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气象干旱综合监测指数在安徽省的适用性分析

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第46卷第5期 2018年10月 气象科技 VoI.46.NO.5 Oct.2O18 METEOROLOGICAI SCIENCE AND TECHNOI ()GY 气象干旱综合监测指数在安徽省的适用性分析 杨玮 谢五三 王胜 张宇 (1安徽省气候中心,合肥230031;2福建省上杭县气象局,上杭364200) 摘要利用1981 2o16年安徽省77站日降水量、平均气温和土壤墒情资料,通过相关分析和主成分分析方法构 ,从频率分布、千旱日数演变、不合理 建了该区域旱季(10月至次年3月)、涝季(4—9月)气象干旱综合指数M 跳跃次数及代表站典型干旱过程等方面,对4种气象干旱指数在安徽省的适用性展开对比分析。结果表明: Mc 在反映较重等级气象干旱时优于其他指数,能很好地诊断出安徽历史上典型大早年;基于该指数的干旱日 数时空演变表现为沿淮北夏旱和春末旱最多,江淮之间春末夏初旱情最多,沿江江南秋旱最多;36年所有干旱过程 中不合理跳跃次数不足1O次.就典型干旱过程中对降水反应的敏感性而言,它在表现干旱缓慢发展的特征时优于 其他指数,不合理波动较少,且干旱后期缓和或解除过程中也不如其他指数过于敏感。综合来看,M( hu 对干旱过 程具有较好的识别与诊断能力,在安徽省适用性良好。 关键词气象干旱综合监测指数;旱季;涝季;适用性;典型干旱过程 中图分类号:P426.616 DOI:10.19517/j.1671_6345.2O1 7O551 文献标识码:A 引言 业干旱、水文干旱和社会经济干旱。从本质上来看, 其他类型干旱都是气象干旱的影响结果,它们的发 中国地处气候脆弱带,受干旱灾害影响比较严 重,全国每年旱灾损失占各种自然灾害的15 以 生晚于气象干旱,可以通过气象干旱监测进行提前 预警 ],因此发展客观化、定量化的气象干旱监测技 术具有特殊意义,而寻求一个理想的气象干旱指数 上[1 。中国旱灾格局的南北差异明显,南方重旱 灾区域主要分布在安徽、湖南、湖北等中部五省 ]。 安徽作为农业大省,干旱灾害频发,如2013年7 8 月,持续高温少雨导致安徽大部分地区发生严重旱 情,局部地区出现特大干旱,对当地农业生产和群众 生活造成了重要影响,土壤失墒快,菜价猛涨,部分 是对所有干旱灾害准确及时监测的前提。气象干旱 监测常用的指数有降水距平百分率、标准化降水指 数(s 。)和干旱指数(C )等,尽管关于这些指数已有 大量研究[ 。,但它们在安徽省实际干旱业务服务 中仍然暴露了一些问题,例如存在干旱发展的跳跃 现象、长期积累的干旱无法识别、干旱程度反映偏 群众遭遇临时性饮水困难。干旱灾害问题十分复 杂,它具有蠕变性、系统性、多样性、不可逆性、多尺 轻、对近期降水反映过于敏感等。为了解决干旱指 数在干旱监测中的缺陷,国家气候中心研制并推广 了一种新的气象干旱综合监测指数(Me ),M 综合 考虑了近6O天内有效降水(权重平均降水)、30天 内蒸发(相对湿润度)、以及季度尺度(90天)和近半 年尺度(150天)降水长期亏缺的影响[ 】,并将全国 分为北方和南方来确定不同的权重系数{i/-1 2一。考 虑到我国幅员辽阔,区域气候特点各异,仅将M¨划 分为南、北两大片无法适应各省实际需要,其中辽 http://www.qxkj.net.ctl气象科技 度性、衍生性和社会性等多种特点,旱灾损失涉及到 农业、水文、生态环境等多个方面,其社会关联性强、 影响面大、关注度高,对其进行准确、及时的监测预 警和做出有效防御意义深远 ]。但是,在全球气候 变暖背景下,干旱事件发生的频率不断增加,持续时 问更长,异常程度更加突出,那么,当前的干旱监测 指数是否仍然适用,是我们迫切需要考虑的问题。 目前,国际公认的干旱类型主要有气象干旱、农 安徽省气象局科技发展基金项I:1(KM201712,KM201417)、国家自然科学基金项目(41605068)资助 作者简介:杨玮,女.1985年生,博士,高级工程师,主要从事气候评价和短期气候预测研究,Email:yw85508@sohu.COFI1 收稿13期:2o17年9月11日;定稿日期:20l8年3月5日 第5期 杨玮等:气象干旱综合监测指数在安徽省的适用性分析 989 宁、湖北、贵州等省已经开展了Mr 指数的本地化应 用及其适用性分析l1卜”],并给出了相应的修订方 案,结果发现修订后的指数有效改善了原干旱指数 的不足,在干旱监测业务中发挥了更重要的作用。 因此,我们有必要根据本省气候状况和季节变 化,对Mf一指数在安徽地区的适用性进行检验,并对 M 中的相关因子和系数进行订正,最终确定适用 于安徽本地的M 气象干旱指数,提高干旱监测的 精确化和定量化水平,为政府部门组织实施抗旱救 灾提供科学的参考依据。 1资料和方法 1.1 资料 本文所使用的资料如下: (1)安徽省77个国家级气象台站1981~2O16年 的逐日气温和降水资料,来源于安徽省气象信息中心。 (2)安徽省所有测墒站建站至2016年的土壤墒 情资料,来源于安徽省气象科学研究所。 (3)历史干旱灾情资料,来源于安徽省民政厅、 《安徽省气象灾害大典》和《安徽省地方志》。 1.2 方法 逐日气象干旱综合监测指数M 计算用到的气 象要素有日平均气温和日降水量,具体步骤如下: (1)根据日平均气温T 求日可能蒸散量P 采用联合国粮农组织推荐的Thornthwaite方 法 “ 计算逐日可能蒸散量 1 n个 PE 一16.0( ) (1) 几 " 一 H一∑H 一∑(}) “ (2) i一1 t—l A一6.75×10一 H。一7.71×10一 H + 1.792×10 H+0.49 (3) 其中,P 为日可能蒸散量,单位:mm/d;T 为日平 均气温,单位:℃;H为年热量指数,n为一年的总天 数,当日平均气温T ≤o℃时,日热量指数H 一0, 可能蒸散量P 一0;A为常数。 (2)由日降水量和蒸散数据,求得相对湿润度指 数M 、标准化降水指数s 和标准化加权平均降水 指数S 。 相对湿润度指数M 是表征某时段降水量与蒸 发量之间平衡状况的指标之一,用来反映作物生长 季节的水分平衡特征,适用于作物生长季节旬以上 尺度的干旱监测和评估¨】 。 』Ⅵl一 (4) 其中,P为某时段的降水量,P 为某时段的可能蒸 散量。 标准化降水指数s 是表征某时段降水量出现 概率多少的指标之一,该指标适合于月以上尺度相 对于当地气候状况的干旱监测与评估 " 。 S—s[ 一 鲁 而]㈤ 厂—T √ n壶 6 其中,F为某时段内降水量的r分布概率,当F> 0。5时,S—l,当F4o.5时,S===一1;其他参数为常 数,c0—2.515517,c1—0.802853,c2—0.010328,d1 —1.432788,d2—0.189269,d3=0.001308。 标准化加权平均降水指数S 是对S 指数的 改进,考虑了干旱过程前期降水的衰减作用,参照宋 艳玲等_】。 的加权平均降水指数/WAP计算方法 ∑a P wAP一 一 (7) ∑“ 其中,P 为降水量,n为距离当前的日数,n为贡献 参数,对 w 指数进行标准化处理 朝即为S 指数。 (3)根据不同时段内M 、S 和S 指数与土壤 相对湿度的相关关系,利用主成分分析方法 。 确 定主要干旱因子I 及其权重系数e ,最终得到逐 日McI。 Mc 一∑P (8) 其中, 为主要干旱因子个数。 气象干旱综合监测指数M 和综合气象干旱指 数C 指数的干旱等级划分见表1。 表1 M 。和Cl指数的干旱等级划分 99O 气 象 科 技 第46卷 2 安徽省M。.气象干旱指数的建立 气象干旱是一个缓慢加剧的过程,其危害程度 SP¨ 和S 。(下标数字表示近期降水时段)。根据 建站以来i0 cm、20 crrl土壤相对湿度,分别求得旱 季和涝季土壤墒情与各项干旱因子的相关系数(表 2),并进行信度为0.05的显著性t检验。 由表2可见,旱季和涝季的i0 cm相关系数均 高与20 cm,表明相关系数随土壤深度增加而减小, 与降水量偏少程度、持续少雨天数及发生季节密切 相关,针对不同季节定义不同的干旱指数,才能更好 地反映干旱的实际情况。结合安徽省降水特点,将 全年划分为旱季(10月至次年3月)和涝季(4~9 表层土壤相对湿度和气象干旱因子的关系更为密 切;而且除旱季SPn。。因子外,全省相关系数通过 0.05显著性检验的站数i0 cm多于20 cin,所以选 用10 cm土壤相对湿度表征干旱等级和实际气象干 旱更为贴近。 月)来挑选各自的干旱因子,并确定其权重系数。 2.1 干旱因子的选取 计算了1981—2016年9项干旱因子的逐日数 据,包括MI3。、SP1、v6o、S o、Sl】I6o、Smo、S Pl120、S PI I表2 安徽省土壤相对湿度与9项干旱因子的相关系数{r)及通过0.05显著性水平检验站数(n) r o.44 73 o.46 75 o.40 75 o.32 71 o.25 61 o.1 9 5o o.12 36 o.12 33 o.o6 39 旱季 ” 涝季 旱季 r o.36 o.39 o.33 o.26 o.25 o.25 o.23 o.23 o.18 涝季 ” 71 71 68 57 56 52 54 56 43 注:相关系数为全省77站平均, 代表未通过o.05显著性检验(检验值旱季o.14,涝季o.15)。 考虑到综合气象干旱指数C 对近期降水反映 表3安徽省旱季和涝季干旱因子的选取 过于敏感,且无法识别长期积累的干旱,因此从降水 的近期亏缺和长期亏缺两个方面来构建新气象干旱 综合指数Mm将30天和60天尺度定义为短时间 尺度,9O天以上尺度定义为长时间尺度。由安徽省 16个地市10 CIFt土壤相对湿度和9项干旱因子相 2.2干旱因子权重系数的确定 关系数的栅格图(图1,彩页)可见,短时间尺度上 snⅥ 。和MI。。两个因子与土壤相对湿度的相关程度 最高,长时间尺度上Sm。和SPn 。最高、SP¨ 。次之。 结合表2可知,各干旱因子在旱季和涝季的相对重 要性存在显著差别,旱季120天及以下和涝季所有 因子均通过显著性检验,而旱季15O天及以上因子 未通过显著性检验。因此,构建本省M叫指数时,在 将挑选出的5项干旱因子Snw M ,SⅢ。, Spn 。,SPn 。求全省平均,得到旱季和涝季两套干旱 因子的时间序列。对上述两套因子集分别做主成分 分析,由表4可见,旱季和涝季均提取了前两个主成 分,累计方差贡献分别为81.9O 和95.18 ;先求 每个主成分对各项因子的载荷数构成成分载荷矩 阵;然后求各因子在不同主成分线性组合中的系数, 即载荷数除以对应的特征根开方;最后求干旱因子 国家气候中心指数基础上,将旱季的sPu 。因子替换 成S 。,具体旱季和涝季选取的干旱因子见表3。 的权重系数,以两个主成分方差贡献率为权重,对各 因子在这两个主成分线性组合中的系数做加权平 均。按式(8),得到安徽省旱季(/W/c )和涝季(M ) 气象干旱指数,记为M 第5期 杨玮等:气象干旱综合监测指数在安徽省的适用性分析 991 fMc:d一0.2Spiw6o+0.1M:30+0.5SPIgo+0.5S PI】2o 【^ lf一0.5SPIW6o+0.5M:3。+0.4SP19o+0.4S PI 15o (9) 3 4种气象干旱指数对比及M。 适用性分析 将安徽省2013年以前业务应用的气象干旱指 表4安徽省旱季和涝季各干旱因子的权重系数 旱季 因子 数记为()c ,按降水量线性递减非等权重方案改进 的C-指数记为N ,国家气候中心推广的M 指数 记为Mc1- 式(9)确定的安徽省 式、主要技术特征和优缺点。 3.1 频率分布 涝季 主成 主成 分1 分2 主成 主成 分1 分2 因子 指数记为 McL 。表5给出了4种气象干旱指数的计算公 特征根 2.09 1.19 特征根 3.36 o.45 主成分 分析 方差贡 52.21 29.69 方差贡 83.95 11.23 献/ Sl,:w60 o.73献/ 一o.52 Sp:w60 0.95 0.03 在安徽省(淮北、沿淮、江淮、沿江、江南)各选一 个代表站(宿州、蚌埠、合肥、安庆、宣城),统计全省 成分载荷 矩阵 MI3o SpI90 SFI12o Sp:wGo 0.69—0.56 MBo o.80 0.65 0.82 0.56 096.平均及各代表站4种干旱指数的频率分布特征,由 图2(彩页)可见:①Of 和N 频率分布保持较好的 一0.43 0.65 SPI90 SpI1 5o Spiw6o —0.22 0.930.52 —0.30 0.05 致性,呈现双峰结构特征;②Mc anhui、M 与 0.51 —0.48 Oc 、Nc 频率分布不一致,主要体现在其“两头小中 间大”的特征更为明显,即在干旱指数绝对值大值 区,C 频率高于M ,随着绝对值的减小,Mc 频率 高于C。;③Mc Mc 和M 一的频率分布略有差异, 频率分布大值区对应的干旱指数数值较 线性组合 中的系数 MI3o Sp:90 Spn z0 0.48—0.51 MI3o 0.55 0.39 0.45 0.60 0.45 0.83 0.52—033 .Sp:90 Spn so 0.51—0.45 Splw6o 0.2 Sp ̄w6o 0.5 干旱因子 MI3o 0.1 MI30 0.5 Mc …略大。表明4种指数表征的干旱等级略有差 权重系数 Splgo Spnz0 0.5 0.5 SpI9o Spn so 0.4 0.4 异,在反映较重等级气象干旱时,M 与()c 、N 较为一致,而M …明显偏少;在反映较轻等级气象 干旱时,McI hui介于McI一和OcI、NcI之间。 表5 4种气象干旱指数的主要技术特征 干旱指标 计算公式 0.4Sp: ̄0+0.4Sp:9o+0.8M:3o 技术特征 Oc1 根据《气象干旱等级》GB/T20481—2006定义,安徽省气候中心 2Ol3年以前业务应用该气象干旱指数。 Oc:的改进,按降水量线性递减非等权重方案计算SplneW和 Mlnew,考虑过去降水对当前干旱的缓和作用随时间往前推移而 Nc1 0.4SPI3o…+0.4Sp:90…+0.8MI3。 逐渐减小。缺点是NcI和OcI最多反映近9O天的降水情况,当干 旱持续时间超过9O天后,用c 指数监测的干旱程度容易与实 际干旱不相符。 fMcId Mc: O·3SP1w6。+O·4M:3。+0·3S Pl9。+O·2SPIl 5。 lMcIf一0.5SP1w60— 0.6M:3。+0.2SPI9。— 0.1S P】l 5o Mcl在CI基础上,考虑前期降水的衰减作用以及更长时间的干 旱累积效应,增加了近6O天标准化加权平均降水指数和近120 天、l5O天的降水情况,理论上可以解决干旱的跳跃问题和干旱 程度反映偏轻。Mci和McL…hi的区别在于权重系数存在 fMc:d一0·2SP:w6o+0·J.M:3o+0·5Spi9o+O·5Sp::zo Mc1 anhll1 、 差异。 【McIf一0.5SpIW60+0.5M13。+0.4Spigo+o.4Sp:15。 992 气 象 科 技 第.I6巷 8 7 6 5 \褂 毫州 4 3 淮北 2 l O 8 7 6 5 \醑 4 3 2 l 0 8 7 6 5 96\姗曝4 宿州 阜阳 蚌埠 淮南 滁州 ,l、安 合肥 苋湖 马鞍山 安庆 池州 铜陵 宣城 黄山市 干旱因子(旱季) 干旱因子(涝季) 】 安徽省1 6个地市10 cm土壤相对湿度与9项十旱网子的相天系数:(a)旱 ;(b)涝季 (彩色阴影通过o.05 著性检验) 单 0 0 0 0 0 0 0 ■■ \讲曝 8 7 6 5 4 3 2 l O 8 7 \姗 6 5 4 3 2 l O 8 7 6 \埒 5 4 叩 叩 一 甲甲。。 一 干 指数 ∞ ∞∞ ∞ ∽∞ ∽∞ ∞ 一一 一0 0一 -_ ∞ ∞ 寸∞∞ ∞ 0 0 0 0 f 指数 鼍 叩 叩叩 _-_。 甲。。 -一 干早指数 N ∞ ∞∞ ∞ n∞ ∞0 。。 一 0 心 __∞ 一 c。∞ n ∞ 0 0 0 0 }=早指数 _●■ ∞  ̄-Q∞ ∞c。 ∞ 一 一0 ∞ ∞ 一 cO.∞ ∞∞ n ∞ ∽∞ ∽∞ ∞ 一__ 心 c。一甘∞ 一 ∞ 一∞ ∞ 0 0 0 0 0 0 0 0 干早指数 干 指数 _划2 4种干旱指数的频率分布:(a)全省平均,(b)宿州,(c)蚌埠.(d)合肥,(e)安庆,(f) t (城 第5期 杨玮等:气象干旱综合监测指数在安徽省的适用性分析 993 3.2干旱日数演变 各站历年干旱日数及各月干旱日数通过计算其 干旱过程得到,本文定义的干旱过程为:当干旱指标 连续10天为轻旱以上等级,则确定为发生一次干旱 过程,干旱过程开始到结束期间的时间为干旱持续 时间E7]。 根据表1的干旱等级划分标准,先计算各干旱 指数的逐日干旱等级,然后按干旱过程的定义计算 77站历年和逐月干旱日数。从全省平均干旱日数 的历年演变(图3,彩页)来看,Mc 和M 历年 总干旱日数的年际变化趋势基本一致,1981年以来 干旱日数较多的年份为1986、1988、1992、1994、 1997、2001、2004、2011年,这与《中国气象灾害大典 (安徽卷)》_2 ]记录的干旱情况非常吻合,表明 Mc …和 均能很好地诊断出安徽历史上的典 型大旱年。此外,从 与C 干旱日数的差值(图 3a)可见,Mc 。减Oc 的差值总体为正,MC 减 0c 的差值以负为主,表明Oc 计算出的干旱日数少 于Mc ,但多于Mc …而Mc 与N 。的比较略 有不同(图3b),M 减N 的差值有正有负, M …减N 的差值均为负值,表明N 计算出的干 旱日数与M 相当,但多于M … 图4(彩页)给出了干旱日数在年内各月的分布 特征,结果表明:①从全省平均来看,0c 与N 一致 性较好,反映了秋旱最多、春末夏初旱情次之、冬春 旱最少; …反映的秋旱天数小于C ;M 。与其 他3种干旱指数有较大的不同,表现为春末夏初旱 情最多、秋旱次之、冬春旱最少(图4a)。②从干旱 日数自北向南的分布来看,沿淮淮北夏旱和春末旱 最多(图4b、C),江淮之间春末夏初旱情最多(图 4d),沿江江南秋旱最多(图4e、f)。 3.3不合理跳跃次数 根据气象干旱的发生发展机制,认为气象干旱 的发展是渐进的,但解除可以是跳跃性的。不合理 跳跃次数定义为:当出现轻度以上干旱(当天干旱等 级≥2),且相邻两天干旱等级增加1级以上(当天与 前一天等级之差≥2),则认为是一次不合理的 跳跃ET]。 图5(彩页)给出了1981—2O16年77站不合理 跳跃次数的空问分布。可见:①0c 不合理跳跃次数 最多,合肥以北大部30~4O次,其他地方13~3O 次。②N 不合理跳跃次数最少,全省在2次以下。 ③Mc 和M n 。不合理跳跃次数位于中间,分别 在0~5次和0~8次,两者差异主要在淮北北部。 因此,从不合理跳跃次数的监测情况来看,N 明显 优于其他3种干旱指数,0 最差;M …和M 位于中间,且次数与N 相差不大,较为合理。 3.4 代表站典型干旱过程对比分析 将 指数计算得到的所有干旱过程天数 从长到短排序,按5个代表站(宿州、蚌埠、合肥、安 庆、宣城)选取干旱天数最长的过程,进行典型干旱 过程对比分析,见表6。 表6 5个代表站典型干旱过程的选取 由图6(彩页)代表站典型干旱过程可见,在整 个干旱过程中,就干旱指标对降水反应的敏感性而 言:①当无明显降水时,()c 、Mc 和M 曲线均 能表现下降趋势,但0 常出现一些不合理的波动。 如宿州站1995年11月21日至12月15日期间无 降水,Oc 曲线却呈u形分布,即干旱迅速加重然后 自我减轻;蚌埠站2011年1月1日至17日期间无 降水,但0 和MC 曲线先陡增后急速衰减,这些 都不符合干旱渐进发展的特点。类似情况在其他代 表站的()c 和M 。…曲线中也存在,而M n 曲线 则是缓慢下降,没有出现不合理的波动,在此不一一 赘述。因此,M 指数在表现干旱缓慢发展的特 征时优于其他指数。②当出现明显降水时,3种曲 线均表现陡增的趋势,干旱过程前中期M … Mc …和Oc 对降水的敏感性较为一致,干旱过程后 期M。 和M 对降水的敏感性不如0c ,出现 明显降水后,反映相对迟钝,但从干旱指数数值来 看,也能很好地表示干旱快速缓解的状态。③总体 来说,M 指数呈锯齿状,能够描述“发展缓慢,缓解 迅速”的干旱特点。M 和Mc 曲线趋势基本 一致,大多数情况下,M 。数值小于 …,即 M 指数描述的干旱等级较Mc 略重。 994 气 象 科 技 第46卷 m啪5;∞∞0∞蜘 - I_ i—OcI “ —Mc ̄-OcI 。 墙 210 9 6 3 O 一 I 一 i_ⅣcI 掩坫 一 -_o一 9 6 3 0 —ⅣcI 一.o一 ㈨ i 180 150 辍 皿 120 口丁90 瓣 60 30 球 的 年份 蕊 0 6 I I.I y .. 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I . o . 30 60 6 -年份 图3 l981—2O16年安徽省平均干旱日数历年演变及峨l与C 的差异:(a)McI一()c ,(b)McI—Nc1 赧 皿 j .. 籁 皿 札墉 H一 9 6 3 0 地9 6 3 0 n博坫01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 l1 l2 月份 ……川月份 ——] Dc1 一◆’ l 一。’jI5fcI^rcI-anh J (c) 豢 皿 籁 皿 皿 噼 H_ 01 02 03 04 05 06 07 O8 09 10 11 12 月份 月份 2l 18 赣15 12 9 6 籁 皿 衅 3 0 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 01 O2 03 04 05 06 07 08 09 10 11 l2 月份 月份 图4 1981—2O16年安徽省平均干旱日数逐月演变: (a)全省平均,(b)宿州,(c)蚌埠,(d)合肥,(e)安庆,(f)宣城 第5期 杨玮等:气象干旱综合监测指数在安徽省的通H{性分析 95 籁 睁 3 2 0 1 3 ∞∞ ∞∞们∞∞m O 目\.軎*啦 5 1 981 201 6年安徽省十旱指数不合理跳跃次数 的 问分布:(a)O¨,(b)N¨.(c)MIj ¨.(d)M 1 I 2 l 0 妲 卧一l H_ 2 3 90 75 60 营 \ 45蒯 * 30逝 l5 0 4 60 35O 4O 目 \ 靶0 3O 衅 * 20逝 1O 3 4 O 3 30 2 25 1 2O 邑 \ 睾0 15盥c H_l 10鞋 2 5 3 0 43 差 2 34 ■■■●●—0 4 ∞1 6卷 3 5 2014年干旱个例应用分析 以2Ol4年7—8月安徽省滑淮淮北遭遇的严重 缸。 。 皿 ∞ 科 墨∞ 0 夏 为例,利用降水和土壤墒情来检验M¨ ..指数 埘气象十旱过程的识别与诊断能力。 旱从}: 站数的逐Fi演变来看(图7.彩贞),7月 轻 … 皿 卜 匠∞ 卜 .-}缸 一 口。_【 叮 ■‘ 一嚣 9一站 , 初沿淮淮北气象卜 露头并持续发展,受高温少雨、 蒸发鞋大的叠加影响.7月7 H开始出现重旱.18 H 开始jIf现特旱.至7月24日沿淮淮』匕气象干早范闹最 广、程度最重,有14个巾县达再到特旱(图8,彩页)。 特 早重旱中■ ¨ ⅢⅢ… .● ¨¨=== Ⅲ ……=== ●1 ¨  一【一 _  日8一 日9 1 、 j冀 臼0∞ 旱 ● .¨演 3● 合肥变 巢湖市 t5鞍L 芜湖市 皿卜叹∞ 日£ 六安市 由于俞风“麦德姆”和多次降水过程的影响,8月7 日玎始气象_f早【月1 减轻,沿淮淮北大部为轻到中 等气象十旱,随后气象十旱范 m现阶段性波动.直 至8月底气象干 基本解除。 。 一 日I_【 ∞ 口∞_【 ∞ 谁 图例 f I正常 匝∞H ∞ 准 丑∞ ∞ E 铜陵市 宜城市 口轻旱 暑三宝詈 三:震詈 ■一特旱 安庆市 皿卜 ∞ 丑'【∞ ∞ 池州市 黄山市 30 25 20 磊15 1O 5 到特等气象l『: 十 程度币I lf: 范『1;I与降水偏少 fx=域 问分布仃 高度一致性( 9l )。此外.抛 0 』{24『1 t壤墒悄 测结果{l ,J .o~l【)(-T11 L J 沿 淮淮北火部 现轻剑【f1旱, 他地J 土壤墒情适 (图9c),农、l T 略小r气象i: 监测 果, 。 …还址I 这也符合农业I: 的发牛滞后丁 象十 综l 所述,M .. 指数无沦 f. 从M 指数、降水以及土壤墒情的对应情况 ),导致24日沿淮淮北f{;现轻 度卜均 i降水干¨土壤墒情实况埘 较好.刈。安徽竹 ( 9.彩贞)来看。7川l一24口沿淮淮北降水量普 遍不足100 mm( 象f:旱过程具 较好的识刖 诊断能力 % 酚潮 常 轻旱 【{1早 重 特 冬1 9 2()1I1 7月1 24 H降水齄(a)、降水 半百分率(I))和7川24日(卜一】0 rI】1 壤牛¨埘 度分 (C) 第5期 杨玮等:气象干旱综合监测指数在安徽省的适用性分析 997 4结论与讨论 本文主要对比了气象干旱指数M 。与0c 、 N 、帆 …及其在安徽省的适用性,得出以下结论: (1)Me i指数中,降水的长期亏缺对干旱的 影响在旱季(Mc a)所占比重较大,而降水的短期亏 缺对干旱的影响在涝季(Mc )所占比重较大。 (2)4种干旱指数的频率分布略有差异,表明 它们在反映气象干旱等级上存在不同,在反映较重 等级气象干旱时,M。 与0 、N。 较为一致,而 Mc1 明显偏少。 (3)Mc anh 能很好地诊断出安徽历史上典型大 早年,它在干旱日数的年内时空分布特征上表现为 春末夏初旱情最多、秋旱次之、冬春旱最少,其中沿 淮淮北夏旱和春末旱最多、江淮之间春末夏初旱情 最多、沿江江南秋旱最多。 (4)Mc .、Mc。…指数的不合理跳跃次数介于 N 和Oc 之间,两种M 指数差异主要在淮北北部, 且不合理跳跃总次数不足10次,与N。 相差不大, 较为合理。 (5)在典型干旱过程中,各干旱指数对降水反应 的敏感性差异明显,M 指数在表现干旱缓慢发 展的特征时优于Oc 和 。…,不合理波动较少,且 干旱后期缓和或解除过程中也不如()c 过于敏感。 综上, 气象干旱指数在很大程度上解决 了实际干旱业务服务中暴露的一些问题,如干旱发 展的跳跃现象、长期积累的干旱无法识别、干旱程度 反映偏轻、对近期降水反映过于敏感等;从指数对干 旱过程的识别与诊断能力来看,目前在安徽的适用 性较好。但是,与M 指数相关的诸多干旱因子 中,本文只考虑了前期60天降水的衰减作用,而其 他尺度的降水未做加权处理,它是否是Mc 仍然 存在不合理跳跃点的主要原因,这是我们近期正在 考虑的一个问题。此外,气象干旱是其他类型干旱 的先导 。 ,我们正着手于在现有M 指数基础 上建立相应地农业干旱指数和水文干旱指数,实现 提前预警,最大限度地减轻干旱对农业和水资源的 影响。这涉及到多学科交叉问题,存在一定难度,许 多科学问题有待我们逐一突破。 参考文献 [1]侯英雨,何延波,柳钦火,等.干旱监测指数研究[J].生态学杂 志,2007,26(6):892-897. 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Meteorological Drought Index with Comparison of Comprehensive Other Drought Indices and Its Applicability in Anhui Province Yang Wei Xie Wusan Wang Sheng Zhang Yu。 (1 Anhui Climate Center,Hefei 230031;2 Shanghang Meteorological Service,Fujian,Shanghang 364200) Abstract:Based O1"1 the daily precipitation,temperature,and soil relative humidity data of 7 7 stations in Anhui Province from 1981 to 2016,the Comprehensive Meteoro1ogical Drought Index(M(” h )for dry season(October to March)and flood season(April to September)is constructed by using the correlation and principal component analysis methods.In respects of the frequency distribution,evolution of drought days,illogical j umping times and typical drought processes for representative stations,the applicability of four meteorological drought indices in Anhui is analyzed through contrasts.The results show that the McI anhui is superior to others in reflecting the meteor。logical drought with heavier grades, which can well diagnose typical drought years in the history of Anhui.The number of drought days calculated from this index shows that droughts in the areas along and north of the H uaihe River occurred mostly in summer and late spring,while in the areas between Huaihe and Yangtze River,droughts mainly occurred in late spring and early summer,and in the areas along and south of the Yangtze River,droughts mainly occurred in autumn.The illogical j umping times of all drought processes in 3 6 years were less than 1 0.In terms of its sensitivity to precipitation during typical drought processes,it is represented that the Mcl an hI 。with less illogical j umping times is not only superior to others in reflecting slowly progressive characteristics of drought,but also less excessively sensitive during the later period of drought.In general,the McIhu.has a better ability to identify and diagnose drought processes and favorable applicability in Anhui Province. Keywords:Comprehensive Meteorological Drought Index;dry season;flood season;applicability;typical drought process 

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