DB35T 1283-2012气象干旱评价方法

ICS07.060A47DB35福建省地方标准DB35/T1283—2012气象干旱评价方法Classificationofmeteorologicaldroughtbasedoncontinuousdrydays2012-11-02发布 2013-02-01实施福建省质量技术监督局发布DB35/T1283—2012目次TOC\o"1-5"\h\z前言 II引言 III1范围 12规范性引用文件 13术语 1\o"CurrentDocument"4气象干旱评价方法 2附录A（规范性附录） 6DB35/T1283—2012DB35/T1283—2012本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由福建省气候中心提出。本标准由福建省气象局归口。本标准起草单位：福建省气候中心。本标准主要起草人：邹燕、黄文、张容焱、周信禹、林卫华、高学群、林晶、翁祖源黄蓉。干旱是福建省主要的自然灾害之一，具有发生频率高、持续时间长、波及范围广的特点。因此，建立一套定量化的气象干旱评价方法，是更加客观、科学和准确地认识福建省干旱气候的重要基础，也是进一步制定应对策略的重要参考。虽然《气象干旱等级》(GB/T20481-2006)已发布，但由于中国幅员广阔及气候特征的明显地域性差异，多项指标在应用时需进行本地化修改；同时，《气象干旱等级》国家标准中未包括采用连旱日数方法的气象干旱指标；而且，福建省气象干旱监测与评价业务多年来一直以连旱日数方法为主，积累了许多监测与评价数据。为了对福建气象干旱的描述更贴近本地气候特征以及沿用评价指标的连续性，特制定本标准。本标准在福建省气象局《福建干旱标准》的基础上，参考《气象干旱等级》国家标准，以省内气象干旱监测与评价业务中普遍且长期使用的连旱日数为统计特征量，采用数理统计方法，确定气象干旱的评价方法。干旱问题牵涉多行业多学科；从学科上，干旱主要分为气象干旱、农业干旱、水文干旱和经济社会干旱四类；气象干旱是其它类型干旱研究和业务的基础。本标准所研制的气象干旱评价方法，适用于气象、水文和农业等行业从事干旱监测和评价的部门使用。DB35/T1283—2012DB35/T1283—2012#级G_each。单站气象干旱过程的等级分为5级，分别是旱兆（1级）、小旱（2级）、中旱（3级）、大旱（4级）和特旱（5级）。表1单站逐次气象干旱过程的等级气象干旱类别及监测时段统计特征量气象干旱等级（Geach）旱兆（1级）小旱（2级）中旱（3级）大旱（4级）特旱（5级）春旱（监测时段：2月11日~6月30日）连旱日数（d）11~1516~3031~4546~60361解除雨量（6d降雨量）310mm350毫米（4月20日前）或330mm（4月20日及之后）夏旱（监测时段：6月10日〜10月10日）连旱日数（d）11~1516~2526~3536~45346解除雨量（3d降雨量）310mm320mm330mm秋冬旱（监测时段：10月11日〜次年2月10日）连旱日数（d）21~3031~5051~7071~90391解除雨量（6d降雨量）38mm310mm315mm4.2.2单站不同类别气象干旱年指数及等级划分4.2.2.1单站不同类别气象干旱年指数以单个国家基本气象观测站为统计单位。按权重，计算单站某年某类别气象干旱的连旱日数异常值Abstadry（计算方法见附录A.4.1）与总雨量异常值Absta_rain（计算方法见附录A.4.2）的差值，得到该站当年该类别气象干旱年指数Id_sta,用以表征该站当年该类别气象干旱的程度；单站某类别气象干旱年指数越大，表明当年该站该类别气象干旱越严重，计算方法见公式1。Id_stat=A*Absta_dry,一B*Absta_raint （i）式中：Id_stai为第i年某站某类别气象干旱年指数；Absta_dryi和Absta_raim分别是该站第i年该类别气象干旱的连旱巨数异常值和总雨量异常值；A、B为权重系数，其中A=l,B=0.5„4.2.2.2单站逐年不同类别气象干旱等级划分与评价结果参考中国气象局和福建省气象局的气候影响评价业务规定的各级年景的概率分布，对单站年度各类别气象干旱均划分为5级，分别是无旱（1级）、轻度（2级）、中度（3级）、重度（4级）和特旱（5级）,所占概率分别为1。％、20%,40%、20%和10%。对于某类别的气象干旱，基于单站该类别气象干旱年指数Id_sta的1961〜2010年50年序列，采用百分位数方法，分别计算10%、30%、70%和90%对应的百分位数；以上述4个百分位数为阈值，划分出5个等级，从而确定该站逐年该类别气象干旱等级（G_sta）和气象干旱介结果。不同百分位与气象干旱等级、气象干旱评价结果的对应见表2。表2不同百分位（P）与气象干旱等级和气象干旱评价结果对近表百分位气象干旱等级气象干旱评价结果PW10%1无旱10%<PW30%2轻度表2（续）百分位气象干旱等级气象干旱评价结果30%<P<70%3中度70%<PW90%4重度P>90%5特旱4.3全省范围不同类别气象干旱年指数及等级划分4.3.1全省范围不同类别气象干旱年指数按权重，计算某年全省范围某类别气象干旱的连旱日数异常值Ab_dry（计算方法见附录A.5.1）与总雨量异常值（计算方法见附录A.5.2）的差值，得到全省范围当年该类别气象干旱年指数Id_drought,用以表征当年全省范围该类别气象干旱的程度；全省范围某类别气象干旱年指数越大，表明当年全省范围该类别气象干旱越严重，计算方法见公式2。Id_droughty=A*Ab_dry一B*Ab_rain, （2）式中：Id_droughti为第i年全省范围某类别气象干旱年指数；Ab_dryi和Ab_raim分别是第i年全省范围该类别气象干旱的连旱日数异常值和总雨量异常值；A、B为权重系数，其中A=1,B=0.5。4.3.2全省范围逐年不同类别气象干旱等级划分与评价结果参考中国气象局和福建省气象局的气候影响评价业务规定的各级年景的概率分布，对全省范围年度各类别气象干旱均划分为5级，分别是无旱（1级）、轻度（2级）、中度（3级）、重度（4级）和特旱（5级），所占概率分别为10%、20%,40%、20%和10%。对于某类别气象干旱，基于全省范围该类别气象干旱年指数Iddrought的1961〜2010年50年序列，采用百分位数方法，分别计算10%,30%,70%和90%对应的百分位数；以上述4个百分位数为阈值，划分出5个等级，从而确定全省范围的逐年该类别气象干旱等级（G_drought）和气象干旱评价结果。不同百分位与气象干旱等级、气象干旱评价结果的对应见表2。4.4单站连旱过程的评价方法4.4.1单站连旱过程的分类单站某类别气象干旱监测时段结束时达到小旱级别以上，并且过程仍持续的气象干旱过程定义为单站连旱过程。单站连旱过程分为春夏连旱、春夏秋疔、夏3響旱、夏秋冬连旱和秋冬连旱等。4.4.2单站跨一季的逐次连旱过程的评价方法对于仅跨一季的单站连旱过程评价方法（表3）：a） 连旱过程的连旱日数持续累加。b） 连旱过程各旱级的连旱日数跨度取前季、当季同旱级连旱日数跨度中的小值者，同时满足以下两个条件：（1）小旱的连旱日数范围的下限取前季小旱的连旱日数范围的下限；其他旱级按递推确定；（2）连旱日数范围的上限不超过前季同旱级连旱日数范围的上限，且与前季同旱级连旱日数范围的下限间隔N9d。c） 解除雨量指标采取就高原则。DB35/T1283—2012DB35/T1283—201255表3 单站连旱过程的评价方法连旱日数跨度取前季、当季同旱级连旱日数跨度中的小值者连旱日数范围的下限小旱取前季小旱连旱日数范围的下限；其他旱级按递推确定。连旱日数范围的上限不超过前季同旱级连旱日数范围的上限，且与前季同旱级连旱日数范围的下限间距N9d。解除雨量采取就高原则，取前季、当季同旱级解除雨量中的高值者。单站逐次连旱过程的类别、监测时段及等级（GC_each）划分见表4。表4 单站连旱过程的等级（GC_each）连旱过程类别及监测时段统计特征量连旱过程等级（GCeach）小旱（2级）中旱（3级）大旱（4级）特旱（5级）春夏连旱（监测时段：6月30日〜10月10日）连旱日数（d）17〜2526〜4141〜55356解除雨量（3d累积降雨量）330mm夏秋连旱（监测时段：10月10日〜11月30日）连旱日数（d）17〜2526〜3536〜45346解除雨量（3d累积降雨量）320mm330mm冬春连旱（监测时段：2月10日〜6月30H）连旱日数（d）31〜4546〜6061〜80381解除雨量（6d累积降雨量）^30mm^50mmDB35/T1283—2012DB35/T1283—201277DB35/T1283—2012DB35/T1283—201266附录A(规范性附录)

气象干旱指数计算方法A.1百分位数计算方法百分位数计算采用下面的经验公式(Hyndman,R.J.,andY.Fan,1996)：△TOC\o"1-5"\h\zQ3)=(1-Y)X}+yXj+1 (A.1)j=int(pxn+(1+p)/3) (A.2)Y=pxn+(1+p)/3-j (A.3)式中：P为百分位，’如(p)为P百分位对应的百分位数，J为升序排列后的某要素样本序列，n为样本长度，冷为升序排列后的样本序列的第j个值。A.2气候平均值计算公式(A.4)式中：n为样本长度(本标准以1961年〜2010年的数据为气候平均值的基础数据，即n=50),Yi为第i个样本值。Y--YA.3异常度计算公式Y--Y(A.5)(A.6)式中：Ci为第i个样本的异常度值，亍为该样本序列的气候平均值，a为该样本痒列的标准差，匕为第i个样本值，n为样本长度。A.4单站逐年不同类别气象干旱的连旱日数异常值和总雨量异常值的计算方法A.4.1单站逐年不同类别气象干旱的连旱日数异常值的计算方法以春旱为例。单站逐年春旱类的连旱日数异常值的计算分为3个步骤。1） 单站逐次春旱过程的连旱日数异常度Absta_each以全省66个国家基本气象观测站1961年〜2010年春旱监测时段的所有春旱过程的连旱日数序列为样本序列，采用公式A.6和公式A.7方法，确定春旱类的连旱日数气候平均值和标准差；然后，采用公式A.5方法，得到逐次春旱过程的连旱日数异常度Absta_each。2） 单站逐年春旱类的连旱日数强度指数选择1961年〜2010年全省66个国家基本气象观测站所有春旱过程的连旱日数异常度中的最小值，记为Min_each。对于某单站，该站某年春旱类的连旱日数强度指数Idsta_dry为加权累加该站当年逐次春旱过程的异常度Absta_each与春旱类的连旱日数异常度最小值Min_each的差值，权重系数为逐次春旱过程的等级G_each（公式A.8）。timesIdsta_dry=旦Absta_eachij-Min_each）*G_eachij （A.8）一 j式中：Idsta_dryi为单站第i年某类别气象干旱的连旱日数强度指数；Absta_eachi,j和GC_eachi,：分别为该站第i年该旱类第j次气象干旱过程的异常度和等级:times为该站第i年该类别气象干旱过程的次数；Min_each为该类别气象干旱的连旱日数异常度最小值。3） 单站逐年春旱类的连旱日数异常值以单个国家基本气象观测站为统计单位。对于某单站，首先以该站1961年〜2010年共50年春旱类的连旱日数强度指数Idsta_dry为样本序列，采用公式A.6和公式A.7方法，确定该站春旱类的连旱日数强度指数的气候平均值和标准差；其次，采用公式A.5方法，得到该站逐年春旱类的连旱日数异常值Absta_dryoA.4.2单站不同类别气象干旱的总雨量异常值的计算方法以春旱为例。以单个国家基本气象观测站为统计单位。对于某单站，首先以该站1961年〜2010年共50年的逐年春旱监测时段总雨量为样本序列，采用公式A.6和公式A.7方法，确定该站春旱类的总雨量气候平均值和标准差。其次，采用公式A.5方法，得到该站逐年春旱类的总雨量异常值Absta_rain。A.5全省范围逐年不同类别气象干旱的连旱日数异常值和总雨量异常值的计算方法A.5.1全省范围逐年不同类别气象干旱的连旱日数异常值的计算方法以春旱为例。全省范围春旱类的连旱日数异常值的计算分为2个步骤。1） 全省范围逐年春旱类的连旱日数强度指泰；加权累加某年全省66个国家基本观测站春旱类的连旱日数强度指数Idsta_dry,得到全省范围春旱类的连旱日数强度指数Id_dry（公式A.9）。权重系数为各站所在的县（市）的国土面积。nId_dry，i=2jdsta_dry，i广area（k） （A.9）k=l式中：IcLdry,是第i年某类别气象干旱的全省范围连旱日数强度指数；Idsta_dry盘为第k站第i年该类别气象干旱的连旱日数强度指数；area（k）为第k站所在的县（市）国土面积；n=66。2） 全省范围逐年春旱类的连旱日数异常值首先以1961年〜2010年共50年的全省范围春旱类的连旱日数强度指数Id_dry序列为样本序列，采用公式A.6和公式A.7方法，确定全