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气象干旱逐日动态监测指标的制作技术

本技术介绍了一种气象干旱逐日动态监测指标,逐日气象干旱指数DI采用当前监测站的逐日
气象数据计算,并根据逐日气象干旱指数DI范围判断当前监测站的干旱等级,本技术特点是
基于“远水不解近渴”思想构建前期降水指数API,基于“气候背景+扰动”思想,并采用标准化
前期降水指数(SAPI)和常年平均相对湿润度指数,构建逐日气象干旱指数(DI),克服了基
于“等权累加”建立的综合干旱指数CI由于前期降水移出计算窗口而导致的“不合理旱情加
剧”问题;本技术气象干旱指数(DI)的建立及应用,将明显提升干旱监测、评估业务服务能
力和规范化、标准化水平,可以精细刻画干旱发生、发展和结束动态,为干旱动态监测评估
等相关服务和研究工作提供核心方法。

技术要求
1.一种气象干旱逐日动态监测指标,其特征在于,逐日气象干旱指数DI
采用当前监测站的

逐日气象数据计算,并根据逐日气象干旱指数DI范围判断当前监测站的干旱等级;

具体包括以下步骤:
第一步:定义单站逐日气象干旱指数DI:

式(1)中,SAPIi为第i日前期降水指数API的标准化变量SAPI,为当前监测站常年平均
相对湿润度指数,表征当前监测站常年平均干湿状况年变化;

第二步:计算式(1)中第i日前期降水指数API:
APIi=Pi+KAPIi-1 (2)
式(2)中,APIi为第i日API,Pi为当日降水量(mm),APIi-1为前一日的API,k为衰减系数,
取经验值0.955;
第三步:计算式(1)中当前监测站第i日常年同期平均相对湿润度指数
S1、逐站计算历史同期30年(1981—2010)
逐日平均相对湿润度指数:

式(3)中为第i日30年(1981—2010)平均降水量,单位为毫米;为为第i日30年
(1981—2010)平均可能蒸散量,单位为毫米,采用FAO Penman-Monteith方法计算;取i=1
~365,i表示一年中日序号,闰年2月29日取3月1日值;

S2、对次30
天滑动平均处理;

S3、理论范围为-1~∞,为避免因为接近于0时导致趋于∞

当时采用双曲正切函数式(4),约束变化范围为-1~1。


(4)计算出定义的逐日气象干旱指数DI,并根据DI
范围对应的干旱类型、干旱等级判断当

前监测站的干旱等级。

2.根据权利要求1
所述的一种气象干旱逐日动态监测指标,其特征在于,每个监测站从建

站开始逐日滚动计算API,初始API设为0,建站开始后的头4个月API受边界效应影响舍弃
不用。
3.根据权利要求1
所述的一种气象干旱逐日动态监测指标,其特征在于,所述逐日气象干

旱指数DI与干旱等级的关系为:

若-0.5-
1.0,则干旱类型为中旱;若-2.0,则干旱类

型为特旱。

技术说明书
一种气象干旱逐日动态监测指标
技术领域
本技术涉及环境监测技术领域,具体是指一种气象干旱逐日动态监测指标。
背景技术
在全球气候暖干化背景下,区域性、季节性干旱对现代农业可持续发展、粮食安全和生
态安全风险性日益加剧,对气象干旱灾害监测预警评估的气象保障需求日益加大。干旱
监测指标问题一直是干旱研究领域的国际性学术难题;一直到20世纪90年气象部门还在
使用基于“无透雨日数”的干旱指标,不能精细刻画干旱发生、发展动态过程,不适应精细
化监测需求。国内广泛使用的综合干旱指数CI,基于过去一段时间降水等权累加思路建
立的,存在由于前期降水移出计算窗口而导致的“不合理旱情加剧”问题,因此,构建一种
新的干旱检测方法是相关领域内技术人员急需解决的问题。

技术内容
为解决上述技术问题,本技术提供的技术方案为:一种气象干旱逐日动态监测指标,逐
日气象干旱指数DI采用当前监测站的逐日气象数据计算,并根据逐日气象干旱指数DI范
围判断当前监测站的干旱等级;

具体包括以下步骤:
第一步:定义单站逐日气象干旱指数DI:
式(1)中,SAPIi为第i日前期降水指数API的标准化变量SAPI,为当前监测站常年平
均相对湿润度指数,表征当前监测站常年平均干湿状况年变化;

第二步:计算式(1)中第i日前期降水指数API:
APIi=Pi+KAPIi-1 (2)
式(2)中,APIi为第i日API,Pi为当日降水量(mm),APIi-1为前一日的API,k为衰减系数,
取经验值0.955;

第三步:计算式(1)中当前监测站第i日常年同期平均相对湿润度指数
S1、逐站计算历史同期30年(1981—2010)
逐日平均相对湿润度指数:

式(3)中为第日30年(1981—2010)平均降水量,单位为毫米;为为第i日30年
(1981—2010)平均可能蒸散量,单位为毫米,采用FAO Penman-Monteith方法计算;取i=1
~365,i表示一年中日序号,闰年2月29日取3月1日值;

S2、对次30
天滑动平均处理;

S3、理论范围为-1~∞,为避免因为接近于0时导致趋于∞

当时采用双曲正切函数式(4),约束变化范围为-1~1。
(4)计算出定义的逐日气象干旱指数DI,并根据DI
范围对应的干旱类型、干旱等级判断当

前监测站的干旱等级。

优选地,每个监测站从建站开始逐日滚动计算API,初始API设为0,建站开始后的头4个
月API受边界效应影响舍弃不用。

优选地,所述逐日气象干旱指数DI与干旱等级的关系为:
若-0.5-
1.0,则干旱类型为中旱;若-2.0,则干旱类

型为特旱。

本技术具有如下优点:本技术基于“远水不解近渴”思想构建前期降水指数API,基于“气候
背景+扰动”思想,并采用标准化前期降水指数(SAPI)和常年平均相对湿润度指数,构建逐
日气象干旱指数(DI),克服了基于“等权累加”建立的综合干旱指数CI由于前期降水移出计
算窗口而导致的“不合理旱情加剧”问题,可以精细刻画干旱发生、发展和结束动态;本技
术气象干旱指数(DI)的建立及应用,可以为干旱动态监测评估等相关服务和研究工作提供
核心方法,将明显提升干旱监测、评估业务服务能力和规范化、标准化水平,对应对气
候变化、调整产业布局具有重要意义。

具体实施方式
一种气象干旱逐日动态监测指标,逐日气象干旱指数DI采用当前监测站的逐日气象数据
计算,并根据逐日气象干旱指数DI范围判断当前监测站的干旱等级;

具体包括以下步骤:
一种气象干旱逐日动态监测指标,其特征在于,逐日气象干旱指数DI采用当前监测站的
逐日气象数据计算,并根据逐日气象干旱指数DI范围判断当前监测站的干旱等级;

具体包括以下步骤:
第一步:定义单站逐日气象干旱指数DI:
式(1)中,SAPIi为第i日前期降水指数API的标准化变量SAPI,为当前监测站常年平
均相对湿润度指数,表征当前监测站常年平均干湿状况年变化;

第二步:计算式(1)中第i日前期降水指数API:
APIi=Pi+KAPIi-1 (2)
式(2)中,APIi为第i日API,Pi为当日降水量(mm),APIi-1为前一日的API,k为衰减系数,
取经验值0.955;

第三步:计算式(1)中当前监测站第i日常年同期平均相对湿润度指数
S1、逐站计算历史同期30年(1981—2010)
逐日平均相对湿润度指数:

式(3)中为第i日30年(1981—2010)平均降水量,单位为毫米;为为第i日30年
(1981—2010)平均可能蒸散量,单位为毫米,采用FAO Penman-Monteith方法计算;取i=1
~365,i表示一年中日序号,闰年2月29日取3月1日值;

S2、对次30
天滑动平均处理;
S3、理论范围为-1~∞,为避免因为接近于0时导致趋于∞

当时采用双曲正切函数式(4),约束变化范围为-1~1。

(4)计算出定义的逐日气象干旱指数DI,并根据DI
范围对应的干旱类型、干旱等级判断当

前监测站的干旱等级。

作为本实施例较佳实施方案的是,每个监测站从建站开始逐日滚动计算API,初始API设
为0,建站开始后的头4个月API受边界效应影响舍弃不用。

逐日气象干旱指数DI与干旱等级标准的对应关系如下表所示,根据计算出的逐日气象干
旱指数范围可判断当前监测站的干旱等级:

表1气象干旱等级标准

干旱类型DI范围
无旱
-0.5轻旱-1.0-0.5
中旱-1.5-1.0
重旱-2.0-1.5
特旱DI<=
-2.0

以上对本技术及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,总而言之如果本领域的
普通技术人员受其启示,在不脱离本技术创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该
技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本技术的保护范围。

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