指数是表征某时段降水量出现的概率多少的指标之一。由于降水量的分布一般不是正态分布，而是一种偏态分布。所以在进行降水分析和干旱监测、评估中，采用Γ分布概率来描述降水量的变化。标准化降水指标就是在计算出某时段内降水量的Γ分布概率后，再进行正态标准化处理，最终用标准化降水累积频率分布来划分干旱等级。所得出的SPI指数根据标准化降水指数干旱等级划分标准可知当地干旱等级，见表1。

2 基于SPI指数干旱演变分析

2.1 长江中下游地区单季节干旱特征

从季节尺度看出，长江中下游地区春季和冬季的干旱呈现下降的趋势，而夏季和秋季的干旱呈现上升的趋势；各个季节发生干旱的周期都差不多，但发生干旱的时间上以春、夏、秋、冬依次推后。冬、春季干旱在2000年后均有增加趋势，夏、秋季干旱变化相反，从春季看出，过去50年中有22年发生干旱，仅1969年和2005年发生轻旱，其他年均为中旱。夏季发生干旱的频率比春季略低，有21年发生干旱，1970年、1972年、1984年、1998年和1999年发生重旱，但2000年后与20世纪60—90年代相比，夏旱发生的频率下降。秋季中，50年中有20年发生干旱，其中1971—1974年连续4年，1985—1987年连续3年、1999—2001年连续3年均发生重旱，共有10年发生重旱，发生严重干旱的频率是夏季的2倍。冬季中，50年中有25年发生干旱，1974年、1988—1990年连续3年以及2002年均发生重旱，发生严重干旱的频率与夏季持平。由以上分析可以看出，长江中下游地区四个季节发生干旱的频率差异不大，表现为冬春夏秋依次递减，秋季发生严重干旱的频率较大。

2.2 长江中下游地区两季连旱特征

1961—2010年，长江中下游地区发生的两季连旱为：秋冬季连旱有8年，冬春季连旱有10年。

依据表1中的划分标准，将干旱划分为轻旱、中旱、重旱和特旱4种状态，本文主要研究季节间发生的连续干旱。依据各季节的SPI指数以及季节性连旱的定义，统计得出两季连旱发生的比率。可以发现，1961—2010年长江中下游地区发生两季连旱共有31年，发生两季连旱的概率高达62%。而长江中下游地区春夏连旱发生的频率大于冬春、夏秋和秋冬连旱，春夏连旱的概率最大，出现频率为0.24，即4年发生一次，最小的秋冬连旱频率为0.18，即5～6年发生一次。长江中下游地区发生的各个季节之间的两季连旱概率差距不明显，说明该地区季节连旱在年内差异较小。从极端季节连旱的特征看出，长江中下游地区发生夏秋连续重旱的频率要高于秋冬，夏秋季连续重旱发生概率为0.04，平均25年发生一次；秋冬连续重旱出现频率为0.02，平均50年发生一次。

2.3 長江中下游地区三季连旱特征

1961—2011年长江中下游地区发生的三季连旱为：春夏秋连旱有1968年、1998年，冬春夏连旱有1979—1980年、1993—1994年、2004—2005年，夏秋冬连旱有1985年、2001年。

1961—2011年发生三季连旱的年份共有7年，发生三季连旱的概率为14%，中度以上连旱的概率为10%。其中，冬春夏三季连旱发生概率比春夏秋和夏秋冬三季连旱稍大些，但春夏秋和夏秋冬三季一旦出现连旱，其干旱等级达到中度以上干旱的概率为100%，其造成的危害更严重。

3 结论

1）1961—2011年，长江中下游地区春季和冬季的干旱呈现下降的趋势，而夏季和秋季的干旱呈现上升的趋势；各个季节发生干旱的周期都差不多，但发生干旱的时间上以春、夏、秋、冬依次推后。四个季节发生干旱的频率差异不大，表现为冬春夏秋依次递减，秋季发生严重干旱的频率更大。

2）1961—2011年，长江中下游地区发生两季连旱共有31年，发生两季连旱的概率高达62%。而长江中下游地区春夏连旱发生的频率大于冬春、夏秋和秋冬连旱，各个季节之间的两季连旱等级达到中度及以上的频率相差不大，而夏秋连续重度干旱的频率要高于秋冬。

3）1961—2011年发生三季连旱的年份共有7年，发生三季连旱的概率为14%，中度以上连旱的概率为10%。其中冬春夏三季连旱发生概率比春夏秋和夏秋冬三季连旱稍大些，但是春夏秋和夏秋冬三季一旦出现连旱，其干旱等级达到中度以上干旱的概率为100%，其造成的危害更严重。

参考文献：

[1] 于梅，刘星光.春夏连旱年降水与大气环流特征[J].黑龙江气象，2002（4）：14-15.

[2] 张精华，白波.曲靖罕见夏秋冬连旱天气分析[J].云南地理环境研究，2011，23（2）：93-97.

（责任编辑：赵中正）