基于SPEI指数的长江经济带上游干湿时空演变特征分析

张 茜, 刘 冀, 魏 榕, 张 特, 刘艳丽

(1.三峡大学 水利与环境学院, 湖北 宜昌443002; 2.三峡库区生态环境教育部工程研究中心,湖北 宜昌 443002; 3.水资源安全保障湖北省协同创新中心, 武汉 430072; 4.水利部 应对气候变化研究中心,南京 210029; 5.南京水利科学研究院 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室, 南京 210098)

气候干湿变化对区域水循环与生态环境具有重要影响，同时也影响区域经济发展。区域干湿状态主要体现在大气水分收支的变化，即降水量和潜在蒸散量的变化[1]。干旱是指供水与用水不相匹配的一种水资源供需失衡状态，是中国主要的气象灾害之一。近年来，在全球变暖的趋势下全国遭受干旱的地区不断扩大，干旱造成的损失日益剧增，且未来几十年旱情可能呈加重趋势[2]。洪涝是指由于降水过多地表积水不能及时排出而造成的灾害现象。洪涝灾害往往会危及生命，破坏经济和生态环境[3]。因此定量分析区域干湿时空演变特征对防汛抗旱减灾意义重大，为区域干湿防治和应对提供科学依据。

干湿指数是开展干湿研究的有效工具。帕尔默指数(Palmer Drought Severity Index，PDSI)和标准化降水指数(Standardized Precipitation Index，SPI)作为两种经典的干湿指数，得到了广泛应用[4]。其中SPI指数虽具有时间尺度灵活、计算简便的优点，但它仅仅考虑了降水因素，忽略了蒸散发的重要性。PDSI虽考虑了蒸散发对于水分平衡的影响，但其时间尺度是固定的[5]。Vicente-Serrano等[6]融合PDSI和SPI的优点提出标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index，SPEI)，该指数利用降水和蒸散差额(水分盈亏)进行指数计算，不仅综合考虑了降水和蒸散发对局地干湿状况的影响，也具备多时间尺度的特征，因此近年来被广泛应用于干湿变化及干旱研究中。……