基于游程理论和Copula函数的干旱特征分析及应用

王晓峰，张 园，冯晓明，冯 玉，薛亚永，潘乃青

（1. 长安大学地球科学与资源学院，西安 710054；2. 长安大学土地工程学院，西安 710054；3. 中国科学院生态环境研究中心城市与区域国家生态重实验室，北京 100085；4. 辽宁师范大学城市与环境学院，大连 116029）

基于游程理论和Copula函数的干旱特征分析及应用

王晓峰1,2，张 园1,3，冯晓明3，冯 玉4，薛亚永1,3，潘乃青3

（1. 长安大学地球科学与资源学院，西安 710054；2. 长安大学土地工程学院，西安 710054；3. 中国科学院生态环境研究中心城市与区域国家生态重实验室，北京 100085；4. 辽宁师范大学城市与环境学院，大连 116029）

干旱是一种复杂的自然灾害现象，理解和掌握干旱事件的发生发展状况对防治其危害具有重要意义。选用1960—2015年间陕北黄土高原9个地面气象观测站的月降水数据集，基于游程理论从标准化降水指数中提取出干旱事件的历时和强度，采用拟合优度最高的Copula函数对干旱特征变量进行拟合，分析干旱特征变量的联合累计概率和干旱事件的联合重现期，并基于30 a时间间隔的滑动窗口分析联合重现期变化曲线，最后将研究结果运用到陕北地区1995—2010年间干旱实际受灾面积中，进一步分析干旱事件联合重现期与农作物旱灾损失之间的联系。结果表明：1）1960—2015年间陕北黄土高原出现的最低干旱事件频次为94次，最高103次，榆林东部和延安的北部是主要的干旱灾害频发区，延安的东南部和铜川干旱事件发生频次相对较小；2）干旱历时和干旱强度具有较强的相关性，随着干旱历时和干旱强度的不断增大，二者的联合累计概率和联合重现期也不断增大；……