帕默尔干旱指标及其应用研究进展

摘要：干旱是最严重的自然灾害之一。干旱的复杂性和广泛影响，使得建立的大多数干旱指标专业性和地域性较弱。帕默尔干旱指标能反映干旱的成因、程度、时空分布，本文根据国内外学者研究资料，了解其应用情况，并总结今后的发展方向。

关键词：帕默尔干旱指标；应用；研究

中图分类号： S423 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/j.cnki.jlny.2015.14.035

帕默尔干旱指标表示的是一段时间内，某区域的实际供水量少于当地良好水分供应条件下的水分亏缺。1965年帕默尔对美国中西部地区多年气象资料进行了分析研究，建立了帕默尔干旱指标。这一指标引入中国是在20世纪70年代。80年代开始广泛应用。

1 帕默尔干旱指标

美国帕默尔建立的干旱指标引领了干旱指标研究新领域。其考虑了多方面的因素，对水分亏缺程度和供水持续时间进行了综合分析，并结合了当地气候条件，对这一区域表现出的干旱特征进行描述，且具有较好的比较性，成为干旱监测评估的重要指标。

1.1 帕默尔干旱指标依据

帕默尔认为一个地区所需水量与已确定的水量相适应，比较其与该地实际降水量，会产生一个水分供给距平。水分供给距平值在不同地区所代表的意义不同。利用权重因子，使水分距平值成为可比较指标。根据上述思路，建立了干旱指标。

1.2 帕默尔干旱指标建立过程

简单地说，建立帕默尔干旱指标分为7个步骤：根据长期以来的有关气象资料，计算出每个月当地水量达到平衡的实际值、可能值和平均值，统计出地区的水分实际蒸发量、可能蒸发量、总径流量、可能径流量、实际补水量、可能补水量、实际失水量和可能失水量；计算地区各种气候常数和系数，包括蒸散系数、水量补给系数、径流系数、流失水系数和当地表现出的气候特征值；计算在水分平衡条件下当地的气候适宜值，包括气候适宜时的水分蒸散量、补给水量、径流量、实际失水量和总降水量；计算超出水分与缺失水分之间的距平指数；形成帕默尔干旱指数的计算公式；计算水分距平指数，需要修正权重因子；计算出地区干湿期的结束时间。

2 帕默尔干旱指标的应用

2.1 在国外的应用

帕默尔干旱指标大多用于地区之间旱情的比较、干旱发生的时空分布特征、当地的气候评价、统计干旱各项特征等方面。20世纪60年代中期帕默尔首先建立的干旱指标被用于统计美国东北部地区干旱范围和程度；1970年两位学者应用帕默尔干旱指标得出了美国东北部地区各种干旱程度出现的概率；1971年内布拉斯加州的干旱时空特征也应用到了帕默尔干旱指标；1975年Skaggs以美国1931年～1940年的相关数据为基础资料对帕默尔干旱指数进行了分析；Diaz和Quayle分别于1978年和1980年以美国各地温度统计、降水统计资料和先前已经建立的帕默尔干旱指标建立了评价周围48个临近地区干旱发生情况的指标；在1982年Karl和Koscielny应用这一指标计算了1898年～1981年间美国多个地区的干旱情况，并根据干旱不同程度把它们分成相似区域；Lohani.V.K和Loganathan.G.V在1997年利用非线性函数关系分析相关地区干旱出现的时间和结束时间。

除以上应用外，帕默尔干旱指标也被用于火灾监测、遥感监测等方面。Kappel用帕默尔干旱指标建立了明尼苏达州和威斯康辛州的干旱发生情况和当地火灾灾害发生之间的关系；Garik Gutman利用中下午卫星导出的地面温度检测美国干旱情况。除美国外，澳大利亚、加拿大、南非等国家也曾先后经过科学研究证明这一指标在本国的实际应用。

2.2 在我国的应用

帕默尔干旱指标不仅在气象部门，而且在农业、水文等其他部门也得到了关注。1985年，我国学者安顺清等人参考济南1919年～1980年和郑州1951年～1980年两个气象站的气温和降水资料，并且选用了12个气象站的有关资料对之前已经建立的帕默尔干旱指标进行修正，建立了适用于我国干旱发生情况的指标。黄妙芬在黄土高原西北部地区利用这一指标分析了当地干旱情况。1995年赵惠媛等人选取了东北松嫩平原西部地区11个站点的降水量、水分蒸发量和当地土壤含水量，在之前的基础上再一次对帕默尔干旱指标进行修正。由于考虑了气候的影响，计算出的干旱出现时间与实际情况比较接近。1997年刘雪梅等人应用修正的帕默尔指数及贵州地区降水量，对贵州地区出现的干旱类型、干旱发生的次数、每一次干旱发生所持续的时间、干旱分布时空特征、变化情况做了研究，总结出贵州干旱发生的主要特征并进行了相似性区分。马延庆等针对渭北地区的干旱特点，根据修正的帕默尔干旱指标建立了干旱指数，并应用该指标对其他地区相似地区干旱的发生进行了分析和预测。2001年徐向阳等有关学者以帕默尔干旱指标的基本原理为依据，查阅江苏省徐州市历史上发生旱灾的相关资料，建立了专门应用于分析徐州市干旱发生情况的指标，以此推断出徐州市干旱发生的频率和次数，以及有可能发生的年份，并分析了徐州市干旱灾情发生的时空分布特征。该指标通过验证表明基本上适合于我国100°E以东地区。

3 帕默尔干旱指标的发展

建立指标时所选取的气象资料在不同站点表现的不一样，只选取某一个站点的资料不能体现指标应用的普遍性，将具有相似气候特征的第地区划分在一起，然后取各气象要素的平均值作为指标，进行计算；帕默尔干旱指标并不是衡量农业干旱的标准，要想准确的评估农业干旱需要综合考虑气象因子和农作物灌溉规律和人为因子的影响；进一步推广这一指标在气象监测工作中的应用，为气象部门能够合理预测旱涝灾情提供依据；将这一指标的应用扩展到农业干旱整个领域，为进一步评估农业干旱出现的严重程度提供更科学的方法。

4 结语

生产和生活的方方面面都不可避免的受到干旱影响，帕默尔干旱指标不仅对预测地域干旱时空分布特征，还能够对相似地区的干旱特征进行分析，可以预测，这一指标将在今后很长一段时间内都是比较受关注的。

参考文献

[1]刘庚山，郭安红，安顺清，刘巍巍.帕默尔干旱指标及其应用研究进展[J].自然灾害学报，2004，（08）.

[2]韩海涛，胡文超，陈学君，王乃昂，李钢. 三种气象干旱指标的应用比较研究[J].干旱地区农业研究，2009，（01）.

作者简介：孙钰峰，河海大学水文水资源学院，本科生，研究方向：水文水资源。