彭水县干旱气候特征分析

豆俊川 代建君 张代洪

摘 要：该文采用彭水县国家气象站1951—2019年的气象资料，利用国家标准《气象干旱等级》推荐的干旱评价指标——标准化降水蒸散指数SPEI指数分析彭水月、季、年不同时间尽度下干旱气候特征。结果表明：（1）彭水大部分年份总体水分盈亏平衡，69a中总体干旱为41%;（2）彭水县年干旱代际变化明显，20世纪80年代重旱最多，21世纪出现了年度干旱最重的特重旱;（3）从各季干旱来看，冬季干旱最多，69a中出现干旱的频率达46%，夏季干旱频率最少仅为38%，冬春夏三季均有一次特重旱。

关键词：SPEI指数;干旱特征

干旱是影响彭水最主要的气象灾害之一，具有影响范围广、影响程度深的特点。目前干旱监测的方法标准较多，根据国家标准《气象干旱等级》（GB/T 20481—2018）推荐，气象干旱监测方法有降水距平百分率、相对湿润度指数、标准化降水指数、标准化降水蒸散指数、帕默尔干旱指数、气象干旱综合指数。本文因需要从月、季、年的角度对彭水县干旱气候特征进行分析，因此选用标准化降水蒸散指数（SPEI指数）监测方法进行分析。标准化降水蒸散指数是表征某时段降水量与蒸散量之差出现概率多少的指标，适合于半干旱、半湿润地区不同时间尺度干旱的监测与评估。

1 资料来源和方法

1.1 数据来源及统计时段划分方法

本文所用资料为1951—2019年彭水县国家气象观测站观测数据，所用观测设备及观测方法均符合国家标准。时段统计方法：季按自然分季法划分，年按公历年划分。

1.2 干旱指数SPEI计算及干旱等级划分

从计算所需资料和计算简捷性出发，本文利用彭水县国家气象观测站1951—2019年的逐日气温、降水量等要素资料，采用Thornthwaite方法计算月、季、年尺度的潜在蒸散量和累计降水量及其降水量与蒸散量的差值，然后按照标准化降水指数方法计算月尺度、季尺度、年尺度的SPEI指数。指数具体算法及干旱等级划分见文献[1]。

2 结果与分析

2.1 年尺度下SPEI变化特征

彭水县年尺度下69a来干旱年份为28年，干旱的频率达41%（见右图）。其中轻旱5年约占总干旱年数的18%，中旱13年约占46%，重旱9年约占32%，特旱1年约占4%（图略）。

69a中连连续干旱年份共有6次（见右图），占总干旱年数的21%。有2次连续3年出现干旱，即1959—1961年（1959年为重旱年、1960年为中旱年）和1990—1992（1990年、1992均为重旱）年;有4次连续2年出现旱，最重的为2005—2006年，分别为重旱和特重旱，其余均为连续中旱。从开始年份来看，3连旱以重旱开始，2连旱以中旱或重旱开始。

从年代际分布（00年代、10年代指的是21世纪00年代、10年代，其余为20世纪，下同）来看，50年代、90年代有5次干旱年，60、70年代分别有3次干旱年，80年代和00年、10年代分别有4次干旱年（图略）。其中，特旱年份出现在00年代，重旱最多的为80年代，出现了3次重，中旱最多为50年代，出现了4次。

2.2 季尺度下SPEI变化特征

从各季干旱频率来看（图略），冬季干旱频率最大，达46%，夏季频率最小，为38%。统计结果与我县降水主要集中在夏季的气候特征相符，结合年度SPEI值来分析，当年SPEI值低时夏季一般都较低。冬季干旱频率大，这与我县冬季气温多数年份偏高基本一致，从而造成潜在蒸散量偏大，水分亏缺量较大。

2.2.1 冬季干旱特征

69a中冬季干旱（图略）出现年数为32年約占46%，其中轻旱11年（图略）约占干旱年份的34%，中旱12年约占38%，重旱8年占25%，特重旱1年占25%。

从年代际分布来，50年代、80年代分别出现5次冬旱，60年代、00年代分别出现3次冬旱，70、10年代分别出现6次冬旱，90年代4次冬旱。其中特重旱出现在80年代，重旱最多的为70、80、00年代均为2年，中旱最多为10年代出现了4年。

2.2.2 春季干旱特征

69a中春季干旱（图略）出现年数为28年约占41%，其中轻旱7年（图略）约占干旱年份25%，中旱10年约占36%，重旱10年占36%，特重旱1年占3%。

从年代际分布来，50年代、60年代分别有4年干旱，70年代有2年干旱，80、90年代分别有6年干旱，00、10年代分别有3年干旱。其中特重旱出现在10年代，重旱最多的为80年代有3年重旱，中旱最多为90年代出现了6次。

2.2.3 夏季干旱特征

69a中夏季干旱（图略）出现年数为26年约占38%，其中轻旱5年（图略）约占干旱年份的19%，中旱11年约占42%，重旱9年占35%，特重旱1年占4%。

从年代际分布来，50年代、60年代、80年代、00年代、10年代分别有4年干旱，70年代、90年代分别有3年干旱。其中特重旱出现在60年代，重旱最多的为80、90、00、10年代均有2年重旱，中旱最多为70年代出现了3年。

2.2.4 秋季干旱特征

69a中秋季干旱（图略）出现了28年约占41%，其中轻旱6年（图略）约占干旱年份21%，中旱12年约占43%，重旱10年占36%，无特重旱。

从年代际分布来，50年代、80年代分别有6年干旱，60年代、70年代、10年代分别有2年干旱，90年代有3年干旱，00年代7年干旱。其中重旱最多的为00年代有4年重旱，中旱最多为50、80年代分别出现了2年。

2.3 月干旱特征

从69a统计资料来看（图略），每月均有干旱年份出现，其中9月干旱年份最多，达34年出现频率约为49%，2、3月最少为27年，出现频率约为39%。特重旱最多的为11月份，出现了2年，重旱最多的为4月出现了11年，中旱最多的为2月出现了15年。从月干旱分布情况来看较重干旱均出现在冬半年与夏半年转换的春季和秋季里的月份，此时如果雨季不能正常到来或提前结束，就容易造成该时段的水分亏缺，从而形成干旱。

3 年度干旱与季度干旱

3.1 年度干旱与各季干旱的相关性

根据69a年度干旱与各季干旱相关性分析结果（见下表）可知，夏季干旱与全年干旱最相关，秋季和春季相当，且均通过0.05信度检验，冬季相关性最少且未通过0.05信度检验。

3.2 年度干旱与冬季干旱

从上表可以看到，冬季干旱与年度干旱相关性最小且未通过信度检验。从分析来看，主要因为冬季降水气候绝对值较小，一般整个冬季降水量仅占全年降水量的6%左右，且冬季气温偏低，冬季水分盈亏对全年整体来说影响较小，所以相关较低。如2014年冬季出现重旱但因为该年其他季节没有干旱出现，因此该年总体无干旱。

3.3 年度干旱与春、秋季干旱

从上表可以看到，春、秋季干旱与年度干旱相关性次小但均通过了0.05的信度检验。从分析来看，春秋两季均是温度冷暖、多雨少雨季节性转换的季节，降水气候绝对值相比夏季要小，但要比冬季大，一般整个春秋季降水量分别占全年降水量的25%左右，水分盈亏对全年的影响较大。如1955、1986、2001三年均为仅春季秋季出现同时中旱或重旱，而年度总体出现中旱的情况。

3.4 年度干旱与夏季干旱

从左表可以看到，夏季干旱与年度干旱相关性最大。从分析来看，夏季温度、降水气候绝对值均是全年最高（多）的，夏季一个季节降水量就占全年降水量的45%左右，水分盈虧对全年总体水分盈亏的影响最大。如2017年，冬季为轻旱、夏季为重旱，年度干旱为中旱。

虽然年度干旱与各季度干旱有以上分析的关系，但客观来讲，年度干旱与其余非旱季节盈亏情况关系密切，如有时2个季节出现干旱，但某一个季降水量异常偏多，则年度SPEI指数仍可能在正常范围。

4 小结

（1）彭水大部分年份总体水分盈亏平衡，69a中总体干旱为41%，中旱在干旱年份中占比最大，达46%，重旱占比为32%，轻旱占比为18%，特重旱占比最小，仅为4%;

（2）从各季干旱频率来看，冬季干旱频率最大，达46%，夏季频率最小，为38%，春、秋季干旱出现频率均为41%;

（3）夏季干旱与全年干旱相关性最大，秋季和春季相当，且均通过0.05信度检验，冬季相关性最小且未通过0.05信度检验。

参考文献：

[1]GB/T 20481-2017.气象干旱等级[S].北京：国标准出版社.

[2]马献菊，等.基于SPEI干旱指数的凉山州干旱特征分析[J].高原山地气象研究，2019，39（3）：53-59.

[3]庄少伟，等.标准化降水蒸发指数在中国区域的应用[J].气候与环境研究，2013，18（5）：618-625.

[4]闫研，等.基于SPEI指数分析华中地区近40a干旱时空分布特征[J].气象科学，2015，35[5]：646-652.

[5]李伟光，等.标准化降水指标在海南岛干旱监测中的应用分析[J].中国生态农业学报，2009，17（1）：178-182.

作者简介：豆俊川（1979— ），男，汉族，重庆彭水人，本科，高级工程师，主要从事彭水县域气候、应用气象等方面研究及服务工作。