Page 49 - 《高原气象》2022年第5期

高 原 气 象 41 卷
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数，如计算台站一段时间内降水的累积概率密度函 2 资料来源
数再标准化而得到的标准化降水指数（Standardized
Precipitation Index，SPI）（Kumar et al，2009），以及 本文选用自矫正帕尔默干旱指数（Self-calibrat‐
在 SPI基础上再考虑潜在蒸散影响的标准化降水蒸 ing Palmer Drought Severity Index，scPDSI）指数来
散发指数（Standardized Precipitation Evapotranspira‐ 监测干旱。Palmer（1965）提出了 PDSI，该指数定义
tion Index，SPEI）（Vicente-Serrano et al，2010）。综 干旱是基于某地区维持数月/年时段内，实际的水
合考虑了地表前期降水量，土壤含水量，径流和潜 分供给量持续低于统计的，与该地区气候类型相符
在蒸散发地 Palmer 干旱指数（Palmer Drought Se‐ 合的水分供给量。但该指数中的多个权重系数和
verity Index，PDSI）（Palmer，1965）。根据植被的生 持续因子的确定是基于美国历史数据，所以在其他
长情况反映当地的干湿状况而提出的归一化植被 地区使用时会存在适应性问题。为了改进这一点，
指数（Normalized Difference Vegetation Index，ND‐ Wells et al（2004）提出了 scPDSI，它是基于每一个
VI）（Wardlow et al，2012）。不同指数对于干旱的刻 台站的历史观测资料，来计算出该台站所对应的权
画会有差异，如杨庆等（2017）分析了 7 种干旱指数 重系数和持续因子，因此 scPDSI 相比于 PDSI 具有
（PDSI、 PDSI_CN、 scPDSI、 SWI、 SPI、 SPEI、 更好的空间可比较性（Dai，2011a，2011b）。该指数
CLM3. 5 模式模拟的土壤湿度）在中国区域的适用 资 料 的 水 平 空 间 范 围 为 178. 75° W -178. 75° E，
性，结果表明虽然 7 种干旱指数的界定结果一致， 58. 75°S-76. 25°N，经纬分辨率为 2. 5°×2. 5°，选取
但在量值上存在明显差异，需对阈值进行重新划 的时间范围为 1979-2014 年。表 1 给出了 scPDSI
定。王素萍等（2020）分析了多个干旱指数在中国 干湿等级分级标准。本文还使用了欧洲中期天气
北方的适应性后也得出了相似结论。不同干旱指 预报中心（ECWMF）建立的再分析数据（ERA5）中
数的提出是出于不同的研究目的，因此应根据研究 的海表面温度、高度场、风场和水汽数据，再分析
选择恰当的干旱指数。 数据的水平分辨率为 0. 25°×0. 25°。文中涉及的地
对于中西亚干旱的外在强迫研究学者们也开 图是基于国家测绘地理信息局标准地图服务网站
展了大量研究，如 Hoell et al（2015）和 Barlow et al 下载的审图号为 GS（2016）2556 号的世界地图制
（2002）指出，发生东部型 La Niña 事件时，西太-东 作，底图无修改。
印度洋对流增强在西南亚上空激发出正压罗斯贝
表1 scPDSI干湿等级分级标准表
波，导致印度洋的水汽输送减少，引起了西南亚的
Table 1 Classification of the scPDSI values
干 旱 。 Wang and Rui （1990）以 及 Barlow et al
scPDSI 湿润等级 scPDSI 干旱等级
（2005）研究证实 Madden-Julian Oscillation（MJO）
≥4. 00 极端湿润 -2~-1 轻微干旱
借助东印度洋对流活动来调控西亚冬季日降水，
3. 00~4. 00 严重湿润 -3~-2 中度干旱
MJO增强（抑制）东印度洋对流时，西亚平均日降水
2. 00~3. 00 中度湿润 -4~-3 严重干旱
减少（增多）。Chakraborty et al（2006）则指出，阿拉
伯半岛的水汽通量明显地受到 ENSO和印度洋偶极 1. 00~2. 00 轻微 ≤-4. 00 极端干旱
子（IOD）的调控，在暖 ENSO 和正 IOD 事件发生 -1~1 正常
时，阿拉伯半岛上空净水汽输送增加，冬季降水也
增加。已被证实与中西亚部分地区降水相关联的 3 结果和分析
外强迫数量繁多，但对于席卷整个中西亚的极端干 3. 1 极端干旱个例分析
旱的外强迫还有待深入地探究。 Barlow et al（2016）在回顾中东及西南亚干旱研
极端干旱强度强，持续时间长，影响范围广。 究进展时，指出该地区在 1999-2001 年和 2007-
本文从极端干旱着手，选用合适的干旱指数刻画中 2008年遭受了两次最为严重的极端干旱事件，前一
西亚的干旱状况，在逐月时间尺度上分析中西亚极 次事件中部分地区受灾时间甚至长达 5 年，在那次
端干旱发生发展特征，再探究导致该地区干旱发生 事件中中西亚干旱最为严重的时段为 2000年。图 1
发展的主要天气系统异常，尝试找到引发该区域干 给出了该年中西亚 1-6月 scPDSI分布状况（仅显示
旱发展的物理机制，从而为中西亚地区干旱的预测 scPDSI 为负的区域，即干旱受灾区）。从图 1 中可
提供借鉴。 看出中西亚干旱发展表现出明显的季节变化特征，