DB35T 1283-2012氣象干旱評價方法

ICS07.060A47DB35福建省地方標準DB35/T1283—2012氣象干旱評價方法Classificationofmeteorologicaldroughtbasedoncontinuousdrydays2012-11-02發(fā)布 2013-02-01實施福建省質量技術監(jiān)督局發(fā)布DB35/T1283—2012目次TOC\o"1-5"\h\z前言 II引言 III1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術語 1\o"CurrentDocument"4氣象干旱評價方法 2附錄A（規(guī)范性附錄） 6DB35/T1283—2012DB35/T1283—2012本標準按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標準由福建省氣候中心提出。本標準由福建省氣象局歸口。本標準起草單位：福建省氣候中心。本標準主要起草人：鄒燕、黃文、張容焱、周信禹、林衛(wèi)華、高學群、林晶、翁祖源黃蓉。干旱是福建省主要的自然災害之一，具有發(fā)生頻率高、持續(xù)時間長、波及范圍廣的特點。因此，建立一套定量化的氣象干旱評價方法，是更加客觀、科學和準確地認識福建省干旱氣候的重要基礎，也是進一步制定應對策略的重要參考。雖然《氣象干旱等級》(GB/T20481-2006)已發(fā)布，但由于中國幅員廣闊及氣候特征的明顯地域性差異，多項指標在應用時需進行本地化修改；同時，《氣象干旱等級》國家標準中未包括采用連旱日數方法的氣象干旱指標；而且，福建省氣象干旱監(jiān)測與評價業(yè)務多年來一直以連旱日數方法為主，積累了許多監(jiān)測與評價數據。為了對福建氣象干旱的描述更貼近本地氣候特征以及沿用評價指標的連續(xù)性，特制定本標準。本標準在福建省氣象局《福建干旱標準》的基礎上，參考《氣象干旱等級》國家標準，以省內氣象干旱監(jiān)測與評價業(yè)務中普遍且長期使用的連旱日數為統(tǒng)計特征量，采用數理統(tǒng)計方法，確定氣象干旱的評價方法。干旱問題牽涉多行業(yè)多學科；從學科上，干旱主要分為氣象干旱、農業(yè)干旱、水文干旱和經濟社會干旱四類；氣象干旱是其它類型干旱研究和業(yè)務的基礎。本標準所研制的氣象干旱評價方法，適用于氣象、水文和農業(yè)等行業(yè)從事干旱監(jiān)測和評價的部門使用。DB35/T1283—2012DB35/T1283—2012#級G_each。單站氣象干旱過程的等級分為5級，分別是旱兆（1級）、小旱（2級）、中旱（3級）、大旱（4級）和特旱（5級）。表1單站逐次氣象干旱過程的等級氣象干旱類別及監(jiān)測時段統(tǒng)計特征量氣象干旱等級（Geach）旱兆（1級）小旱（2級）中旱（3級）大旱（4級）特旱（5級）春旱（監(jiān)測時段：2月11日~6月30日）連旱日數（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（監(jiān)測時段：6月10日?10月10日）連旱日數（d）11~1516~2526~3536~45346解除雨量（3d降雨量）310mm320mm330mm秋冬旱（監(jiān)測時段：10月11日?次年2月10日）連旱日數（d）21~3031~5051~7071~90391解除雨量（6d降雨量）38mm310mm315mm4.2.2單站不同類別氣象干旱年指數及等級劃分4.2.2.1單站不同類別氣象干旱年指數以單個國家基本氣象觀測站為統(tǒng)計單位。按權重，計算單站某年某類別氣象干旱的連旱日數異常值Abstadry（計算方法見附錄A.4.1）與總雨量異常值Absta_rain（計算方法見附錄A.4.2）的差值，得到該站當年該類別氣象干旱年指數Id_sta,用以表征該站當年該類別氣象干旱的程度；單站某類別氣象干旱年指數越大，表明當年該站該類別氣象干旱越嚴重，計算方法見公式1。Id_stat=A*Absta_dry,一B*Absta_raint （i）式中：Id_stai為第i年某站某類別氣象干旱年指數；Absta_dryi和Absta_raim分別是該站第i年該類別氣象干旱的連旱巨數異常值和總雨量異常值；A、B為權重系數，其中A=l,B=0.5?4.2.2.2單站逐年不同類別氣象干旱等級劃分與評價結果參考中國氣象局和福建省氣象局的氣候影響評價業(yè)務規(guī)定的各級年景的概率分布，對單站年度各類別氣象干旱均劃分為5級，分別是無旱（1級）、輕度（2級）、中度（3級）、重度（4級）和特旱（5級）,所占概率分別為1。％、20%,40%、20%和10%。對于某類別的氣象干旱，基于單站該類別氣象干旱年指數Id_sta的1961?2010年50年序列，采用百分位數方法，分別計算10%、30%、70%和90%對應的百分位數；以上述4個百分位數為閾值，劃分出5個等級，從而確定該站逐年該類別氣象干旱等級（G_sta）和氣象干旱介結果。不同百分位與氣象干旱等級、氣象干旱評價結果的對應見表2。表2不同百分位（P）與氣象干旱等級和氣象干旱評價結果對近表百分位氣象干旱等級氣象干旱評價結果PW10%1無旱10%<PW30%2輕度表2（續(xù)）百分位氣象干旱等級氣象干旱評價結果30%<P<70%3中度70%<PW90%4重度P>90%5特旱4.3全省范圍不同類別氣象干旱年指數及等級劃分4.3.1全省范圍不同類別氣象干旱年指數按權重，計算某年全省范圍某類別氣象干旱的連旱日數異常值Ab_dry（計算方法見附錄A.5.1）與總雨量異常值（計算方法見附錄A.5.2）的差值，得到全省范圍當年該類別氣象干旱年指數Id_drought,用以表征當年全省范圍該類別氣象干旱的程度；全省范圍某類別氣象干旱年指數越大，表明當年全省范圍該類別氣象干旱越嚴重，計算方法見公式2。Id_droughty=A*Ab_dry一B*Ab_rain, （2）式中：Id_droughti為第i年全省范圍某類別氣象干旱年指數；Ab_dryi和Ab_raim分別是第i年全省范圍該類別氣象干旱的連旱日數異常值和總雨量異常值；A、B為權重系數，其中A=1,B=0.5。4.3.2全省范圍逐年不同類別氣象干旱等級劃分與評價結果參考中國氣象局和福建省氣象局的氣候影響評價業(yè)務規(guī)定的各級年景的概率分布，對全省范圍年度各類別氣象干旱均劃分為5級，分別是無旱（1級）、輕度（2級）、中度（3級）、重度（4級）和特旱（5級），所占概率分別為10%、20%,40%、20%和10%。對于某類別氣象干旱，基于全省范圍該類別氣象干旱年指數Iddrought的1961?2010年50年序列，采用百分位數方法，分別計算10%,30%,70%和90%對應的百分位數；以上述4個百分位數為閾值，劃分出5個等級，從而確定全省范圍的逐年該類別氣象干旱等級（G_drought）和氣象干旱評價結果。不同百分位與氣象干旱等級、氣象干旱評價結果的對應見表2。4.4單站連旱過程的評價方法4.4.1單站連旱過程的分類單站某類別氣象干旱監(jiān)測時段結束時達到小旱級別以上，并且過程仍持續(xù)的氣象干旱過程定義為單站連旱過程。單站連旱過程分為春夏連旱、春夏秋疔、夏3響旱、夏秋冬連旱和秋冬連旱等。4.4.2單站跨一季的逐次連旱過程的評價方法對于僅跨一季的單站連旱過程評價方法（表3）：a） 連旱過程的連旱日數持續(xù)累加。b） 連旱過程各旱級的連旱日數跨度取前季、當季同旱級連旱日數跨度中的小值者，同時滿足以下兩個條件：（1）小旱的連旱日數范圍的下限取前季小旱的連旱日數范圍的下限；其他旱級按遞推確定；（2）連旱日數范圍的上限不超過前季同旱級連旱日數范圍的上限，且與前季同旱級連旱日數范圍的下限間隔N9d。c） 解除雨量指標采取就高原則。DB35/T1283—2012DB35/T1283—201255表3 單站連旱過程的評價方法連旱日數跨度取前季、當季同旱級連旱日數跨度中的小值者連旱日數范圍的下限小旱取前季小旱連旱日數范圍的下限；其他旱級按遞推確定。連旱日數范圍的上限不超過前季同旱級連旱日數范圍的上限，且與前季同旱級連旱日數范圍的下限間距N9d。解除雨量采取就高原則，取前季、當季同旱級解除雨量中的高值者。單站逐次連旱過程的類別、監(jiān)測時段及等級（GC_each）劃分見表4。表4 單站連旱過程的等級（GC_each）連旱過程類別及監(jiān)測時段統(tǒng)計特征量連旱過程等級（GCeach）小旱（2級）中旱（3級）大旱（4級）特旱（5級）春夏連旱（監(jiān)測時段：6月30日?10月10日）連旱日數（d）17?2526?4141?55356解除雨量（3d累積降雨量）330mm夏秋連旱（監(jiān)測時段：10月10日?11月30日）連旱日數（d）17?2526?3536?45346解除雨量（3d累積降雨量）320mm330mm冬春連旱（監(jiān)測時段：2月10日?6月30H）連旱日數（d）31?4546?6061?80381解除雨量（6d累積降雨量）^30mm^50mmDB35/T1283—2012DB35/T1283—201277DB35/T1283—2012DB35/T1283—201266附錄A(規(guī)范性附錄)

氣象干旱指數計算方法A.1百分位數計算方法百分位數計算采用下面的經驗公式(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為百分位，’如(p)為P百分位對應的百分位數，J為升序排列后的某要素樣本序列，n為樣本長度，冷為升序排列后的樣本序列的第j個值。A.2氣候平均值計算公式(A.4)式中：n為樣本長度(本標準以1961年?2010年的數據為氣候平均值的基礎數據，即n=50),Yi為第i個樣本值。Y--YA.3異常度計算公式Y--Y(A.5)(A.6)式中：Ci為第i個樣本的異常度值，亍為該樣本序列的氣候平均值，a為該樣本癢列的標準差，匕為第i個樣本值，n為樣本長度。A.4單站逐年不同類別氣象干旱的連旱日數異常值和總雨量異常值的計算方法A.4.1單站逐年不同類別氣象干旱的連旱日數異常值的計算方法以春旱為例。單站逐年春旱類的連旱日數異常值的計算分為3個步驟。1） 單站逐次春旱過程的連旱日數異常度Absta_each以全省66個國家基本氣象觀測站1961年?2010年春旱監(jiān)測時段的所有春旱過程的連旱日數序列為樣本序列，采用公式A.6和公式A.7方法，確定春旱類的連旱日數氣候平均值和標準差；然后，采用公式A.5方法，得到逐次春旱過程的連旱日數異常度Absta_each。2） 單站逐年春旱類的連旱日數強度指數選擇1961年?2010年全省66個國家基本氣象觀測站所有春旱過程的連旱日數異常度中的最小值，記為Min_each。對于某單站，該站某年春旱類的連旱日數強度指數Idsta_dry為加權累加該站當年逐次春旱過程的異常度Absta_each與春旱類的連旱日數異常度最小值Min_each的差值，權重系數為逐次春旱過程的等級G_each（公式A.8）。timesIdsta_dry=旦Absta_eachij-Min_each）*G_eachij （A.8）一 j式中：Idsta_dryi為單站第i年某類別氣象干旱的連旱日數強度指數；Absta_eachi,j和GC_eachi,：分別為該站第i年該旱類第j次氣象干旱過程的異常度和等級:times為該站第i年該類別氣象干旱過程的次數；Min_each為該類別氣象干旱的連旱日數異常度最小值。3） 單站逐年春旱類的連旱日數異常值以單個國家基本氣象觀測站為統(tǒng)計單位。對于某單站，首先以該站1961年?2010年共50年春旱類的連旱日數強度指數Idsta_dry為樣本序列，采用公式A.6和公式A.7方法，確定該站春旱類的連旱日數強度指數的氣候平均值和標準差；其次，采用公式A.5方法，得到該站逐年春旱類的連旱日數異常值Absta_dryoA.4.2單站不同類別氣象干旱的總雨量異常值的計算方法以春旱為例。以單個國家基本氣象觀測站為統(tǒng)計單位。對于某單站，首先以該站1961年?2010年共50年的逐年春旱監(jiān)測時段總雨量為樣本序列，采用公式A.6和公式A.7方法，確定該站春旱類的總雨量氣候平均值和標準差。其次，采用公式A.5方法，得到該站逐年春旱類的總雨量異常值Absta_rain。A.5全省范圍逐年不同類別氣象干旱的連旱日數異常值和總雨量異常值的計算方法A.5.1全省范圍逐年不同類別氣象干旱的連旱日數異常值的計算方法以春旱為例。全省范圍春旱類的連旱日數異常值的計算分為2個步驟。1） 全省范圍逐年春旱類的連旱日數強度指泰；加權累加某年全省66個國家基本觀測站春旱類的連旱日數強度指數Idsta_dry,得到全省范圍春旱類的連旱日數強度指數Id_dry（公式A.9）。權重系數為各站所在的縣（市）的國土面積。nId_dry，i=2jdsta_dry，i廣area（k） （A.9）k=l式中：IcLdry,是第i年某類別氣象干旱的全省范圍連旱日數強度指數；Idsta_dry盤為第k站第i年該類別氣象干旱的連旱日數強度指數；area（k）為第k站所在的縣（市）國土面積；n=66。2） 全省范圍逐年春旱類的連旱日數異常值首先以1961年?2010年共50年的全省范圍春旱類的連旱日數強度指數Id_dry序列為樣本序列，采用公式A.6和公式A.7方法，確定全