国家综合气象干旱指数简介
国家综合气象干旱指数（CI）简介
4 综合气象干旱指数(CI)
4.1 综合气象干旱等级
表6 综合气象干旱等级的划分
等级 类型 CI值 干旱影响程度
1 无旱 -0.6＜ CI 降水正常或较常年偏多，地表湿润，无旱象
2 轻旱 -1.2＜ CI ≤ -0.6 降水较常年偏少，地表空气干燥，土壤出现水分轻度不足。
3 中旱 -1.8＜ CI ≤ -1.2 降水持续较常年偏少，土壤表面干燥，土壤出现水分不足，地表植物叶片白天有萎蔫现象。
4 重旱 -2.4＜ CI ≤ -1.8 土壤出现水分持续严重不足，土壤出现较厚的干土层，植物萎蔫、叶片干枯，果实脱落；对农作物和生态环境造成较严重影响，工业生产、人畜饮水产生一定影响。
5 特旱 CI ≤ -2.4 土壤出现水分长时间严重不足，地表植物干枯、死亡；对农作物和生态环境造成严重影响、工业生产、人畜饮水产生较大影响。
4.2 综合气象干旱指数的计算方法
综合气象干旱指数是利用近30天（相当月尺度）和近90天（相当季尺度）降水量标准化降水指数，以及近30天相对湿润指数进行综合而得，该指标既反映短时间尺度（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。该指标适合实时气象干旱监测和历史同期气象干旱评估。综合气象干旱指数CI的计算见（5）式：
309030cMbZaZCI …………………………………… (5)
式中：
30Z、90Z——分别为近30和近90天标准化降水指数SPI，计算方法见附录C；
30M——近30天相对湿润度指数，由（3）式得；
a ——为近30天标准化降水系数，由达轻旱以上级别30Z的平均值，除以历史出现最小30Z值，平均取0.4；
b——近90天标准化降水系数，由达轻旱以上级别90Z的平均值，除以历史出现最小90Z值，平均取0.4；
c——近30天相对湿润系数，由达轻旱以上级别30M的平均值，除以历史出现最小30M值，平均取0.8。
通过（5）式，利用前期平均气温、降水量可以滚动计算出每天综合干旱指数CI，进行干旱监测。 4.3 干旱过程的确定和评价
4.3.1干旱过程的确定
当综合干旱指数CI连续十天为轻旱以上等级，则确定为发生一次干旱过程。干旱过程的开始日为第1天CI指数达轻旱以上等级的日期。在干旱发生期，当综合干旱指数CI连续十天为无旱等级时干旱解除，同时干旱过程结束，结束日期为最后1次CI指数达无旱等级的日期。干旱过程开始到结束期间的时间为干旱持续时间。
4.3.2干旱过程强度
干旱过程内所有天的CI指数为轻旱以上干旱等级之和为干旱过程强度，其值越小干旱过程越强。
4.3.3 某时段干旱评价
当评价某时段（月、季、年）是否发生干旱事件时，所评价时段内必须至少出现一次干旱过程，并且累计干旱持续时间超过所评价时段的1/4时，则认为该时段发生干旱事件，其干旱强度由时段内CI值为轻旱以上干旱等级之和确定。
干旱指标确定与等级划分
干旱指标确定与等级划分
干旱是指在一定时期内降水量明显偏少，导致土壤中储存的水分无法满足植物生长和人类生活需求的气候现象。为了确定干旱的程度以及对干旱进行等级划分，科学家们发展了一系列干旱指标。
干旱指标是通过测量和分析气候、水文和土壤数据来评估干旱条件的一种方法。这些指标可以提供有关干旱的信息，包括干旱的发生频率、程度、强度和时态。
最常用的干旱指标是降水量。通过对降雨数据进行统计和分析，能够确定干旱的发生频率和强度。常用的降水指标包括年降水量、季节降水量和年度降水量等。根据降水指标，可以将干旱划分为不同的等级，例如轻度干旱、中度干旱和重度干旱等。
另一个常用的干旱指标是蒸发散量和蒸散量。蒸发散量是指单位面积上空气中水分蒸发和植物蒸腾的总量。通过测量和监测蒸发散量，可以评估土壤中的水分供应情况，从而确定干旱的程度。
土壤湿度也是评估干旱的重要指标之一、通过测量和监测土壤湿度，可以了解土壤中的水分含量，从而评估作物的生长环境。通常，土壤湿度可以通过地下水位、土壤湿度传感器等方式来测量。
除了以上指标外，气象指标也被广泛用于干旱评估和等级划分。气象指标包括温度、相对湿度、风速等。通过这些指标的测量和分析，可以评估干旱对气候条件的影响程度。
在确定干旱指标和等级划分时，还需要考虑地区特征和统计方法。不同地区的降雨和气候条件不同，因此需要根据地区的特点来选择合适的指标和方法。同时，统计方法也会影响干旱的等级划分结果。常用的统计方法包括百分位数、标准差和指数等。
综上所述，干旱指标的确定和等级划分是通过对降水量、蒸发散量、土壤湿度和气象指标等数据进行测量和分析来完成的。这些指标能够提供有关干旱的信息，帮助人们了解干旱的程度和时态，从而制定适当的防治措施。
基于综合气象干旱指数(CI)的干旱时空动态格局分析——以甘肃省黄土高原区为例
１４ 生态环境学报第２１卷第１期（２０１２年１月）
该区年平均降水量约为２５０～５５０ Ｉ砌，降水时空分
布极其不均，年际变率大。属于温和半湿润气候区
向温和半干旱、温和干旱气候区的过渡带，既是气
候变化敏感区，又是生态环境脆弱带，还是黄河中
上游水土保持的重点区域。根据中国气候区的划
分，将研究区划分为３个子区域，陇南、陇中、陇
东地区分属东部季风区的亚热带、暖湿带和温带。
尤其是近５０年，受全球气候变暖的影响，降水明
显减少，暖干化过程加剧，根据王兴梅ｌ１ 、姚玉璧
［＂］、蒲金涌 等人研究该区极端降水和地表湿润状
况结果推断，干旱有增加现象。目前，对该区干旱
发生规律的探讨尚不足，基于ｃＩ指数对此区干旱
研究是片空白。鉴于此本文引入综合气象干旱指数
（ＣＩ），根据甘肃省黄土高原区３３个气象台站１９６２
－２０１０年实测气象资料，分析计算了近５０年来该
区域干旱发生的频率、覆盖范围、干旱过程的持续
日数、干旱强度；并对不同发生强度、不同覆盖区
域的干旱多年平均日数进行了空间格局分析，为开
展干旱预报、预警业务，指导抗旱减灾都有很大意
义。目前，虽然ｃＩ指数已经用于每天的全国范围
干旱监测，但由于干旱发生特点的区域性很强，因
此，将ｃＩ指数用于监测本地区的干旱发生的范围
和频率，有利于其相应参数在本地的改进及修正，
为干旱监测提供更符合实际的指标，同时为定量研
究干旱发生的时间提供更为合理的综合指数奠定
基础。
１资料与方法
１．１ 资料
选用１９６２－－２０１０年甘肃省黄土高原区地面气
象观测台站的逐日降水、日平均气温、日最高气温、
日最低气温、Ｅｔ照时数、风速、相对湿度等气象要
素的实测资料。在使用前对各个站点进行了严格的
质量控制，删除资料序列长度过短或缺测等站点，
最终选取了该区３３个站点，经过订正处理后的３３
个台站的各要素资料具有较好的连续性。
１．２方法
１．２．１ 综合气象干旱指数计算方法
旱情等级划分
旱情等级划分
仅仅从自然的角度来看，干旱和旱灾是两个不同的科学概念。干旱通常指淡水总量少，不足以满足人的生存和经济发
展的气候现象。干旱一般是长期的现象，而旱灾却不同，它只是属于偶发性的自然灾害，甚至在通常水量丰富的地区也
会因一时的气候异常而导致旱灾。干旱和旱灾从古至今都是
人类面临的主要自然灾害。即使在科学技术如此发达的今天，它们造成的灾难性后果仍然比比皆是。尤其值得注意的
是，随着人类的经济发展和人口膨胀，水资源短缺现象日趋严重，这也直接导致了干旱地区的扩大与干旱化程度的加
重，干旱化趋势已成为全球关注的问题。
干旱是因长期少雨而空气干燥、土壤缺水的气候现象。 小旱：连续无降雨天数，春季达16～30天、夏季16～
25天、秋冬季31～50天。损失小。
中旱：连续无降雨天数，夏季26～35天、秋冬季51～
70天。损失小。
大旱：连续无降雨天数，春季达46～60天、夏季36～45天、秋冬季71～90天。损失较大。
特大旱：连续无降雨天数，春季在61天以上、夏季在46天以上、秋冬季在91天以上。
干旱预警信号干旱预警信号分二级，分别以橙色、红色
表示。干旱指标等级划分，以国家标准《气象干旱等级》（GB/T20481-2006）中的综合气象干旱指数为标准。
干旱预警等级\干旱等级划分\伏旱标准
干旱预警分四级：
特大干旱(一级红色预警)：多个区县发生特大干旱，多
个县级城市发生极度干旱。 严重干旱(二级橙色预警)：数区县的多个乡镇发生严重
干旱，或一个区县发生特大干旱等。 中度干旱(三级黄色预警)：多个区县发生较重干旱，或
个别区县发生严重干旱等。
轻度干旱(四级蓝色预警)：多个区县发生一般干旱，或个别区县发生较重干旱等。
干旱是因长期少雨而空气干燥、土壤缺水的气候现象。 小旱：连续无降雨天数，春季达16~30天、夏季16~25
天、秋冬季31~50天。
中旱：连续无降雨天数，春季达31~45天、夏季26~35天、秋冬季51~70天。
农业干旱监测预报指标及等级标准
-1-
附件1
农业干旱监测预报指标及等级标准
农业干旱指标包括土壤相对湿度、作物水分亏缺指数距平、降水距平、遥感植被供水指数。上述指标从不同角度反映出农业干旱的程度，但存在各自的优势和劣势。土壤水分的优势在于能直观地反映旱地作物农田水分多少，但无法进行水田旱情监测，同时也忽略了蓄水量对干旱的抑制作用；作物水分亏缺指数距平虽能反映作物水分的满足程度，但在气候干燥的区域需水量偏大，且灌溉作用无法考虑；降水距平虽能直观反映出雨养农业的水分供应状况，但不能表征降水对作物利用的有效性；遥感方法虽直观，但在云和植被状况影响下，存在较大的不确定性。因此，需要发挥各种指标的优势，根据所处区域的土壤、气候、植被特点等加权集成综合农业干旱指数作为农业干旱监测预报的指标。
一、农业干旱综合指数计算与等级划分
农业干旱综合指数是对土壤相对湿度、作物水分亏缺指数距平、降水距平、遥感植被供水指数4种农业干旱指标的加权集成，计算方法如式（1）：
niiiwfDRG1 （1） -2-
其中，DRG为综合农业干旱指数，f1、f2……fn分别为土壤相对湿度、作物水分亏缺指数距平、降水距平、遥感干旱指数等； W1、W2……Wn为各指数的权重值，可采用层次分析法确定，也可由专家经验判定。
农业干旱综合指数的等级划分如表1。
表1 农业干旱等级
序号 干旱等级 综合农业干旱指数
1 轻旱 1＜DRG≤2
2 中旱 2＜DRG≤3
3 重旱 3＜DRG≤4
4 特旱 DRG＞4
二、各种单指标的计算方法
1.土壤相对湿度
土壤相对湿度直接反映了旱地作物可利用水分的状况，它与环境气象条件、作物生长发育关系密切，也与土壤物理特性有很大关系，对于不同作物品种、同种作物的不同发育阶段、不同质地土壤，作物可利用水的指标间存在一定差异。考虑作物根系发育情况，在旱地作物播种期和苗期土层厚度分别取0-10厘米与0-20厘米，其它生长发育阶段取0-50厘米。
我国气象类型及干湿地区划分[解说]
![我国气象类型及干湿地区划分[解说]](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/1ba253295627a5e9856a561252d380eb63942355.webp)
一、我国的干湿地区划分0 一个地区的干湿状况是与该地降水量的多少和可能蒸发量的大小有关。0 我国水分状况分类，是以干燥度（或湿润度）来划分的。所谓干燥度是指可能蒸发量与
降水量的比值。用日平均气温≥稳定期积温的0.16倍，作为可能蒸发量，以此与该期降水
量之比，求得干燥度指数（其例数为湿润度指数），0
其公式为： 干燥度指数= 可能蒸发量/降水量（大于10°时）0
根据我国实际情况，假定秦岭淮河带的可能蒸发量和降水量接近平衡（干燥度指数为1）并参照我国各地自然景观而确定的系数为0.16。0
根据干燥度分类可以概括地把全国分为湿润（干燥度＜1，相当于森林）、半湿润（干
燥度1-1.5，相当于森林草原）、半干旱（干燥度1.5-4，相当于干草原）和干旱地区（干燥度≥4，相当于荒漠）。0
湿润地区降水量比较多，大于或等于当地可能蒸发的水分。干燥度＜1。天然植被为森
林。土壤无石灰性，多是酸性；有机质含量不高，矿质养分比较贫乏。除滨海地区外，没有
盐渍化现象。在温度适宜，地势平坦，排水良好的地域，农业生产比较稳定。很少有旱灾发
生。包括我国秦岭淮河一线以南的热带、亚热带广大地区，年降水量都在一千毫米以上。大兴安岭北部的寒温带，年降水量虽仅三百五十到五百毫米，但由于气温低、蒸发弱，干燥度
仍在一以下。温带湿润地区包括小兴安岭、长白山地和三江平原等地。暖温带湿润地区只包括辽东与山东两个半岛。 0
半湿润地区降水量比可能蒸发的水分少，但二者差值还不大。干燥度1-1.5。天然植被
为草甸草原，有一部分为松栋林。土壤呈石灰性反应，有机质含量一股较高。可给性矿质养
分含量中等，排水不良的地方有盐渍化现象。年降水量变化比较大，旱患较多，春旱更是常
见，农业生产较不稳定。温带半湿润地区包括东北平原中北部，暖温带半湿润地区包括华北平原、关中平原以及横断山北部等地。 0
半干旱地区降水量比可能蒸发的水分少，二者差值相当大。干燥度1.5-4上下。天然植
tvdi干旱等级划分标准
TVDI（T Vegetation Dryness Index）是植被干旱指数，用于评估植物水分状况。TVDI 干旱等级划分标准如下：
1. 0-40：正常湿度区，植被生长良好，水分充足。
2. 41-60：轻度干旱区，植被受到一定程度的影响，部分植物可能出现旱害症状。
3. 61-80：中度干旱区，植被受到较严重的影响，叶片黄化、生长减缓等症状明显。
4. 81-100：重度干旱区，植被生长受到严重影响，大量植物枯死，植被覆盖度显著降低。
5. 101-120：极重度干旱区，植被几乎全部枯死，土地沙漠化严重。
TVDI 值的划分标准可能因不同地区、不同植被类型和不同气候条件而有所差异。在实际应用中，根据具体情况对干旱等级进行调整是必要的。同时，TVDI 只是评估植被干旱程度的一个指标，实际干旱程度还需结合其他气象、土壤和水文数据进行综合分析。
基于综合干旱指数的中亚干旱区气候干湿时空演变特征
第3期第45卷第3期2024年3月中南农业科技South-CentralAgriculturalScienceandTechnologyVol.45No.3
Mar.，2024
索南吉，徐长春，曹林淋，等.基于综合干旱指数的中亚干旱区气候干湿时空演变特征［J］.中南农业科技，2024，45（3）：103-111．
与火山、地震、洪涝、飓风等典型突发性自然灾
害相比，干旱持续时间长，波及范围广［1］，对水资源、
农业生产、环境可持续发展、生态系统、地方和全球
经济产生极其恶劣的影响［2］。据统计，20世纪全球
发生的重大干旱事件绝大多数发生在干旱/半干旱
地区［3，4］。这些地方原本水资源匮乏和生态系统脆
弱，干旱的加剧给这些地区和国家的经济、社会发
展和生态安全带来更加严峻的挑战。因此，加强对
干旱重灾区干湿变化的研究具有重要意义。
干旱的发生较为复杂，选择及构建适合的指标
是准确监测和评估区域干旱状况的基础和前提［5］。
通常采用干旱指数对干旱事件进行描述，如标准化
降水指数［6］（Standardizedprecipitationindex，SPI）、
帕默尔干旱指数［7］（Palmerdroughtseverityindex，
PDSI）、标准化降水蒸散指数［8］（Standardizedprecipi⁃tationevapotranspirationindex，SPEI）、标准化土壤湿
度指数（Standardizedsoilmoistureindex，SSMI）［9］和
标准化径流指数［10］（Standardizedrunoffindex，SRI）
等。上述干旱指数是针对某一干旱类型而提出的单类型干旱指数。然而，干旱事件是由不同时期的
多种缺水因素共同造成的，仅从干旱形成的某一方
面来评估干旱的严重程度，难以全面表征干旱对社
会发展产生的复杂影响［11］。因此，融合多源信息构
建综合干旱指数是干旱监测的重要发展趋势［12］。
较多研究使用不同的方法构建综合干旱指数，如线
气象_水文干旱指数计算方法研究概述
第15卷第3期2004年 9月
水资源与水工程学报
Jou rnal of W ater R esou rces&W ater Engineering
V o l.15N o.3
Sep.,2004
气象、水文干旱指数计算方法研究概述
Su mmary on the com puti ng m ethod of hydrolog ic
and m eteorolog ica l i ndex of drought
王玲玲,康玲玲,王云璋
(黄河水利科学研究院,河南郑州450003
摘 要:概述了气象干旱和水文干旱的指标种类,并对各指标进行初步评述,同时详细介绍了几种常用
干旱指数的计算方法。鉴于以往干旱指标大多比较单一,描述气象干旱和水文干旱的指标彼此独立,因
此,今后在针对流域干旱的研究中应加强对于水文干旱和气象干旱的指标耦合,力求建立综合性的干旱
指标。
关键词:干旱指数;水文干旱;气象干旱;计算方法 中图分类号:TV12 文献标识码:A 文章编号:16722643X(20040320015204
W ANG L i ng-l i ng,KANG L i ng-l i ng,W ANG Y un-zhang
(Y ello w R iver Institu te of H y d rau lic R esea rch,Z heng z hou,H
e’nan450003,Ch ina
Abstract:T he index u sed in describ ing hydro logic drough t and m eteo ro
logical drough t are p resen ted in th is p ap er.A t the sam e ti m e,the characteristics and
su itab ility of the index are com p ared and ana2 lyzed.T he resu lts show that the p revi
综合气象干旱指数（Ic）自动计算的实现
综合气象干旱指数（Ic）自动计算的实现
马静宇;张兰霞;李家
【摘 要】Based on access databases and the C# programming, the
standardized precipitation index, relative humid index and other
parameters were solved automatically to achieve bulk automatic algorithm
of comprehensive meteorological drought index.%综合气象干旱指数（Ic）是《气象干旱等级》国家标准中推荐使用的一种标准指数。在计算综合气象干旱指数的过程中要进行大量的数据处理。本文利用Access数据库和C#语言编程，解决了标准化降水指数、相对湿润指数等参数的自动处理，实现了综合气象干旱指数的自动批量计算，极大地提高了工作效率。
【期刊名称】《气象研究与应用》
【年(卷),期】2011(032)004
【总页数】4页(P17-19,44)
【关键词】综合气象干旱指数;标准化降水指数;相对湿润指数;C#
【作 者】马静宇;张兰霞;李家
【作者单位】辽宁师范大学城市与环境学院,辽宁大连116029;辽宁师范大学城市与环境学院,辽宁大连116029;辽宁师范大学城市与环境学院,辽宁大连116029
【正文语种】中 文
【中图分类】TP31 在研究分析辽宁省气象干旱特征时，需要用综合气象干旱指数（Ic）统计分析1958至2008年辽宁省年际和季节干旱特征。计算综合气象干旱指数需要处理22个气象观测台站50a的逐日降水量和平均气温的数据资料，通过复杂计算得到最终结果。以往这些计算都是在excel中进行，采用手工输入的方法，最多是制作好模板文件，再由带有计算公式的特定单元格的复制或下拉实现计算。由于计算复杂且工作量巨大，人工干预太多，不仅操作起来比较繁琐，而且容易产生错误。本文分析了综合气象干旱指数的计算过程，利用Access数据库，采用C＃语言编程，自动完成了该指数的计算。这样就不需在Excel中进行任何人工操作，只需要将整理好的日期和数据导入到Access数据库，运行C＃程序即可迅速完成计算，极大地提高了工作效率。
1980—2018年贵州省PDSI干旱指数与降水Z指数对比分析
1980—2018年贵州省PDSI干旱指数与降水Z指数对比分析
贵州省是中国西南地区的一个重要省份，也是中国内陆地区的湿润气候带代表地区之一。随着气候变化的持续影响，贵州省的干旱问题也逐渐凸显出来。本文将对1980年至2018年贵州省的PDSI干旱指数和降水Z指数进行对比分析，以揭示贵州省的干旱状况及其与降水变化的关系。
一、PDSI干旱指数
PDSI（Palmer Drought Severity Index）是美国气象学家Palmer于1965年提出的一种综合评价干旱程度的指数，通过对降水、温度、地表湿度等因素的综合考虑，可以较为准确地反映某地区的干旱状况。PDSI的数值范围是-10到10，负值表示干旱，正值表示湿润，数值越大表示干旱程度越严重。
贵州省自1980年至2018年的PDSI干旱指数呈现出了一定的变化趋势。经过对贵州省各地的PDSI指数进行统计分析发现，1980年至1990年，贵州省干旱指数整体呈现缓慢上升的趋势，其中北部地区的干旱程度更为明显。1991年至2000年，贵州省的PDSI指数呈现出了波动上升的趋势，表明贵州省干旱程度逐渐加剧。2001年至2010年，贵州省的PDSI指数出现了不同程度的波动，但整体上仍处于较为严重的干旱状态。2011年至2018年，贵州省的PDSI指数呈现缓慢下降的趋势，但整体干旱状况仍然较为严重。
二、降水Z指数
降水Z指数是度量降水偏差的一种指标，它采用标准正态分布关系，通过对降水的均值和标准差进行处理，可以更直观地展现出降水的偏差情况。Z指数大于1表示降水较为丰富，Z指数小于-1表示降水较为缺乏。
三、PDSI干旱指数与降水Z指数对比分析
1980年至2018年贵州省的PDSI干旱指数和降水Z指数表明，贵州省的干旱状况与降水变化存在一定的相关性，但受到其他因素的影响，二者之间的关系并不是简单的因果关系。在今后的气候变化研究中，需要进一步深入探讨贵州省干旱和降水变化的复杂关系，为贵州省的干旱防治和气候变化适应提供科学依据。