下载文档原格式
基于标准化降水蒸散指数的鞍山地区干旱特征分析鞍山地区是辽宁省的一个地级市，位于东北地区，地处辽宁西北部，东接抚顺市，南隔辽河与朝阳市、盘锦市相望，西连辽阳市，北与本溪市和铁岭市相连，地理位置优越，气候多样。
鞍山地区的干旱特征可以通过标准化降水蒸散指数（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index，简称SPEI）来分析。
SPEI是根据降水和蒸散发数据计算得出的一个指数，用于衡量降水和蒸散发之间的不平衡情况，进而评估干涩程度。
广泛应用SPEI指数的主要原因在于它可以综合考虑不同时间尺度的降水和蒸散发变化情况，提供一个全面的干旱评估工具。
通过对鞍山地区过去几十年的降水和蒸散发数据进行分析，可以得出该地区的干旱特征。
通过计算SPEI指数来评估鞍山地区的干旱状况。
根据SPEI指数的计算方法，可以得到不同时间尺度下的干旱指数值，如1月、3月、6月、12月等。
通过对这些数据进行分析，可以了解在不同时间尺度下鞍山地区的干旱情况。
根据SPEI指数的结果，可以得到鞍山地区的干旱特征。
如果SPEI指数值小于-1，则表示极端干旱；如果SPEI指数值在-1至-0.5之间，则表示轻度干旱；如果SPEI指数值在-0.5至0之间，则表示正常；如果SPEI指数值在0至0.5之间，则表示轻度湿润；如果SPEI指数值大于0.5，则表示湿润。
通过对历年SPEI指数的分析，可以得知鞍山地区不同月份和年份的干旱特征。
可以结合鞍山地区的气候变化情况，分析干旱特征的原因。
通过分析鞍山地区降水量和蒸散发的变化情况，可以判断降水不足或蒸散过大是否是造成干旱的主要原因。
还可以考虑其他因素，如地形、土壤类型等，对干旱特征进行综合分析，得出更准确的结论。
通过对标准化降水蒸散指数的分析，可以了解鞍山地区干旱特征的发展趋势和变化规律，并为该地区的干旱防治工作提供科学依据。
结合其他气象和自然因素的分析，可以深入研究干旱特征的成因，为干旱防治提供更加有针对性的措施和建议。
基于标准化降水蒸散指数的鞍山地区干旱特征分析随着全球气候变化的影响日益显著，干旱成为了全球各地区普遍面临的问题。
鞍山市位于东北地区，属于温带大陆性气候区，干旱问题较为突出。
本文以标准化降水蒸散指数为指标，利用长时间序列的气象数据，分析鞍山地区干旱的时空变化特征和影响因素。
1. 数据与方法本文采用1960年至2019年鞍山市13个气象站点逐日气象数据，包括降水量、日照时数、相对湿度、风速等，以及温度数据，对降水蒸散情况进行综合分析。
标准化降水蒸散指数是衡量干旱程度的一项指标，其计算方式为：SPEI = (P-E)/σ其中，P为降水量，E为蒸散量，σ为标准差。
根据SPEI值，干旱可以分为极端干旱（SPEI≤-3）、重度干旱（-3＜SPEI≤-2）、中度干旱（-2＜SPEI≤-1）、轻度干旱（-1＜SPEI≤-0.5）和正常（SPEI＞-0.5）五个级别。
2. 结果与分析2.1 干旱的时空变化特征从时间维度上看，鞍山地区的干旱现象呈现出不稳定的变化态势，既有周期性的变化，也有趋势性的变化。
以三年为周期进行分析，可以发现干旱和湿润的周期交替出现，并且干旱的程度呈现出先加重后减轻的趋势。
从趋势分析结果来看，从20世纪60年代到70年代，鞍山地区的干旱程度呈现出逐渐加重的趋势；从80年代到90年代，干旱程度逐渐减轻；但进入21世纪以来，干旱程度又有所加重。
从空间维度上看，不同气象站点间的干旱程度存在明显的差异。
其中，铁东区和铁西区干旱程度较为明显，而于洪区和立山区相对湿润。
这是由于鞍山地区地形复杂，不同区域受到的气候条件差异较大所致。
2.2 影响干旱的因素多因素分析结果显示，降水量、气温和相对湿度是影响鞍山地区干旱的主要因素。
降水量和蒸发散关系密切，降水量下降会导致干旱程度加重；而气温和相对湿度则与蒸发散密切相关，温度升高和湿度下降会导致蒸发散增加，也会加重干旱程度。
3. 结论鞍山地区的干旱程度呈现出不稳定的变化态势，周期性和趋势性的变化均存在。
基于SPEI干旱指数的东北地区干旱时空分布特征作者：蔡思扬左德鹏徐宗学杨晓静来源：《南水北调与水利科技》2017年第05期摘要：基于东北地区86个国家基本气象站1960年-2014年逐月降水量和平均气温数据，计算不同时间尺度下的标准化降水蒸散指数（SPEI），分析不同时间尺度下东北地区季节、年际以及年代际干旱时空分布特征，并与实际干旱成灾面积进行对比分析，验证SPEI在东北地区干旱评估中的适用性。
结果表明：春季、夏季和冬季重旱发生频率随时间尺度增大而升高；中旱发生频率随时间尺度增大而降低。
近55年东北地区旱涝情势交替出现，干旱频率随年代际变化逐渐升高，干旱程度逐渐加重。
整体来看，随时间尺度增加，极旱发生范围逐渐扩大。
东北三省在春季、夏季和秋季均有不同频率的干旱事件发生；冬季吉林和辽宁无极旱发生；黑龙江中部无重旱发生。
关键词：标准化降水蒸散指数；多时间尺度；东北地区；干旱中图分类号：P467 文献标识码：A 文章编号：1672-1683（2017）05-0015-07干旱是世界上普遍发生的一种气象灾害、是指由于水分收支或供求不平衡而形成的水分短缺现象、是一种水量相对亏缺的自然现象、是造成严重损失的气象灾害之一，其发生频率高、持续时间长、影响范围广，已经成为制约我国经济发展和社会进步的重要因素之一。
2014年我国因干旱所造成的粮食损失高达2006万t、经济作物损失达到276亿元、直接经济损失共910亿元。
东北三省是我国最主要的商品粮和经济作物的生产基地，近年来，东北地区的干旱有所加重，一些地区的降水量持续减少，已经接近或者突破历史极值，容易造成各种农作物的减产。
针对目前东北地区的干旱情况，杨贵羽等通过对1950年-2010年东北地区受旱面积率、干旱发生频次等进行统计分析，认为东北地区干旱灾害发生的频次和程度均有增加趋势；邹旭恺等利用综合气象干旱指数（CI）研究得出，东北地区由于气温升高的原因导致干旱加重；段佩利等利用标准化蒸散指数（SPI）分析吉林省东部山区的干旱时空特征，结果表明该地区的干旱呈加重趋势；张淑杰等通过计算玉米水分亏缺指数分析玉米在不同生长发育期的干旱时空分布及其年际的变化特征，结果表明：近10年来干旱呈显著增加，且在各发育阶段会同时发生；胡实等通过计算在A1B，B1和A2三种情境下基于降水年蒸发力标准化干旱指数（SPEI）预估中国北方地区未来40年呈现干旱化倾向；马建勇等通过在A1B情景下计算相对湿润指数，预估2011年-2100年东北地区农作物生长季将持续干旱化；杨晓晨等进行标准化降水蒸散指数（SPEI）与东北春玉米气候产量的关系分析，结果表明提高玉米产量需增加灌溉和提高水分利用效率；韩晓敏等利用标准化降水指数（SPI）分析东北农牧交错带的旱涝特征变化，结果表明东北农牧交错带暖干化的趋势给该区农牧业带来不利影响，应及时启动干旱预警紧急方案。
1961年～,2010年黑龙江省干旱状况分析在各种自然灾害中，干旱造成的经济损失占气象灾害损失的50%，最为严重。
干旱所引起的粮食减产占所有气象灾害造成粮食损失的60%左右，造成的经济损失达58%以上。
黑龙江省位于我国东北地区，是我国玉米、小麦、水稻等重要粮食作物的主要产区，其收益的好坏对于我国粮食安全有重要影响。
干燥度指潜在蒸发量与降水量的比值，反映了某地、某时段水分的收支状况，被广泛运用于气候的干湿状况分析。
陈莉等研究了东北三省1960年～2008年生长季干燥度的时空分布特征，得出干燥度大体上从西南向东北方向逐渐减小的变化特征。
20世纪90年代以来，随着遥感技术的进步，大大提高了数据的空间分辨率，为干旱情况的研究提供了便利的条件。
本文以黑龙江省为例，研究50年来干燥度的变化情况，对黑龙江省的农业生产具有现实意义。
1研究区概况黑龙江省地理坐标处于41°30“N～53°33"N，121°11′E～135°05′E 之间。
研究区内山地平原交叉分布。
气候主要为温带大陆性季风气候，年均温由南向北降低，四季分明，雨热同期。
冬季严寒干燥，夏季温和多雨，年总降水量在200～700 毫升之间。
2数据来源本文采用的50年气象数据为CRU数据，该数据时间范围覆盖1901年～2010年，将全球在南北方向分成360个格点，东西方向为720个格点，形成为0.5°×0.5°的经纬网格数据集。
3研究方法3.1干燥度指数干燥度（K）表示一个区域内干湿程度的度量。
其表达形式为：K=ET0/P式中：ET0为潜在蒸散量，P为降水量。
3.2气候倾向率本文采用线性倾向估计法分析气温时序的趋势变化：y=ax+b其中y为某一气候变量，a为回归系数，用以表示变化趋势大小；b为回归常数。
4结果与分析4.1黑龙江省干燥度指数的时序变化50年来黑龙省干燥度指数平均值为1.159，指数小于1的年份共有11年，其余皆大于1。
中国农业气象（Chinese Journal of Agrometeorology）2014年doi：10．3969/j．issn．1000－6362．2014．06．008高蓓，姜彤，苏布达，等．基于SPEI的1961－2012年东北地区干旱演变特征分析［J］．中国农业气象，2014，35（6）：656－662基于SPEI的1961－2012年东北地区干旱演变特征分析*高蓓1，2，姜彤1，2＊＊，苏布达1，2，朱娴韵1，2，王艳君1（1.南京信息工程大学地理与遥感学院/气象灾害预报预警与评估协同创新中心，南京210044；2.中国气象局国家气候中心，北京100081）摘要：基于1961－2012年东北地区65个气象站逐日降水、气温、相对湿度、实际水汽压、风速和日照时数资料，计算标准化降水蒸散指数（SPEI），并对SPEI指数评价实际干旱的能力进行验证，采用M－K趋势检验和正交经验分解函数等统计方法，分析近52a东北地区年、季尺度的干旱演变特征。
结果表明：SPEI指数可以表征东北地区的干旱特征；1961－2012年，全区年SPEI指数呈现明显的阶段性特征，20世纪60年代后半段、70年代后半段和90年代后半段－21世纪初的3个时段发生了连续干旱，中西部地区是干湿变化异常敏感的地区。
东北地区春季干湿状况变化趋势不明显，但在2003年以后出现变湿态势，夏、秋季有不显著的干旱化态势，20世纪90年代中期以后秋季干旱化态势明显增强，黑龙江省西南部和吉林省西部地区秋旱加强态势较其它地区明显；冬季21世纪全区趋于变湿，变湿态势较明显的地区位于吉林省中西部和辽宁省北部。
关键词：标准化降水蒸散指数（SPEI）；年际变化；季节变化；干旱Evolution Analysis on Droughts in Northeast China During1961－2012Based on SPEI GAO Bei1，2，JIANG Tong1，2，SU Bu-da1，2，ZHU Xian-yun1，2，WANG Yan-jun1（1.School ofＲemote Sensing/Collaborative Innovation Center on Forecast and Evaluation of Meteorological Disasters，Nanjing University of Information Science＆Technology，Nanjing210044，China；2.The National Climate Centre，China Meteorological Administration，Beijing100081）Abstract：Based on the daily precipitation，temperature，relative humidity，actual vapor pressure，wind speed and sunshine duration record from65meteorological stations in1961－2012，the standardized precipitation evapotranspiration indices（SPEI）were calculated and verified for assessing the droughts in Northeast China．M-K method and Empirical Orthogonal Function（EOF）were also used to analyze drought characteristic in different time scale over Northeast China as well．The results showed that the SPEI could capture the evolution of droughts over the Northeast region．Annual SPEI showed an obvious fluctuation during1961－2012，the lasting droughts in Northeast China occurred in the late1960s，and variability of droughts was most severe in the middle-west part in late1970s and from ending of1990s to early21st century．Seasonal SPEI showed different characteristics，with no obvious trend in spring before21st century，but wetting tendency was found after2003．Occurrence of droughts in summer and autumn tended to increase，and more sever since mid-1990s in autumn in the southwest Heilongjiang province and the western Jilin province．While an obvious wetting tendency have been detected for winter season since early21st century in the middle-west Jilin province and the north Liaoning province．Key words：Standardized precipitation evapotranspiration index（SPEI）；Annual variation for SPEI；Seasonal variation for SPEI；Droughts干旱是影响农业生产、经济发展最严重的自然灾害之一［1］。
收稿日期收稿日期：2014-02-17；修订日期修订日期：2014-05-04基金项目基金项目：国家重点基础研究973项目（2010CB428404）和国家自然科学基金项目（31171451）资助。
作者简介作者简介：卢洪健（1985-），男，江西修水人，博士研究生。
主要研究方向为干旱影响及风险评估。
E-mail ：luhj.11b@ 通讯作者通讯作者：莫兴国，研究员。
E-mail:moxg@气候变化背景下东北地区气象干旱的时空演变特征卢洪健1,2，莫兴国1，孟德娟1,2，刘苏峡1（1.中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室，北京100101；2.中国科学院大学，北京100049）摘要摘要：基于中国东北地区98个气象站点历史数据和WCRP 多模式耦合CMIP3输出的IPCC SRES A1B 、A2和B1气候变化情景下的降雨资料，计算3、6、12和24个月尺度上的标准化降水指数(SPI)，结合M-K 检测、EOF 分解和小波分析，研究东北地区干旱的时空变化格局及其对气候变化的响应特征。
结果表明：①SPI 能较好地检测东北地区干湿变化状况，4个时间尺度上主要的空间模态具相似的分布型，其中12个月尺度SPI 显示东北大部分地区在过去50a 干旱程度呈显著加剧、范围有明显扩大的趋势，其中南部和中部辽河流域是干旱严重区；②干旱时间变化特征具明显的空间差异，南部干旱第一主周期为11a ，北部则为3.5a ；③气候变化情景下，2011~2060年的干旱以前30a 趋强，之后趋缓，且干旱高发区存在一定的北移趋势。
关键词：干旱；标准化降水指数；时空模式；气候变化；东北地区中图分类号中图分类号：P467;P426.6文献标识码文献标识码：A文章编号文章编号：1000-0690（2015）08-1051-09干旱的发生通常与一个持续时期内降雨总量的减少关系最为密切；同时，高温、强风、低湿以及降雨分布特征在干旱的发生和演化过程中也起着重要作用[1~3]。
2015·03摘要：本文根据长春地区1961年~2010年气象资料，采用国家标准《气象干旱等级》（GB／T20481-2006）中的标准化降水指数（SPI）对50年来干旱出现情况进行了分析。
结果表明：长春地区春季干旱出现频率为25%（25次），夏季干旱出现频率为64%（32次），秋季干旱出现频率为56%（28次），农作物生长关键期长春地区干旱发生频率较高，随着年代的增加，出现干旱的等级升高，这和气候变暖有直接的关系。
关键词：长春；干旱特征；总体情况；分析中图分类号：P426文献标识码：ADOI 编号：10.14025/ki.jlny.2015.03.060长春地区近50年干旱特征的分析张明1，刘吉洁2，肖鸿志1（1.长春市气象探测中心，吉林长春130062；吉林市城郊气象局，吉林吉林132000）干旱指因久晴无雨或少雨，降水量较常年同期明显偏少而形成的一种气象灾害。
干旱问题十分复杂。
干旱作为一种由气象因素引发的自然灾害，具有出现频率高、持续时间长、波及范围广的特点。
干旱的频繁发生会造成严重的生态问题，给人民的生产生活造成直接影响。
长春市属于中温带大陆性季风气候。
春季升温快，降水少，变率大。
夏季短而温热，秋季降温快，初霜早，冬季漫长，严寒干冷。
年平均降水量501.1毫米，时空分布不均匀，降水主要集中在6～8月份，占年降水量的70%～80%。
主要气象灾害有干旱、霜冻、洪涝等，其中干旱是影响农牧业最主要的气象灾害。
近年来的干旱呈现频发、范围广、程度重的趋势，本地广泛流传着“十年九春旱”、“三年一小旱，十年一大旱”的说法，本文对近50年来的干旱特征发生规律进行了分析，为地方大力发展设施农业，实现生态农业、高效农业等目标，合理开发利用气候资源，以及防灾减灾提供参考依据。
1资料来源和分析方法依据长春地区1961年~2010年逐年、月降水等气象资料，根据国家标准《气象干旱等级》（GB／T20481-2006）》将干旱划分为五个等级，分别为：正常或湿涝：特点为降水正常或较常年偏多，地表湿润，无旱象。
长春地区近50年干旱特征的分析作者：张明刘吉洁肖鸿志来源：《吉林农业》2015年第02期摘要：本文根据长春地区1961年～2010年气象资料，采用国家标准《气象干旱等级》（GB/T20481-2006）中的标准化降水指数（SPI）对50年来干旱出现情况进行了分析。
结果表明：长春地区春季干旱出现频率为25%（25次），夏季干旱出现频率为64%（32次），秋季干旱出现频率为56%（28次），农作物生长关键期长春地区干旱发生频率较高，随着年代的增加，出现干旱的等级升高，这和气候变暖有直接的关系。
关键词：长春；干旱特征；总体情况；分析中图分类号： P426 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2015.03.060干旱指因久晴无雨或少雨，降水量较常年同期明显偏少而形成的一种气象灾害。
干旱问题十分复杂。
干旱作为一种由气象因素引发的自然灾害，具有出现频率高、持续时间长、波及范围广的特点。
干旱的频繁发生会造成严重的生态问题，给人民的生产生活造成直接影响。
长春市属于中温带大陆性季风气候。
春季升温快，降水少，变率大。
夏季短而温热，秋季降温快，初霜早，冬季漫长，严寒干冷。
年平均降水量501.1毫米，时空分布不均匀，降水主要集中在6～8月份，占年降水量的70%～80%。
主要气象灾害有干旱、霜冻、洪涝等，其中干旱是影响农牧业最主要的气象灾害。
近年来的干旱呈现频发、范围广、程度重的趋势，本地广泛流传着“十年九春旱”、“三年一小旱，十年一大旱”的说法，本文对近50年来的干旱特征发生规律进行了分析，为地方大力发展设施农业，实现生态农业、高效农业等目标，合理开发利用气候资源，以及防灾减灾提供参考依据。
1资料来源和分析方法依据长春地区1961年～2010年逐年、月降水等气象资料，根据国家标准《气象干旱等级》（GB/T20481-2006）》将干旱划分为五个等级，分别为：正常或湿涝：特点为降水正常或较常年偏多，地表湿润，无旱象。
基于标准化降水蒸散指数的鞍山地区干旱特征分析一、引言干旱是指由于降水不足或者蒸发过大而导致土壤中的水分严重不足的自然灾害。
随着全球气候变化的影响，干旱频发，给人们的生活和生产带来了严重的影响。
对于地区的干旱情况进行分析并采取相应的措施具有重要意义。
本文将以鞍山地区为例，利用标准化降水蒸散指数(SPEI)对该地区的干旱特征进行分析，二、鞍山地区基本情况鞍山地处辽宁省的中部，地势北高南低，属于温带季风气候区。
年平均气温在5～10℃之间，年降水量在600～800毫米之间。
该地区主要以农业为主要产业，干旱对于农作物的生长和发展构成了很大的威胁。
三、标准化降水蒸散指数(SPEI)的基本原理标准化降水蒸散指数(SPEI)是由西班牙Tomas R.和Vicente M.等人在2009年提出来的一个新的干旱指数。
它是在降水蒸发平衡的基础上构建的，通过对降水和蒸散的影响进行模拟和计算得出的。
SPEI可以分析降水和蒸散之间的耦合关系，反映出干旱的时空变化特征。
四、鞍山地区干旱特征分析1. 干旱发生频率通过计算鞍山地区近30年的SPEI值，发现该地区的干旱频率呈现出逐渐增加的趋势。
中小干旱的发生频率最高，严重干旱的发生频率逐渐增加。
这表明鞍山地区的干旱风险日益加大。
2. 干旱持续时间在近30年的观测中，鞍山地区的干旱持续时间呈现出逐渐延长的趋势。
中小干旱持续时间增加最为显著，严重干旱持续时间也出现了缓慢的增长。
这说明鞍山地区的干旱事件呈现出了逐渐加剧的趋势。
五、鞍山地区干旱的影响1. 对农业的影响鞍山地区干旱频率的增加以及干旱持续时间和强度的增加，严重影响了该地区的农作物生长和发展。
干旱导致土壤水分不足，影响了作物的生长季节和产量。
2. 对生态环境的影响干旱导致了鞍山地区的生态环境恶化，土壤干燥，植被减少，生态系统的稳定性受到了威胁。
3. 对人民生活的影响干旱严重影响了鞍山地区的居民的生活，缺水、粮食供给不足等问题逐渐凸显。
收稿日期：2016-04-01基金项目：国家自然科学基金项目（51209220）；水利部公益性行业科研专项（201401036）；中国水利水电科学研究院科研专项（JZ0145B592016）作者简介：王亚许（1990-），男，河南人，硕士生，主要从事干旱监测研究。
E-mail ：wangyxiwhr@ 通讯作者：孙洪泉，男（1983-），辽宁人，高级工程师，主要从事旱灾及对策研究。
E-mail ：sunhq@文章编号：1672-3031（2016）06-0425-06中国水利水电科学研究院学报第14卷第6期典型气象干旱指标在东北地区的适用性分析王亚许1，2，孙洪泉1，2，吕娟1，2，苏志诚1，2（1.水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心，北京100038；2.中国水利水电科学研究院，北京100038）摘要：干旱指标的适用性分析是准确监测旱情的重要前提。
气象干旱指标相较于水文和农业干旱指标等能更准确的反应旱情且应用更加广泛。
东北地区是我国重要的粮食主产区，同时也是干旱灾害的易发区。
针对东北地区开展典型气象干旱指标的适用性具有重要的现实意义和应用价值。
本研究利用东北三省78个气象站点1954—2013逐月降雨及温度资料，计算逐月的标准化降雨指数、标准化降雨蒸散指数、帕尔默干旱指数、降雨Z 指数、降雨距平百分率和综合气象干旱指数。
通过各指标的季节干旱识别的结果与历史干旱资料进行对比，分析其识别准确性，并作为指标适用性评价的依据，比较了各干旱指标在不同地区、不同季节的适用性。
结果表明：标准化降雨指数对于东北三省各个季节都具有较好的适用性；降雨距平指数更适用于吉林和黑龙江，季节上尤其适用于春季和秋季。
关键词：气象干旱；干旱指标；适用性；东北地区中图分类号：S423文献标识码：Adoi ：10.13244/ki.jiwhr.2016.06.0041研究背景干旱指标是定量评估干旱的严重程度、历时长短和发生频率的重要手段［1］。
由于干旱具有发生发展过程慢、影响因素多和非结构化的特点，单一指标很难达到时空上的普遍适用性，迄今为止还未找到一种普遍适用于不同地区、不同时间段的干旱指标［2-3］。
因此，分析干旱指标的适用性是准确监测旱情的重要前提。
由于长期的气象干旱可形成土壤和水文干旱，而长期的土壤和水文干旱又可导致农业干旱，因此气象干旱指标用于干旱监测尤为重要［4］。
同时，由于气象观测相较于水文和农业等干旱监测受人类活动的影响最小，最能反映干旱的自然属性。
所以，分析典型气象干旱指标的适应性具有重要的现实意义和应用价值。
气象干旱指标一般是根据降雨量来定义的，如考虑降雨量偏离正常值多少的降雨距平指数（Pa ），以及考虑了降雨概率分布的标准化降雨指数（SPI ）和降雨Z 指数（Z ）等。
除了根据降雨定义的指标外，还有进一步考虑温度和蒸散影响的气象干旱指标，如帕尔默干旱指数（PDSI ）和标准化降雨蒸散指数（SPEI ）等。
此外，还有考虑多表征因子的综合指数，如基于SPI 指数、相对蒸散量和前期降水量的综合气象干旱指数（CI ）等。
针对这些典型的气象干旱指标，已有许多适应性的研究结果［1-2，5］。
针对我国不同地区的干旱指标适用性也有广泛研究。
乔丽等［6］对陕西省不同季节的干旱识别进行分析，认为标准化降水指数、降雨距平指数和土壤相对湿度指标较为适宜。
谢五三等［7］分析了五种干旱指标在安徽省的适用性，结果表明对于安徽干旱监测业务，CI 指数最优。
马海娇等［8］通过比较Pa 、SPI 、Z 指数等干旱指标在滦河流域的干旱评价，认为SPI 指数优于Z 指数和Pa 。
付丽娟等［9］分析了3种干旱指标在内蒙古地区的适用性，认为Pa 和SPI 指数更具适用性。
潘新华等［10］研究了典型干旱指标在广西的适用性及改进，结果表明SPI 可以作为广西各地区干旱评价的依据。
黄中艳等［11］通过研究几种干旱指标在云南大旱中的适用性，提出了Pa 指数适用于云南农业干旱监测。
这些研究表明，不同地——425区、不同季节的适宜干旱指标不同，因此需要针对不同地区开展指标的适应性研究。
我国东北地区是重要的粮食主产区和干旱易发区，其地处中温带和寒温带，年内降雨和温度变化较大，具有独特的气候和地理条件。
本研究针对东北地区，对标准化降雨指数（SPI ）、标准化降雨蒸散指数（SPEI ）、帕尔默干旱指数（PDSI ）、降雨Z 指数（Z ）、降雨距平百分率（Pa ）及综合气象干旱指数（CI ）等6种典型气象干旱指标开展区域和季节的适用性研究。
通过本研究，能够更准确的监测气象干旱，从而采取合理的抗旱减灾措施，对稳定东北粮食生产、保障国家粮食安全具有举足轻重的作用。
2资料与方法2.1资料本研究的数据资料主要涉及用于指标计算的气象数据以及用于结果验证的历史干旱资料。
气象数据包括东北地区78个气象站点1954-2013年长序列逐月降雨及温度数据，资料来源于“中国气象数据网”，其中辽宁23个站点，吉林24个站点，黑龙江31个站点。
历史干旱资料来源于《中国历史干旱》［12］、《中国水旱灾害》［13］以及抗旱统计报表，时间序列为1954—2013年。
由于这3个不同来源的资料对历史干旱的表述方式不同，因此先对资料进行整编，通过对干旱的发生时间以及相关的文字描述，确定干旱发生的季节及严重程度，最终得到了以地市为单位、分季节的旱灾数据。
通过气象数据及资料整编，剔除了部分气象数据或干旱资料缺失的地市，如黑龙江七台河市、大庆市和大兴安岭地区，吉林省辽源市，辽宁省辽阳市和盘锦市。
干旱指标判别的干旱分季节进行统计，春旱为3、4、5月份，夏旱为6、7、8月份，秋旱为9、10、11月份，12月与次年的1、2月份为当年的冬旱。
但由于东北地区冬旱对农业生产影响较小，且各种资料中对冬旱的记载较少，故本研究不针对冬旱作指标适用性分析。
以哈尔滨市为例的历史干旱资料整编结果如表1所示，部分无旱灾发生的年份未列出。
在统计的1954—2013年中，各省分季节的干旱场次数量如表2所示。
表1哈尔滨市历史干旱记录2.2方法针对SPI 、SPEI 、PDSI 、Z 、Pa 和CI等6种典型的气象干旱指标，进行不同地区、不同季节的指标适用性分析。
表3是各指标的基本原理、等级划分及优缺点。
Pa 指数是表征某时段降水量较常年同期值的偏离百分比，是计算简单、广泛应用的干旱指标之一。
PDSI 指数是表2东北三省分季节干旱场次典型气象干旱指标在东北地区的适用性分析王亚许孙洪泉吕娟苏志诚——426由于各个地市和气象站点几乎是一一对应的，气象站点计算的指标代表了所在地市的干旱情况，因此可以通过指标识别结果与历史资料的对比，将干旱指标识别出历史资料干旱的误差F 作为指标适用性的评价依据。
F =n N式中：n 为干旱指标未能识别出历时干旱资料中干旱事件数；N 为干旱资料中总的干旱事件数。
3指标适用性分析3.1空间分析表4列举了黑龙江3个地市的指标适用性分析结果，表中左上角的分数表示的数字“29/35”表示哈尔滨市1954—2007年历史干旱资料记载春旱35次，PDSI 指标识别出其中的29次，表中其他数字类似。
由表4可以看出，对于哈尔滨市、齐齐哈尔市与绥化市，SPI 与Pa 指标的干旱识别准确度最高，由此可判定SPI 与Pa 在以上3个地市具有较好的适用性。
分析所有数据结果，在31个地市中的23个（标记为23/31）最适宜指标是SPI 指数，其次Pa 指数为15/31，其他的CI 指数为7/31，Z 指数为3/31。
结果表明在整个东北地区，SPI 指数是最适宜的指标，CI 、Z 、SPEI 和PDSI 指数的干旱评估效果一般。
对于分省的结果分析，辽宁和吉林最适应的指数均干旱指标PaSPIPDSISPEIZ CI基本原理和方法某时段降水量与同期多年平均降水量之差，占同期多年平均降水量的百分比假定降水量符合某种概率分布函数，经标准化变换，计算的指数这正值表示比正常偏多，负值表示比正常偏少根据土壤水分平衡原理，考虑前期天气条件对后期的影响过标准化潜在蒸散与降水的差值，表征干湿状况偏离常年的程度采用PersonIII 的分布概率来处理偏态的降雨资料，用标准化降雨累计频率来划分干旱等级标准化降水指数、湿润度指数、长期和短期降水量的综合等级划分无旱Pa>-40有旱Pa≤-40无旱SPI>-0.5有旱SPI≤-0.5无旱PDSI>--1有旱PDSI≤--1无旱SPEI>-0.5有旱SPEI≤-0.5无旱Z>-0.5有旱Z≤-0.5无旱CI>--0.6有旱CI≤-0.6优缺点优点：计算简单缺点：只考虑降水量未考虑蒸发与下垫面条件，将降水作为正态分布考虑优点：可以量化不同时间尺度来反映不同降水短缺程度对不同类型水资源的影响缺点：假定所有地点旱涝灾害发生频率相同优点：综合考虑了蒸散量、土壤水分供给、径流及地表土壤水分损失缺点：无法考虑蓄水、降雪和其他供水活动；也无法考虑人类活动对水平衡的影响优点：综合考虑了蒸散、土壤水分平衡，且能够量化标准缺点：蒸散和水量平衡的计算过程简单优点：可以有效反映水分亏缺或盈余量的大小缺点：无法考虑下垫面与人类活动影响优点：指标既反不同时间尺度降水量气候异常情况，又反映水分亏缺情况根据水分亏缺量及其持续时间的原理，应用水量平衡方法，考虑前期天气条件对后期的影响的干旱指标，具体算法见文献［14］，其中蒸散发的计算采用FAO Penman-Monteith 方法。
SPI 指数是假设降水分布服从Γ分布，在将其正态标准化后，实测降水量相对降水概率分布函数的标准偏差即为SPI 指数，具体算法见文献［15］。
SPEI 指数是在SPI 指数的基础上引入气温，考虑蒸散对干旱的作用，具体算法见文献［16］。
Z 指数与SPI 指数十分相似，也是根据正态标准化后的降水分布进行干旱指标的定义，所不同的是Z 指数是假设降水服从Person Ⅲ型分布，具体算法见文献［17］。
CI 指数是基于SPI 指数、相对蒸散量和前期降水量等为基础的综合气象干旱指数，具体算法见标准［18］。
虽然SPI 指数、SPEI 指数和Pa 指数等通常存在1月、3月或6月等不同时间尺度的指标，但经前期研究发现，这些不同时间尺度的指标对月干旱识别具有敏感性，但对季节干旱识别的差异不显著。
因此，本研究中这3个指标均以3个月尺度的指数进行干旱评估。
表3典型气象干旱指标的基本原理、等级划分及优缺点典型气象干旱指标在东北地区的适用性分析王亚许孙洪泉吕娟苏志诚——427是SPI ，而黑龙江最适宜的指数是Pa ，其次是CI 和SPI 。
对各干旱指标在不同地区的适用性进行分析。
图1中（a ）、（b ）、（c ）所示是辽宁、吉林和黑龙江三省最适宜的干旱指标分布图。
