一种气象干旱逐日动态监测指标制造技术

本发明专利技术公开了一种气象干旱逐日动态监测指标，逐日气象干旱指数DI采用当前监测站的逐日气象数据计算，并根据逐日气象干旱指数DI范围判断当前监测站的干旱等级，本发明专利技术特点是基于“远水不解近渴”思想构建前期降水指数API，基于“气候背景+扰动”思想，并采用标准化前期降水指数(SAPI)和常年平均相对湿润度指数，构建逐日气象干旱指数(DI)，克服了基于“等权累加”建立的综合干旱指数CI由于前期降水移出计算窗口而导致的“不合理旱情加剧”问题；本发明专利技术气象干旱指数(DI)的建立及应用，将明显提升干旱监测、评估业务服务能力和规范化、标准化水平，可以精细刻画干旱发生、发展和结束动态，为干旱动态监测评估等相关服务和研究工作提供核心方法。

【技术实现步骤摘要】
一种气象干旱逐日动态监测指标
本专利技术涉及环境监测
，具体是指一种气象干旱逐日动态监测指标。
技术介绍
在全球气候暖干化背景下，区域性、季节性干旱对现代农业可持续发展、粮食安全和生态安全风险性日益加剧，对气象干旱灾害监测预警评估的气象保障需求日益加大。干旱监测指标问题一直是干旱研究领域的国际性学术难题；一直到20世纪90年气象部门还在使用基于“无透雨日数”的干旱指标，不能精细刻画干旱发生、发展动态过程，不适应精细化监测需求。国内广泛使用的综合干旱指数CI，基于过去一段时间降水等权累加思路建立的，存在由于前期降水移出计算窗口而导致的“不合理旱情加剧”问题，因此，构建一种新的干旱检测方法是相关领域内技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案为：一种气象干旱逐日动态监测指标，逐日气象干旱指数DI采用当前监测站的逐日气象数据计算，并根据逐日气象干旱指数DI范围判断当前监测站的干旱等级；具体包括以下步骤：第一步：定义单站逐日气象干旱指数DI：式(1)中，SAPIi为第i日前期降水指数API的标准化变量SAPI，为当前监测站常年平均相对湿润度指数，表征当前监测站常年平均干湿状况年变化；第二步：计算式(1)中第i日前期降水指数API：APIi＝Pi+KAPIi-1(2)式(2)中，APIi为第i日API，Pi为当日降水量(mm)，APIi-1为前一日的API，k为衰减系数，取经验值0.955；第三步：计算式(1)中当前监测站第i日常年同期平均相对湿润度指数S1、逐站计算历史同期30年(1981—2010)逐日平均相对湿润度指数：式(3)中为第日30年(1981—2010)平均降水量，单位为毫米；为为第i日30年(1981—2010)平均可能蒸散量，单位为毫米，采用FAOPenman-Monteith方法计算；取i＝1～365，i表示一年中日序号，闰年2月29日取3月1日值；S2、对次30天滑动平均处理；S3、理论范围为-1～∞，为避免因为接近于0时导致趋于∞，当时采用双曲正切函数式(4)，约束变化范围为-1～1。(4)计算出定义的逐日气象干旱指数DI，并根据DI范围对应的干旱类型、干旱等级判断当前监测站的干旱等级。优选地，每个监测站从建站开始逐日滚动计算API，初始API设为0，建站开始后的头4个月API受边界效应影响舍弃不用。优选地，所述逐日气象干旱指数DI与干旱等级的关系为：若-0.5<DI，则干旱类型为无旱；若-1.0<DI<＝-0.5，则干旱类型为轻旱；若-1.5<DI<＝-1.0，则干旱类型为中旱；若-2.0<DI<＝-1.5，则干旱类型为重旱；若DI<＝-2.0，则干旱类型为特旱。本专利技术具有如下优点：本专利技术基于“远水不解近渴”思想构建前期降水指数API，基于“气候背景+扰动”思想，并采用标准化前期降水指数(SAPI)和常年平均相对湿润度指数，构建逐日气象干旱指数(DI)，克服了基于“等权累加”建立的综合干旱指数CI由于前期降水移出计算窗口而导致的“不合理旱情加剧”问题，可以精细刻画干旱发生、发展和结束动态；本专利技术气象干旱指数(DI)的建立及应用，可以为干旱动态监测评估等相关服务和研究工作提供核心方法，将明显提升干旱监测、评估业务服务能力和规范化、标准化水平，对应对气候变化、调整产业布局具有重要意义。具体实施方式一种气象干旱逐日动态监测指标，逐日气象干旱指数DI采用当前监测站的逐日气象数据计算，并根据逐日气象干旱指数DI范围判断当前监测站的干旱等级；具体包括以下步骤：一种气象干旱逐日动态监测指标，其特征在于，逐日气象干旱指数DI采用当前监测站的逐日气象数据计算，并根据逐日气象干旱指数DI范围判断当前监测站的干旱等级；具体包括以下步骤：第一步：定义单站逐日气象干旱指数DI：式(1)中，SAPIi为第i日前期降水指数API的标准化变量SAPI，为当前监测站常年平均相对湿润度指数，表征当前监测站常年平均干湿状况年变化；第二步：计算式(1)中第i日前期降水指数API：APIi＝Pi+KAPIi-1(2)式(2)中，APIi为第i日API，Pi为当日降水量(mm)，APIi-1为前一日的API，k为衰减系数，取经验值0.955；第三步：计算式(1)中当前监测站第i日常年同期平均相对湿润度指数S1、逐站计算历史同期30年(1981—2010)逐日平均相对湿润度指数：式(3)中为第i日30年(1981—2010)平均降水量，单位为毫米；为为第i日30年(1981—2010)平均可能蒸散量，单位为毫米，采用FAOPenman-Monteith方法计算；取i＝1～365，i表示一年中日序号，闰年2月29日取3月1日值；S2、对次30天滑动平均处理；S3、理论范围为-1～∞，为避免因为接近于0时导致趋于∞，当时采用双曲正切函数式(4)，约束变化范围为-1～1。(4)计算出定义的逐日气象干旱指数DI，并根据DI范围对应的干旱类型、干旱等级判断当前监测站的干旱等级。作为本实施例较佳实施方案的是，每个监测站从建站开始逐日滚动计算API，初始API设为0，建站开始后的头4个月API受边界效应影响舍弃不用。逐日气象干旱指数DI与干旱等级标准的对应关系如下表所示，根据计算出的逐日气象干旱指数范围可判断当前监测站的干旱等级：表1气象干旱等级标准干旱类型DI范围无旱-0.5<DI轻旱-1.0<DI<＝-0.5中旱-1.5<DI<＝-1.0重旱-2.0<DI<＝-1.5特旱DI<＝-2.0以上对本专利技术及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本专利技术创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气象干旱逐日动态监测指标，其特征在于，逐日气象干旱指数DI采用当前监测站的逐日气象数据计算，并根据逐日气象干旱指数DI范围判断当前监测站的干旱等级；/n具体包括以下步骤：/n第一步：定义单站逐日气象干旱指数DI：/n

【技术特征摘要】
1.一种气象干旱逐日动态监测指标，其特征在于，逐日气象干旱指数DI采用当前监测站的逐日气象数据计算，并根据逐日气象干旱指数DI范围判断当前监测站的干旱等级；
具体包括以下步骤：
第一步：定义单站逐日气象干旱指数DI：



式(1)中，SAPIi为第i日前期降水指数API的标准化变量SAPI，为当前监测站常年平均相对湿润度指数，表征当前监测站常年平均干湿状况年变化；
第二步：计算式(1)中第i日前期降水指数API：
APIi＝Pi+KAPIi-1(2)
式(2)中，APIi为第i日API，Pi为当日降水量(mm)，APIi-1为前一日的API，k为衰减系数，取经验值0.955；
第三步：计算式(1)中当前监测站第i日常年同期平均相对湿润度指数
S1、逐站计算历史同期30年(1981—2010)逐日平均相对湿润度指数：



式(3)中为第i日30年(1981—2010)平均降水量，单位为毫米；为为第i日30年(1981—2010)平均可能蒸散量，单位为毫米，采用FAOPenman-...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春林，陈慧华，郭晶，唐力生，胡娅敏，段海来，刘霞，张羽，王华，沈子琦，
申请(专利权)人：广东省气候中心，广州市气候与农业气象中心，王春林，陈慧华，郭晶，唐力生，
类型：发明
国别省市：广东;44