1、CI 干旱指数与四川干旱指数对比分析(四川省气候中心)Ci 是国家气候中心强制推行的国家干旱标准,经过最近几年与地方标准同时运行发现:ci 国标与地方干旱标准均存在一定的问题。一是国标(ci)干旱面积比地方标准大,二是地方标准不能进行动态评估,三是 ci 系统不能处理一省多干旱区指标,四、ci 需要增加不同时段评估功能,五、ci 基本原理比较合理,但仍需改进提高。本文通过纵向与横向对国标 ci 与地方表准进行对比分析如下:一、 国标 ci 与地标当日干旱对比分析1、ci 干旱指标公式: 30903cMbZaCI式中:、 分别为近 30 和近 90 天标准化降水指数 SPI 值,30Z9计算方法
2、;近 30 天相对湿润度指数,由(3)式得;30Ma 为近 30 天标准化降水系数,由达轻旱以上级别 的平30Z均值除以历史出现的最小 值得到,平均取 0.4;30Zb近 90 天标准化降水系数,由达轻旱以上级别 的平均90值除以历史出现最小 值得到,平均取 0.4;90c近 30 天相对湿润系数,由达轻旱以上级别 的平均值,30M除以历史出现最小 值得到,平均取 0.8。30M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。2、地标干旱指标由于四川省得地形复杂,降四川分为盆地、川西南山地和川西北高原三个区域。干旱类型根据干旱出现不同的时间和习惯名称分
3、为春旱、夏旱、秋旱、冬干 5 种。干旱指标为下:春旱:从 3 月 1 日5 月 5 日夏旱:4 月 26 日7 月 5 日伏旱:6 月 26 日9 月 10 日秋旱:9 月 6 日11 月 20 日冬干:11 月 21 日2 月 28 或 29 日干旱的基本统计天数:春旱 30 天、夏旱 20 天、伏旱 20 天、秋旱30 天、冬干 30 天。3、两种干旱指标的对比分析Ci 干旱指标考虑了气温、降水,本地指标之考虑了降水。因为干旱影响主要因子是降水持续偏少,气温在干旱出现重特旱是影响也十分重要。所以 ci 干旱指标比地方指标合更理。Ci 干旱指标可进行每日动态监测评估,地方指标不能。但 ci系
4、统现不能对任意时段干旱做评估,地方干旱可以。Ci 干旱指标和实际干旱监测在 2010 到至今,明显偏大失真,地标 90%以上能反应当地旱情。Ci 经过参数调试后,盆地基本合理,高原和山地有时失真,系统需要改进,增加一省多区的干旱指标功能。地标是由干旱影响相关部门制定,所以具有权威性,并且基本能反应当地的旱情。CI的参数要基本和地标监测的干旱吻合。二、ci 干旱指标与地标干旱指标在当日干旱中的调试1、调试方法Ci 公式中有 3 个参数(a、b、c)不能无规律的调式,要按 ci 公式来调试( ),其规律是:其一干旱面积小,3090MZCI参数要往调大方向调试;干旱面积大要往小的方向调试。其二按比春
5、旱(30 天) 夏旱(20 天) 伏旱(20 天) 秋旱(30 天) 冬干(30 天)盆地 20(mm) 30(mm) 35(mm) 20(mm) 4(mm)川西北高原 10(mm) 20(mm) 20(mm) 10(mm) 2(mm)川西南山地 15(mm) 35(mm) 30(mm) 15(mm) 3(mm) 例调试,根据四川 ci 干旱指标的调试经验,a 调到原值的34=0.3,b 和 c 调到 12=(0.2、0.4),盆地 ci 基本符合地标干旱指标。高原和山地有些年份偏大。2、调试过程(1)ci 指标与地标不能完全一致,高原和山地尤为突出 ci 采用(0.4、0.4、0.8)与地标
6、比较,ci 大的较多。如下图2006 年 9 月 1 日对比分析,高原和山地明显和地标矛盾。再分别采用(0.3、0.3、0.5) ,(0.3、0.3、0.4),(0.2、0.2、0.4),(0.3、0.2、0.4)等 10 组数据不同系数调试,结果都不能消除高原干旱。采用参数(0.3、0.2、0.4)盆地吻合最好。采用参数(0.2、0.2、0.4)盆地干旱面积偏小。主要是 ci 指标与地标原理差别所致。(2)根据 ci(a、b、c)不同参数调试,结果 ci 为(0.3、0.2、0.4)为最佳。如下图(3)ci 参数(0.3、0.2、0.4)是否使用于其他干旱呢?我们分别对出现春旱、夏旱、伏旱随
7、即抽查分析,基本一致,但春旱有些年份绝部偏大。0.3、0.3、0.6伏旱3353233231、夏旱春旱323324323二、 国标 ci 与地标 2010 冬干和 2006 伏旱对比分析1、2006 年四川伏旱对比分析国标 Ci 比地标重。2、2010 年四川冬干对比分析国标 ci 面积比地标大。三、结论1、 参数需要进一步调整,一是不同季节,二是不同下地面(平原、丘陵、山地、高原等)2、不要强制推行 CI。在成熟后再强制推行,目前让两个系统并运行。加强国家和地方沟通,尤其在干旱严重时候。3、加强 ci 改进与推广应用工作,并研究不同下地面的 ci 干旱标准。4、是否开展新干旱标准研究,请由中
8、国气象局定夺。5、目前我们正在改进地方标准,使地方标准与 ci 相容。得出结论更接近实际干旱状态。对策建议:任何干旱指标都不能 100%反应地面干旱状况,主要原因是下垫面太复杂,监测站点相对稀疏。二是干旱指标都是人为制定,难免有误差。在近代众多干旱指标中,没有那种干旱指标可以通用。CI 最为国标,目前在国内算比价先进,但在地形比较复杂的地区,有的地方比较失真主要是面积偏大。所以需要对 CI 干旱指标进行调试或干旱指标定义进行修改。CI 干旱指标的优点:1、可以进行逐日的干旱定量评估。2、在逐日干旱指数基础上可进行旬、月、季、年和任意时段的干旱统计及评估。3、可对干旱单站、区域和全省等不同区域干
9、旱进行定量评估。4、对不同区域的历史干旱进行排序。5、实时了全国干旱的统一指标,结束干旱指标不同带来干旱统计差别。CI 存在的问题、需要改进的地方:1、由于中国地方很大,下垫面很复杂,统一的指标很难需要对指标中的(、)进行调试。2、在 CI 中 60 天限量有缺陷。在重特旱年份可能存在不合理,需要对 120 天、240 天、360 天等不同时期的干旱对后期影响进行理论与实际结合的论证。3、干旱离不开蒸发,蒸发观测资料实际资料差别也大,理论计算未必合理,所以 CI 里的蒸发值得商讨。能否用空气湿度或土壤湿度代替。4、实际服务的需要,应对 CI 的程序进行时段统计在加工,特别市任意时段评估和统计。5、由于干旱的连续性 ,需要研究 CI 干旱预警指标的研究。干旱监测室气象部门出预报外,地方政府和人民群众最有实际应用价值的业务工作吗,特别是地方政府指挥抗旱必要依据。建议成立中国气象局干旱技术委员会,研究全国的干旱指标和评估指标。各个区域中心参加研究,周密计划,稳步推进,争取在 1020 年是我国干旱监测水平达到世界先进水平。地方干旱标准的有缺点1、有点2、缺点