ICS 07.060 A 47 DB34 安徽省地方标准 DB 34/T 15952012 气象干旱过程等级 Grade of meteorological drought process 文稿版次选择 2012-02-23发布 2012-03-23实施安徽省质量技术监督局 发布 DB34/T 15952012 I 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 给出的规则起草。本标准由安徽省气象标准化技术委员会提出并归口。本标准由安徽省气候中心负责起草。本标准主要起草人：谢五三、田红、徐敏、王胜、唐为安、陶寅。DB34/T 15952012 II 引 言 安徽省地处中纬度地带，属暖温带向亚热带的过渡型气候，干旱是最常见的主要气象灾害之一，一年四季都可能发生干旱。干旱常常出现季节连旱，如伏秋连旱、冬春连旱，甚至四季连旱，干旱还有数年连旱的严重情况，与其它灾害不同，它不是突发性的，而是逐渐形成发生发展的一个过程，持续时间长，影响范围大，发生频率高。对于干旱监测业务，国标 GB/T 20481-2006 规范了全国气象干旱监测指标，但气象干旱的发生发展是一个持续的过程，目前还没有对于气象干旱过程的衡量标准，而在气象干旱发生时，需要对整个气象干旱过程的强度进行评估，否则对气象干旱的监测和影响评估难以满足需求。因此，有必要制定全省通用的、具有空间和时间可比性、能较为客观地描述气象干旱发生程度和范围的气象干旱过程等级标准，使我省气象干旱监测与评估业务规范化、标准化。本标准所制定的气象干旱过程等级，适用于气象、水文、农业等领域的干旱监测和影响评估业务与科研工作。本标准的主要技术方法是在综合气象干旱指数的基础上定义并计算气象干旱过程及其强度，并采用百分位数法计算出各个气象干旱过程等级所对应的阈值。气象干旱过程等级标准划分为四个等级，分别为轻旱、中旱、重旱和特旱过程。DB34/T 15952012 1 气象干旱过程等级 1 范围 本标准规定了气象干旱过程的术语和定义、计算方法、等级划分、等级命名、使用方法等。本标准适用于气象、水文、农业等领域的干旱监测和影响评估业务与科研工作。2 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。2.1 气候平均值 climatological standard normal 气象要素 30 年或以上的平均值。注：本标准根据 WMO 规定取最近三个年代的平均值作为气候平均值。如：20012010 年期间，气候平均值取 19712000 年 30 年的平均值。2.2 降水量距平百分率 percentage of precipitation anomalies 某时段的降水量与常年同期气候平均降水量之差与常年同期气候平均降水量相比的百分率，单位用百分率（）表示。2.3 蒸发 evaporation 物质从液态转化为气态的相变过程。水分蒸发是指当温度低于沸点时，水分子从液态或固态水的自由面逸出而变成气态的过程或现象。单位为毫米（mm）。2.4 可能蒸散量 potential evapotranspiration 在下垫面足够湿润条件下，水分保持充分供应的蒸散量，又称为蒸发力或最大可能蒸散量，单位为毫米（mm）。注：本标准中采用联合国粮农组织推荐的 Thornthwaite 方法计算可能蒸散量，计算方法参见附录 A。2.5 相对湿润度指数 relative moisture index MI DB34/T 15952012 2 某时段的降水量与同时段内可能蒸散量之差再除以同时段内可能蒸散量。2.6 标准化降水指数 standardized precipitation index SPI 某时段内降水量的 分布概率，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等级，是表征某时段降水量出现概率的指标之一。2.7 综合气象干旱指数 comprehensive meteorological drought index CI 利用前 30 天（相当月尺度）和前 90 天（相当季尺度）标准化降水指数，以及前 30 天相对湿润度指数进行综合而得，既反映短时间尺度（月）和长时间尺度（季）降水量气候异常情况，又反映短时间尺度（影响农作物）水分亏欠情况。2.8 气象干旱 meteorological drought 某时段内，由于蒸发量和降水量的收支不平衡，水分支出大于水分收入而造成的水分短缺现象。2.9 气象干旱过程 meteorological drought process 持续一定时间的气象干旱。2.10 气象干旱过程持续时间 duration of meteorological drought process 气象干旱过程开始到结束期间的时间为气象干旱过程持续时间，即第 1 天 CI 达轻旱及以上等级的日期至最后 1 天 CI 为轻旱及以上等级的日期之间的天数。2.11 气象干旱过程强度 intensity of meteorological drought process 某气象干旱过程的严重程度，定义为综合气象干旱指数之和与气象干旱过程持续时间之比。2.12 气象干旱过程等级 classification of meteorological drought process 描述某个气象干旱过程的级别标准，即气象干旱过程的级别划分。3 气象干旱过程等级划分 DB34/T 15952012 3 依据气象干旱过程强度，即气象干旱过程平均 CI 值（DPI），以及气象干旱过程持续时间，将安徽省气象干旱过程划分为轻旱、中旱、重旱及特旱四个等级（表 1）。表1 安徽省气象干旱过程等级 气象干旱过程持续时间 等级 类型 1030 d 3160 d 6190 d 91 d 及以上 1 轻旱过程-1.04DPI-1.25DPI-1.42DPI-1.66DPI 2 中旱过程-1.28DPI-1.04-1.54DPI-1.25-1.75DPI-1.42-1.94DPI-1.66 3 重旱过程-1.55DPI-1.28-1.80DPI-1.54-2.05DPI-1.75-2.22DPI-1.94 4 特旱过程 DPI-1.55 DPI-1.80 DPI-2.05 DPI-2.22 4 气象干旱过程等级计算方法 利用逐日降水资料及附录 B 计算公式计算逐日标准化降水指数（SPI），用逐日平均气温、降水资料及附录 C 计算公式计算逐日相对湿润度指数（MI），再将 SPI 和 MI 进行加权综合得到逐日综合气象干旱指数（CI），CI 计算公式如下：30 90 30cM bZ aZ CI+=.(1)式中：30Z、90Z 分别为近 30 和近90 天标准化降水指数 SPI 值；30M 为近 30 天相对湿润度指数；a、b、c 为其系数，平均取 0.4、0.4、0.8。当 CI 连续十天为轻旱及以上等级，则确定为发生一次气象干旱过程，当 CI 连续十天为无旱等级时气象干旱解除，同时气象干旱过程结束，第 1 天 CI 达轻旱及以上等级的日期至最后 1 天 CI 为轻旱及以上等级的日期之间的天数为气象干旱过程持续时间。根据气象干旱过程持续时间及气象干旱过程强度，采用百分位数法确定气象干旱过程各等级的阈值，得到各气象干旱过程等级划分。DB34/T 15952012 4 A A 附 录 A（规范性附录）可能蒸散量计算方法（Thornthwaite法）A.1 可能蒸散量计算方法 Thornthwaite 法计算可能蒸散量公式如下：A iHTPE)10(0.16=.(A.1)式中：PE可能蒸散量，此处是指月的可能蒸散量,单位为毫米每月（mm/mon）；iT 月的平均气温，单位为摄氏度（）；H 年热量指数；A常数。各月热量指数iH 由下式计算：514.1)5(iiTH=.(A.2)年热量指数H 为：=121514.1121)5(iiiiTH H.(A.3)常数A由下式计算：49.0 10 792.1 10 71.7 10 75.62 2 5 3 7+=H H H A.(A.4)当月平均气温 T 0时，月热量指数 0=H，可能蒸散量 0=PE mm/mon。DB34/T 15952012 5 B B 附 录 B（规范性附录）标准化降水指数（SPI）计算方法 B.1 标准化降水指数（SPI）计算方法 标准化降水指数（SPI）的计算步骤为：1)假设某时段降水量为随机变量 x，则其 分布的概率密度函数为：/1)(1)(xe x x f=0 x.(B.1)式中：0，0 分别为尺度和形状参数，和 可用极大似然估计方法求得：AA43/4 1 1+=.(B.2)/x=.(B.3)其中：=niixnx A1lg1lg.(B.4)式中：ix 为降水量资料样本；x 为降水量气候平均值。确定概率密度函数中的参数后，对于某一年的降水量0 x，可求出随机变量x 小于0 x 事件的概率为：=000)()(xdx x f x x F.(B.5)利用数值积分可以计算用（B.1）式代入（B.5）式后的事件概率近似估计值。2)降水量为 0时的事件概率由下式估计：n m x F/)0(=.(B.6)式中：DB34/T 15952012 6 m 降水量为 0 的样本数；n 总样本数。3)对 分布概率进行正态标准化处理，即将（B.5）、（B.6）式求得的概率值代入标准化正态分布函数，即：=F 时，F F=0.1，1=S，当 5.0 F 时，1=S。515517.20=c，802853.01=c，010328.02=c，432788.11=d，189269.02=d，001308.03=d。由（B.8）式求得的Z 值就是此标准化降水指数 SPI。A DB34/T 15952012 7 C B 附 录 C（规范性附录）相对湿润度指数（MI）计算方法 C.1 相对湿润度指数（MI）计算方法 相对湿润度指数（MI）的计算见(C.1)式：PEPE PMI=.(C.1)式中：P 某时段的降水量；PE某时段的可能蒸散量，用 Thornthwaite 方法计算，见附录 A。_