基于帕默尔干旱指数的云南地区干旱评价曹一梅

第３１卷第１期２　０　１　３年１月水　电　能　源　科　学Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　ＰｏｗｅｒＶｏｌ．３１Ｎｏ．１Ｊａｎ．２　０　１　３文章编号：１０００－７７０９（２０１３）０１－０００５－０３基于帕默尔干旱指数的云南地区干旱评价曹一梅（云南省水文水资源局昆明分局，云南昆明６５００５１）摘要：基于云南省昆明站、楚雄站、蒙自站、腾冲站及德钦站５个气象站１９５１～２００８年气象资料，运用帕默尔干旱指数法分别计算各站逐月干旱指数，并统计各站年、季发生干旱的频率。

结果表明，１９５１～２００８年期间，德钦站发生干旱的频率较大，楚雄站发生干旱的频率相比于其他４站较低，但其发生极端干旱的频率高于其他４站；昆明站秋季易出现干旱，发生干旱的频率为２９．３％，腾冲站春季较易发生干旱，发生干旱的频率为３２．９％，蒙自站、德钦站及楚雄站均在冬季易出现干旱情况，３站发生干旱的频率分别为３７．９％、３７．０％、２７．４％，楚雄站四季发生极端干旱的频率均大于其他４站。

关键词：帕默尔干旱指数；干旱频率；干旱评价；云南地区中图分类号：Ｐ４６８文献标志码：Ａ收稿日期：２０１２－０５－１２，修回日期：２０１２－０６－２８作者简介：曹一梅（１９８５－），女，助理工程师，研究方向为水文水资源，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｉｍｅｉｃａｏ＠１２６．ｃｏｍ 干旱是当前人类面临的重大环境问题之一，也是全世界关心的重要气候问题［１］。

它的频繁发生和长期持续，不但给国民经济特别是农业生产等带来巨大的损失，还会造成水资源短缺、荒漠化加剧、沙尘暴频发等诸多不利影响，已引起普遍关注［２，３］。

云南省位于北纬２１°８′３２″～２９°１５′８″和东经９７°３１′３９″～１０６°１１′４７″之间，地处低纬度高原，地理位置特殊，地形地貌复杂。

受南孟加拉高压气流影响，全省大部分地区冬暖夏凉，四季如春。

云南省降水充沛，大部分地区年降水量为１　１００ｍｍ，但降水量在季节和地域上分配极不均匀。

降水量最多的月份为６～８月，约占全年降水量６０％，１１月～次年４月为旱季，降水量仅占全年的１０％～２０％，甚至更少。

此外，在小范围内由于海拔高度的变化，降水分布也不均匀。

自２００９年９月云南省出现不同程度的干旱情况，有的州市甚至出现特大干旱情况，截止到２０１０年２月干旱已造成云南省农业直接经济损失３５亿多元。

因此，定量评价分析云南地区干旱情况，对云南地区干旱研究和水资源保障至关重要。

鉴此，本文基于云南省５个气象站１９５１～２００８年气象资料，运用帕默尔干旱指数法分别计算５站逐月干旱指数，并进行干旱评价分析，旨在为云南省干旱评价研究和水资源保障提供参考价值。

１　研究站点概况 受气象站点资料限制，本文选用云南省内昆明、楚雄、蒙自、德钦及腾冲站５个气象站为研究站点，各站多年平均降雨量分别为１　１５０．５２、１　０４８．２６、１　９９０．４４、８８８．４８、１　４９１．４２ｍｍ。

各研究站点在云南省地理位置见图１。

利用５个气象站１９５１～２００８年气象资料，分别计算各站的逐月Ｐａｌｍｅｒ干旱指数（ＰＤＳＩ）。

图１　各气象站点在云南省位置Ｆｉｇ．１　Ｌｏｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｔａｔｉｏｎｓ　ｉｎ　Ｙｕｎｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ２　帕默尔干旱指数Ｐａｌｍｅｒ干旱指数是一种被广泛用于评估旱情的气象干旱指数［４～７］，该指标不仅列入了水量平衡概念，考虑了降水、蒸发、径流和土壤含水量等条件；同时还涉及到一系列干旱问题，考虑了水分的供需关系，具有较好的时间、空间可比性。

运用该指标方法基本上能描述干旱发生、发展直至结束的全过程。

计算Ｐａｌｍｅｒ干旱指数时，需先计算各土壤水分平衡分量（包括气候适宜蒸发量（︵ＥＴ）、补水量（︵Ｒ）、径流量（︵Ｒ０）和失水量（︵Ｌ）），求出气候适宜降水量（︵Ｐ）：︵Ｐ＝︵ＥＴ＋︵Ｒ＋︵Ｒ０－︵Ｌ（１）再求出各月实际降水量（Ｐ）与气候适宜降水量的差值：ｄ＝Ｐ－︵Ｐ（２）刘巍巍等［８］利用济南市、郑州市、太原市气象资料将Ｐａｌｍｅｒ干旱指数修正为：ｘｉ＝０．９３３　１ｘｉ－１＋ｚｉ／１２５．９９（３）ｚｉ＝Ｋｄｉ（４）式中，ｘｉ为第ｉ月的ＰＤＳＩ指数；ｉ为时间（月）；ｚｉ为第ｉ月的降水距平指数；Ｋ为最终的权重因子；ｄｉ为第ｉ月的实际降水与适宜降水之差。

Ｐａｌｍｅｒ干旱指标等级划分见表１。

表１　干旱指标等级划分３　云南地区干旱评价３．１　年干旱指数基于各气象站点１９５１～２００８年降水和气象资料，计算各站逐月ＰＤＳＩ干旱指数，统计各站年均ＰＤＳＩ干旱指数，绘制各站逐年ＰＤＳＩ干旱指数过程图（图２），并统计各站发生微旱、中旱、严重干旱及极旱的频率（表２）。

由图２可看出，５站多年的ＰＤＳＩ指数变化过程总体相似。

腾冲站１９６９、１９７０年发生严重干旱；楚雄站１９８１～１９８３年出现极端干旱情况，１９８０年出现严重干旱情况；蒙自站１９８０年出现图２　各站１９５１～２００８年逐年ＰＤＳＩ指数变化过程Ｆｉｇ．２　Ａｎｎｕａｌ　ｖａｒｉａｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　ｅｌｅｍｅｎｔｆｏｒ　ｆｉｖｅ　ｓｔａｔｉｏｎｓ　ｄｕｒｉｎｇ　１９５１～２００８表２　各站年干旱频率统计Ｔａｂ．２　Ａｎｎｕａｌ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｄｒｏｕｇｈｔｆｏｒ　ｆｉｖｅ　ｓｔａｔｉｏｎｓ％　站点微旱中旱严旱极旱总干旱昆明１２．１　１０．４　１．７　０．０　２４．２腾冲２２．４　５．２　３．４　０．０　３１．０楚雄３．６　５．４　１．８　５．４　１６．２蒙自１７．２　１０．４　３．５　１．７　３２．８德钦１４．６　１６．４　３．６　１．８　３６．４极端干旱情况，１９５６、１９８１年分别出现严重干旱情况；德钦站１９８３年出现极端干旱情况，１９８２、１９８７年出现严重干旱情况；昆明站１９５１～２００８年间未发生极端干旱情况，１９９３年出现严重干旱情况。

由表２可看出，１９５１～２００８年期间，德钦站发生干旱的频率最高，其次是蒙自站，楚雄最低；虽然楚雄站发生干旱的年份较少，但楚雄站发生极旱频率远高于其他各站。

各站干旱主要集中于轻微旱和中等干旱，腾冲站出现微旱的频率最大，楚雄站最小，德钦站出现中等干旱的频率最大，腾冲站最小。

３．２　季干旱指数基于各站逐月ＰＤＳＩ指数，统计不同季节各站发生轻微旱、中等旱、严重干旱及极端干旱的频率，见表３。

由表可看出，昆明站秋季发生干旱的频率较大，在夏、春及冬季出现极端干旱的频率相同，在春季发生严重干旱的频率较大；腾冲站在春季发生干旱的频率较大，在四季发生极端干旱的频率均很低，在冬季出现严重干旱的频率较大；楚雄站在冬季发生干旱的频率较大，在四季出现极表３　各站季干旱月数频率统计Ｔａｂ．３　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｍｏｎｔｈｓ　ｉｎ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｓｅａｓｏｎｓ　ｆｏｒ　ｆｉｖｅ　ｓｔａｔｉｏｎｓ％　站点春季夏季秋季冬季微中严极总微中严极总微中严极总微中严极总昆明站１０．９　６．９　５．７　０．６　２４．１　８．６　１０．３　５．２　１．１　２５．３　１６．１　８．６　３．４　１．１　２９．３　１３．２　７．５　４．６　１．１　２６．４腾冲站１９．５　９．３　４．０　０　３２．９　１７．２　１０．９　４．０　０　３２．８　１３．８　９．２　３．４　０　２６．４　１６．７　７．５　４．６　０　２８．２楚雄站１３．１　５．４　１．８　６．５　２７．４　１４．９　３．６　３．６　４．８　２６．８　１１．３　６．０　０．６　７．１　２５．０　１３．７　５．５　１．８　６．５　２７．５蒙自站１６．１　１３．２　４．０　２．３　３５．６　１７．２　１３．２　２．３　２．９　３５．６　２０．１　８．６　６．３　０．６　３５．６　１８．４　１３．８　４．０　１．７　３７．９德钦站９．１　１２．１　５．９　３．０　３０．１　１０．９　９．１　９．１　１．８　３０．９　９．７　８．５　１０．３　４．８　３３．３　１０．３　１０．９　９．７　６．１　３７．０注：微、中、严、极、总分别为发生微旱、中等旱、严重干旱、极端干旱及总干旱的频率。

·６·水　电　能　源　科　学 ２０１３年第３１卷第１期曹一梅：基于帕默尔干旱指数的云南地区干旱评价端干旱的频率均远高于其他４站，楚雄站在夏季易出现严重干旱；蒙自站在冬季发生干旱的频率较大，在夏季发生极端干旱的频率较大，在秋季易出现严重干旱；德钦站在冬季易出现干旱和极端干旱，且在四季发生严重干旱的频率均大于其他４站。

４　结语基于云南省５个气象站气象资料，计算了各站逐月ＰＤＳＩ指数，并对各站干旱情况进行了评价，１９５１～２００８年期间德钦站出现干旱的频率最大，楚雄站出现干旱的频率最小，但出现极端干旱的频率均大于其他４站；德钦站、蒙自站及楚雄站在冬季出现干旱的频率较大；昆明站、腾冲站分别在秋季、春季易出现干旱情况；楚雄站四个季节出现极端干旱的频率远大于其他４站。

参考文献：［１］　Ｗｏｎｇ　Ｇ，Ｌａｍｂｅｒｔ　Ｍ　Ｆ，Ｌｅｏｎａｒｄ　Ｍ，ｅｔ　ａｌ．ＤｒｏｕｇｈｔＡｎａｌｙｓｉｓ　Ｕｓｉｎｇ　Ｔｒｉｖａｒｉａｔｅ　Ｃｏｐｕｌａｓ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌ　ｏｎＣｌｉｍａｔｉｃ　Ｓｔａｔｅｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｍａｌ　ｏｆ　Ｈｙｄｒｏｌｏｇｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒ－ｉｎｇ，２０１０，１５（２）：１２９－１４１．［２］　李玉中，程延年，安顺清．北方地区干旱规律及抗旱综合技术［Ｍ］．北京：中国农业科学技术出版社，２００３．［３］　邹旭恺，任国玉，张强．基于综合气象干旱指数的中国干旱变化趋势研究［Ｊ］．气候与环境研究，２０１０，１５（４）：３７１－３７８．［４］　Ｙａｏ　Ｙ　Ｂ，Ｚｈａｎｇ　Ｃ　Ｊ，Ｄｅｎｇ　Ｚ　Ｙ，ｅｔ　ａｌ．Ｏｖｅｒｖｉｅｗ　ｏｆＭｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　ａｎｄ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｄｒｏｕｇｈｔ　Ｉｎｄｉｃｅｓ［Ｊ］．Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ａｒｉｄ　Ａｒｅａｓ，２００７，２５（１）：１８５－２１１．［５］　Ｌｉｕ　Ｇ　Ｓ，Ｇｕｏ　Ａ　Ｈ，Ａｎ　Ｓ　Ｑ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｐｒｏｇｒｅｓｓ　ｉｎＰａｌｍｅｒ　Ｄｒｏｕｇｈｔ　Ｓｅｖｅｒｉｔｙ　Ｉｎｄｅｘ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎａｔｕｒａｌ　Ｄｉｓａｓｔｅｒｓ，２００４，１３（４）：２１－２４．［６］　王璐，温海燕，杨春生，等．三种干旱指标在北京地区的应用对比研究［Ｊ］．水电能源科学，２０１２，３０（３）：５－７，２１２．［７］　闫桂霞，陆桂华，吴志勇，等．基于ＰＤＳＩ和ＳＰＩ的综合气象干旱指数研究［Ｊ］．水利水电技术，２００９，４０（４）：１０－１３．［８］　刘巍巍，安顺清，刘庚山，等．帕默尔旱度模式的进一步修正［Ｊ］．应用气象学报，２００４，１５（２）：２０７－２１６．Ｄｒｏｕｇｈｔ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｙｕｎｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＰＤＳＩ　ＩｎｄｅｘＣＡＯ　Ｙｉｍｅｉ（Ｋｕｎｍｉｎｇ　Ｂｒａｎｃｈ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｙｕｎｎａｎ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ　Ｈｙｄｒｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｂｕｒｅａｕ，Ｋｕｎｍｉｎｇ　６５００５１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｄａｔａ　ｏｆ　ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　１９５１ｔｏ　２００８ａｔ　ｆｉｖｅ　ｓｔａｔｉｏｎｓ（Ｋｕｎｍｉｎｇ，Ｃｈｕｘｉｏｎｇ，Ｍｅｎｇｚｉ，Ｔｅｎｇｃｈｏｎｇ，Ｄｅｑｉｎ）ｉｎ　Ｙｕｎｎａｎ　ｐｒｏｖｉｎｃｅ，ｔｈｅ　Ｐａｌｍｅｒ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｉｎｄｅｘ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｕｓｅｄ　ｔｏ　ｃａｌｃｕｌａｔｅ　ｔｈｅ　ａｎｎｕａｌ　ａｎｄｍｏｎｔｈｌｙ　Ｐａｌｍｅｒ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｉｎｄｅｘ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｓｔａｔｉｏｎ．Ａｎｄ　ｔｈｅｎ　ｔｈｅ　ａｎｎｕａｌ　ａｎｄ　ｓｅａｓｏｎａｌ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｏｆ　ｅａｃｈ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｓｃｏｕｎｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｄｕｒｉｎｇ　１９５１ｔｏ　２００８，Ｄｅｑｉｎ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｅａｓｙ　ｔｏ　ｏｃｃｕｒ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｗｈｉｌｅ　Ｃｈｕｘｉｏｎｇ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｈａｓｔｈｅ　ｌｏｗｅｓｔ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｃｏｍｐａｒｅｄ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒ　ｆｏｕｒ　ｓｔａｔｉｏｎｓ，ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒｅｍｅ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｉｓ　ｈｉｇｈｅｓｔｉｎ　Ｃｈｕｘｉｏｎｇ　ｓｔａｔｉｏｎ；ｉｎ　Ｋｕｎｍｉｎｇ　ｓｔａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｉｓ　ｅａｓｙ　ｔｏ　ｏｃｃｕｒ　ｉｎ　ａｕｔｕｍｎ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃａｎ　ｂｅ　ｒｅａｃｈｅｄ　２９．３％；ｉｎ　Ｔｅｎｇｃｈｏｎｇ　ｓｔａｔｉｏｎ，ｉｔ　ｉｓ　ｅａｓｙ　ｔｏ　ｏｃｃｕｒ　ｉｎ　ｓｐｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃａｎ　ｂｅ　ｒｅａｃｈｅｄ　３２．９％；ｔｈｅ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ａｒｅ　ｅａｓｙｔｏ　ｏｃｃｕｒ　ｉｎ　ｗｉｎｔｅｒ　ｉｎ　Ｍｅｎｇｚｉ，Ｄｅｑｉｎｇ　ａｎｄ　Ｃｈｕｘｉｏｎｇ　ｓｔａｔｉｏｎ；ｔｈｅ　ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｃａｎ　ｂｅ　ｒｅａｃｈｅｄ　３７．９％，３７．０％，２７．４％，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ；ｏｃｃｕｒｒｉｎｇ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｔｒｅｍｅ　ｄｒｏｕｇｈｔ　ｉｎ　Ｃｈｕｘｉｏｎｇ　ｓｔａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｈｉｇｈｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈｅ　ｏｔｈｅｒ　ｔｈｒｅｅ　ｓｔａ－ｔｉｏｎｓ　ｉｎ　ｆｏｕｒ　ｓｅａｓｏｎｓ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ＰＤＳＩ　ｉｎｄｅｘ；ｄｒｏｕｇｈｔ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｄｒｏｕｇｈｔ　ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ；Ｙｕｎｎａｎ　ｒｅｇｉｏｎ·７·。