气象干旱指数在中国的适应性分析

张荣太

摘 要：近些年来，全球气候变暖问题日益严峻，我国极端干旱问题也频繁发生，且整体强度与范围都在不断扩大，不仅给农业生产形成了巨大损失，还导致水资源短缺、自然灾害频发等不利影响。基于此，提升干旱监测、预测以及评估技术水平，针对各项气象干旱指标在我国各地区的适应性做出系统性总结，具有非常重要的现实意义。本文主要分析了气象干旱指数在中国的适应性。

关键词：中国;气象干旱指数;适应性;干旱监测

干旱历来是影响人类社会发展的重要问题，也是我国最为常见的一种自然灾害，其发生频率较高，而且持续时间较长，实际影响范围较广，给人们的日常生活及生产活动带来了严重的威胁。常用的气象干旱指数主要包括Pa、SPI指数、Z指数、SAPI指数、GEVI指数、SPEI指数、MI指数、PDSI指数、CI指数、K指数、温润指数以及干燥度指数等。

1、中国南方湿润地区

SPEI指数与修正的CI指数在我国长江中下游地区具有较好的适应性，不过在不同时段及区域会呈现出一定差异。在江苏及安徽地区，改进的CI指数要比SPEI指数更好，而在湖北、江西以及湖南地区，改进的CI指数在冷季（即10月份到次年4月份）评估效果较好，SPEI指数则在暖季（即5月到9月份）更为适用，对两个指数分时间段进行交替使用可以有效提高监测效果。在江淮流域，通过对Z、Pa、MI、PI以及SPI各种指数适应性的对比分析，发现从月尺度来说，Z指数的实际效果更好。相比之下，月尺度下的SPI指数在冬季所呈现的吻合率较低，其它月份和Z指数相当，而MI指数的效果最差。在淮河流域，CI指数比Pa、Z指数、SPI指数以及MI指数适用性更好，可以清晰的刻画出干旱发生与发展机制，而且跟土壤墒情及历史干旱灾情之间具有良好的相关性，特别是在安徽冬小麦的生育期（即10月到次年5月份）适应性较好，这是因为CI指数不但考虑到最近降水情况，同时涉及到水分收支情况，可以实现对干旱发生及发展机制、特征较好的表征。在西南和华南地区，修正的CI指数与K指数实际监测效果更好。比较而言，SPI指数和GEVI指数对于干旱累积情况的考虑不足，出现监测偏轻、解除过快等情况;PDSI指数对于干旱的波动发展反应能力相对较差。修正的CI指数及K指数在各个季节干旱监测当中的表现都比较好，夏季和秋季K指数要好于修正的CI指数，其它两季则恰好相反，K指数对于干旱的演变过程具有更强的刻画能力。因为我国西南地区在夏季的降水量丰富，而冬季则降水量较少，存在十分明显的干湿季节差异，可能会造成干旱指数在不同季节对干旱描述不准确。所以，对水分平衡加以考虑的SPEI指数要比SPI指数更为适合这个区域。在广东地区，对Z、Pa、MI、SPEI以及SPI指数加以对比，可以发现各项指标发生干旱等级不一致率较高的时间主要为10月份至次年1月份，考虑到蒸发的指数（包括MI和SPEI）要比其它指数对干旱等级的评价更为合理。除此之外，由于气温变化导致蒸发，继而对干旱等级变化形成的影响，SPEI指数要优于MI指数。综合分析历史干旱情况，可以发现SPEI指数对于干旱的评估会更为接近于实际情况，效果更好。

2、中国华北与西北地区

在我国黄河流域，针对K、Pa、CI、PDSI以及SPI指数的适应性进行分析，K指数与CI指数对于干旱监测结果和真实情况吻合度更高，其次分别是SPI、Pa以及PDSI。综合分析发现，K指数在这一地区的适用性更强，不过在以下情况之下除外：①河南地区夏季和秋季、内蒙古地区冬季，可以主要利用CI指数的监测结果;②内蒙古地区夏季，K指数与CI指数监测效果都较为适宜，因此可以相互结合使用;③山东地区冬季，K指数与Pa监测结果可相互结合使用;④山东地区夏季，可以使用Pa监测结果;⑤青海地区各季节都可以利用SPI指数进行监测。

在黄土高原地区，对SPI指数与SPEI指数进行对比，SPEI指数对区域干旱的监测较为适用，这是由于它不仅具备多时间尺度的特征，并且形式相对简单，对于数据要求较低，同时会考虑到温度对干旱造成的影响。在西北干旱及半干旱地区实际监测中，GEVI指数在甘肃及新疆地区要比SPI指数监测效果更好，而在西北地区东部SPEI指数适用性要优于SPI指数。对西北地区各省份来说，青海地区春季和夏季，MI指数要比SPI、Z指数对于干旱情况的反应更为精准，并且能够有效反映不同地区干旱情况发生频率之间的差异。对于宁夏地区，K指数与CI指数的评估效果优于Pa与SPI指数。K与CI指数在绝大多数年份都更为接近于实际等级。在大多数地区，K指数所表现出的绝对一致率及相对一致率都要优于Pa与SPI指数。此外，其空、漏评估率也更低。并且，SPEI在这个地区的干旱监测效果要好于SPI指数，主要是因为SPEI同时考虑到蒸发与降水情况。在陕西地区，针对PDSI、SPI以及SPEI指数进行比较，PDSI指数对于干旱程度的实际监测效果和十二个月尺度的SPI与SPEI指数相似，则说明PDSI指数相应的固定时间尺度大概是十二个月。

整体来说，SPEI指数和PDSI、SPI指数比较优势较为明显，不但考虑到气温变化对于干旱的影响，而且具备多尺度特征。在河西走廊的干旱区针对Pa、MI、SPI以及SPEI指数加以评价，在年际或是在季节尺度之上，SPEI指数判断结果都更加接近于实际情况，其报错率较低。就干旱等级来说，MI指数对于降水更少的干旱地区适應性与可靠性较差。虽然就SPEI指数自身来说，其在干旱地区实际适应性要比其它地区更低，但是与其它几项指数相比效果较好。

结束语：

总而言之，各种气象干旱指数对我国各地区具有不同的适应性，在实际应用过程中，要充分考虑相关地区的实际情况，以实现对干旱情况的高效监测和预测，为人们日常生产及生活活动形成良好的指导，为国家经济建设注入源源不断的活力。

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