基于Z指数的四川干旱时空分布特征
齐冬梅1，李跃清1，王 莺2，邓梦雨1，任 倩1
【摘 要】采用四川省115个气象站1961—2014年的逐日降水资料，计算各站历年各季的Z干旱指数，根据Z指数的旱涝等级划分标准将其划分为7个等级，参考过去四川省干旱灾害的灾情记录，研究Z指数在四川的适用性，并用多种统计方法研究四川干旱的时间变化和空间分布特征。结果表明：Z指数在四川各季干旱监测中表现均较好，在四川有较好的适用性。四川干旱可划分为6个空间型，其中四川盆地西部区、东部区、南部区、中部区干旱程度加强，而川西高原区和川西南山地区干旱程度减弱；四川盆地东部区出现干旱的频率最高，而盆地西部区和南部区出现干旱的频率最低。四川盆地西部区、东部区和川西高原区较严重的干旱主要发生在夏季，而盆地南部区、中部区和川西南山地区较严重的干旱主要发生在冬季。各分区干旱变化周期不同，盆地西部区具有3～4 a的振荡周期；盆地东部区振荡周期为6～7 a；盆地南部区具有3～4 a和14～16 a的振荡周期；川西高原区具有4～5 a和8 a左右的振荡周期；盆地中部区振荡周期为7～8 a；川西南山地区振荡周期为2～3 a。 【期刊名称】干旱气象 【年(卷),期】2017(035)005 【总页数】11
【关键词】四川干旱；Z指数；空间分型；适用性
齐冬梅，李跃清，王 莺，等.基于Z指数的四川干旱时空分布特征[J].干旱气象，2017，35(5)：734-744, [QI Dongmei, LI Yueqing, WANG Ying, et al. Temporal-spatial Abnormity Characteristics of Drought in Sichuan
Province Based on Z Index[J]. Journal of Arid Meteorology, 2017, 35(5):734-744], DOI:10.11755/j.issn.1006-7639(2017)-05-0734
引 言
全球气候变暖背景下，由气候变化导致的极端天气气候事件和气象灾害在全球范围内发生的频率呈上升趋势[1]。在各种气象灾害中，干旱灾害在我国最常见且影响最大，具有出现频率高、影响范围广、持续时间长以及难以准确判断其发生和结束时间等特征，对社会经济的发展和农业生产的安全带来了严重影响[2-3]。1949—2005年所统计的5项气候灾害(干旱、雨涝、台风、冻害、干热风)中，干旱发生频次约占总灾害频次的1/3，为各项灾害之首[4]，每年因其造成的粮食减产和经济损失约占气候灾害造成经济损失的50%左右[5-6]。 比较常见的干旱指标有降水量距平百分率(Pa)、Palmer干旱指数、Z指数、K指数、标准化降水指数(SPI)、气象干旱综合指数(CI)、相对湿润度指数(M)、土壤相对湿度指数(R)等。姚玉璧等[7]、王明田等[8]基于相对湿润度指数分析了西南地区干旱频率和强度的时空分布特征；李忆平等[9]、赵海燕等[10]用综合气象干旱指数研究西南区域大旱特征，并分析了其修正指数在西南地区的适用性；鞠笑生等[11-12]用Z指数作为划分旱涝级别的标准，分析华北地区和长江流域地区的旱涝变化特征，比较几种指数后认为Z指数更优，其可以作为确定我国单站旱涝的指标；张存杰等[13]、陈斐等[14]研究了西北地区的旱涝变化；王莺等[3]基于Z指数分析了石羊河流域的干旱特征；王劲松等[15]用径流量Z指数和Palmer指数对河西干旱情况进行监测，发现改进后的Z指数能更真实地反映河西灌溉区的干旱状况；何俊琦等[16]对比Palmer指数、标准化降水指数、Z指数和降水距平百分率后发现，Z指数定义的冬半年气象干旱对西南
地区农业旱情的指示性较其他3种气象干旱指标更优。
四川省地处青藏高原东侧，地形条件复杂，是气候变化影响的敏感区、脆弱区和关键区，近10 a来旱涝灾害频发，如2007年7月盆地百年一遇的特大暴雨，引发了严重的洪涝灾害；2003年川东地区发生高温干旱事件；2006年四川和重庆遭受百年一遇特大干旱；2011年夏天，四川省又遭受了严重的高温干旱事件。旱涝灾害的发生给人们的生产生活造成极大影响[17-21]。张文江等[22] 针对四川盆地东部的2006年特大干旱，分析了MODIS遥感观测资料对四川干旱的敏感性；张顺谦等[23]分析了2种干旱遥感监测方法对四川盛夏伏旱的监测能力；田宏等[24]、李金建等[25]从不同角度分析了四川干旱特征。综合以上研究成果，发现关于四川省干旱研究选择的指标较单一，各干旱指数适用性的研究也较少，因此本文以Z指数作为干旱指标，首先参考过去四川省干旱灾情记录，研究Z指数在四川的适用性，再以年、季为时间尺度，从干旱空间分布、发生频率和周期变化角度分析四川省干旱时空演变规律，以期为提高防旱减灾能力提供理论依据，对于防治和减少干旱灾害造成的损失、促进社会经济可持续发展具有重要意义。
1 资料和方法
1.1 资 料
所用资料来源于四川省气象局提供的四川省降水资料集，研究站点选取按照“空间代表性强、年代连续一致”原则，筛选了四川省115个气象站1961—2014年历年逐日降水资料，站点分布如图1所示。 1.2 分析方法
1.2.1 旱涝等级的确定
基于Z指数的四川干旱时空分布特征
