韓遷立，唐浩鵬

(1. 云南省紅河州氣象局，云南 蒙自 661199;2. 貴州省黔西南自治州氣象局，貴州 興義 562400)

1 引言

紅河州地處云南南部，受低緯高原季風氣候影響，降水時空分布不均，不同季節(jié)發(fā)生在不同區(qū)域范圍內不同等級的氣象干旱每年均有發(fā)生，對全州工農業(yè)生產造成了巨大影響，尤其是2009年以后連續(xù)性干旱頻發(fā)，由干旱造成的直接或間接經濟損失占各類氣象災害之首。長期以來，國內外學者對干旱評估指標和方法進行了大量的研究，取得了很多成果，如降水量距平百分率、相對濕潤指數(shù)、標準化降水指數(shù)、土壤相對濕度指數(shù)、帕默爾干旱指數(shù)等單項干旱指數(shù)以及綜合氣象干旱指數(shù)［1］。周秀美等利用Z 指數(shù)對紅河州近50 a 的旱澇時空分布特征進行了總體分析［2］，但對發(fā)生在不同區(qū)域范圍內、不同等級的氣象干旱沒有做進一步分析，并且Z指數(shù)在極端情況下會出現(xiàn)異常結果，相比而言，標準化降水指數(shù)SPI 是采用Γ 函數(shù)的標準化降水累積頻率，然后再轉化成標準正態(tài)分布而得，與Z 指數(shù)相比具有優(yōu)良的計算穩(wěn)定特性［3］。

該文在比較分析各類干旱指標基礎上，選取標準化降水指數(shù)SPI 作為氣象干旱分析指標，分析比較了1963—2012年紅河州春、夏、秋、冬四個季節(jié)發(fā)生在不同區(qū)域范圍內不同等級的氣象干旱特征，以期為全州抗旱救災工作提供更加充分的氣象指導意見。

2 資料和方法

該文利用紅河州境內彌勒、瀘西、石屏、建水、開遠、個舊、蒙自、紅河、綠春、屏邊、金平、河口等12個氣象觀測站1963—2012年逐月降水資料，使用標準化降水指數(shù)來表征某時段降水量出現(xiàn)的概率多少的指標，使用SPI 指數(shù)確定的各等級旱澇臨界值作為評判標準［1］。

全州范圍內有6 站及以上測站發(fā)生干旱定義為全州性干旱，45 站發(fā)生干旱定義為區(qū)域性干旱，1～3 站發(fā)生干旱定義為局域性干旱。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 干旱發(fā)生的基本特征

圖1 為1963—2012年全州干旱強度和干旱站次變化趨勢圖，從中可以看出:紅河州每年不同季節(jié)發(fā)生在不同區(qū)域范圍內的干旱次數(shù)和干旱強度的變化趨勢相同。20世紀60—70年代干旱發(fā)生次數(shù)和干旱強度呈逐漸增加、增強的趨勢，期間個別年份干旱出現(xiàn)的次數(shù)較多、干旱強度較強，例如1969年、1974年、1980年;80年代干旱出現(xiàn)的次數(shù)較60—70年代多、干旱強度也較60—70年代強，但極端干旱事件較60—70年代少;90年代干旱發(fā)生的次數(shù)和干旱強度呈逐漸減少、減弱的趨勢;2000年以后干旱發(fā)生次數(shù)和干旱強度迅速增加、增強，尤其是2009年，是50 a 來干旱程度最重的一年。

圖1 1963—2012年全州干旱強度和干旱站次變化趨勢(圖中干旱站次和干旱強度為每年春、夏、秋、冬出現(xiàn)的不同區(qū)域范圍內不同等級的干旱次數(shù)之和及干旱強度之和)

3.2 各類干旱的發(fā)生頻率

圖2 和圖3 為各季不同區(qū)域范圍內出現(xiàn)的干旱的發(fā)生頻率圖和出現(xiàn)在不同區(qū)域范圍內不同等級的干旱的發(fā)生頻率圖，從中可以看出:

圖2 各季在不同區(qū)域范圍內出現(xiàn)干旱的發(fā)生頻率

圖3 出現(xiàn)在不同區(qū)域范圍內不同等級干旱的發(fā)生頻率

局域性干旱出現(xiàn)頻率為43.4%，區(qū)域性干旱和全州性干旱出現(xiàn)的頻率相當，分別為28.7% 和28.0%，局域性干旱出現(xiàn)的頻率高于區(qū)域性干旱和全州性干旱;全州性干旱多發(fā)生在春季和冬季、多為中旱或重旱;區(qū)域性干旱多發(fā)生在夏季和秋季、多為中旱或輕旱;局域性干旱多發(fā)生在春季和夏季、多為輕旱;從干旱發(fā)生季節(jié)來看，夏季發(fā)生干旱的頻率最高為30.1%，春、秋兩季次之均為25.9%，冬季最低為18.2%;從干旱強度來看，輕旱出現(xiàn)的頻率最高接近60%，中旱次之約為33%，重、特旱則極少發(fā)生。

3.3 干旱變化趨勢的基本特征

為進一步分析掌握各種類型的干旱發(fā)生變化特征，以10 a 為周期從1963年開始連續(xù)滑動41次，分別計算了四個季節(jié)當中出現(xiàn)的不同等級、不同影響范圍的干旱的出現(xiàn)次數(shù)(圖4～5)。

圖4 輕旱、中旱、重旱、特旱的變化趨勢

圖5 局域性、區(qū)域性、全州性干旱的變化趨勢

分析發(fā)現(xiàn):輕旱和中旱的變化趨勢相反，中旱和重旱的變化趨勢相似，特旱極少發(fā)生;即輕旱出現(xiàn)的次數(shù)增加時中旱和重旱出現(xiàn)的頻率就會降低，輕旱出現(xiàn)的次數(shù)減少時中旱和重旱出現(xiàn)的頻率就會升高。局域性干旱和區(qū)域性干旱的變化趨勢相反，區(qū)域性干旱和全州性干旱出現(xiàn)次數(shù)的變化曲線呈現(xiàn)出相互纏繞的形式;即局域性干旱多發(fā)時區(qū)域性干旱和全州性干旱出現(xiàn)的頻率就會降低，局域性干旱出現(xiàn)的次數(shù)降低時區(qū)域性干旱和全州性干旱出現(xiàn)的次數(shù)又會增加，區(qū)域性干旱和全州性干旱的變化趨勢總體上基本相似但又存在此消彼長的現(xiàn)象。2000年以后輕旱和局域性干旱發(fā)生次數(shù)較20世紀90年代有所下降，區(qū)域性干旱和全州性干旱發(fā)生的次數(shù)逐漸增多;每10 a 中輕旱約出現(xiàn)19～20次、中旱約出現(xiàn)5～6 次、重旱約出現(xiàn)1～2 次、特旱極少出現(xiàn);局域性干旱約出現(xiàn)12～13 次、區(qū)域性干旱約出現(xiàn)8～9 次，全州性干旱約出現(xiàn)5～6 次。

4 結論

①紅河州近50 a 來，春季各縣市發(fā)生氣象干旱的頻率為22%～38%，西部和北部多年平均干旱強度較強，中部和北部出現(xiàn)頻率較高;夏季各縣市發(fā)生氣象干旱的頻率為24%～38%，中部和北部多年平均干旱強度較強，西部和南部出現(xiàn)頻率較高;秋季各縣市發(fā)生氣象干旱的頻率為28%～38%，西部多年平均干旱強度較強;冬季各縣市發(fā)生氣象干旱的頻率為24%～34%，中部和北部近多年平均干旱強度較強，石屏、彌勒2 縣出現(xiàn)的頻率略高于其他縣市。

②全州性干旱多發(fā)生在春季和冬季、多為中旱或重旱;區(qū)域性干旱多發(fā)生在夏季和秋季、多為中旱或輕旱;局域性干旱多發(fā)生在春季和夏季、多為輕旱;夏季發(fā)生干旱的頻率最高，春、秋兩季次之，冬季最低。春、夏、秋、冬四個季節(jié)之中，北部多年平均氣象干旱強度最強、干旱發(fā)生頻率最高，中部和西部次之，南部干旱強度相對較弱但夏季出現(xiàn)干旱的頻率較中部和北部高。

③2000年以后干旱發(fā)生次數(shù)和干旱強度迅速增加、增強，每10 a 中春、夏、秋冬四季之內輕旱約出現(xiàn)19～20 次、中旱約出現(xiàn)5～6 次、重旱約出現(xiàn)1～2 次、特旱極少出現(xiàn);局域性干旱約出現(xiàn)12～13次、區(qū)域性干旱約出現(xiàn)8～9 次，全州性干旱約出現(xiàn)5～6 次。

④輕旱出現(xiàn)的次數(shù)增加時中旱和重旱出現(xiàn)的頻率就會降低，輕旱出現(xiàn)的次數(shù)減少時中旱和重旱出現(xiàn)的頻率就會升高;局域性干旱多發(fā)時區(qū)域性干旱和全州性干旱出現(xiàn)的頻率就會降低，局域性干旱出現(xiàn)的次數(shù)降低時區(qū)域性干旱和全州性干旱出現(xiàn)的次數(shù)又會增加。

［1］GB/T 20481－2006. 氣象干旱等級［S］.

［2］周秀美，蘭蘭，黃進云. 基于Z 指數(shù)的紅河州50年旱澇時空分布特征分析［J］. 氣象研究與應用.2012－33(1):88－90.

［3］袁文平，周廣勝. 標準化降水指標與Z 指數(shù)在我國應用的對比分析［J］. 植物生態(tài)學報，2004，28(4):523－529.

［4］樊高峰，苗長明，毛裕定. 干旱指標及其在浙江省干旱監(jiān)測分析中的應用［J］. 氣象，2006，32(2):70－74.

［5］田宏，徐崇浩，彭駿，等. 四川盆地干旱動態(tài)評估指標的研究［J］. 氣象，1998，24(2):10－15.

［6］鄒旭愷，高輝.2006年夏季川渝高溫干旱分析［J］. 氣候變化研究進展，2007，3(3):149－153.

［7］周益輝，曾光平，唐林，等. 南方夏秋干旱期間的天氣氣候特征［J］. 應用氣象學報，2003，14(增刊):118－125.

［8］Moreira E E ，Paulo A A，Pereira L S ，et al. Analysis of SPI drought class transitions using log linear models［J］. Journal of Hydrology，2006，331:349－359.

［9］Livada I，Assimakopoulos V D. Spatial and temporal analysis of drought in Greece using the Standardized Precipitation Index(SPI)［J］. Theoretical and Applied Climatology ，2007，89(3－4):143－153.