[发明专利]一种基于蒸发比的骤发性干旱二维识别方法

说明书

本发明公开了一种基于蒸发比的骤发性干旱二维识别方法，构建了一个可以同时识别时间序列和空间分布的骤旱二维识别系统。所述方法包括下列步骤：计算每个网格每个时间步长的蒸发比并对其进行标准化；计算每个网格相邻两个时间步长的标准化蒸发比变率并对其进行标准化；用蒸发比判断干旱条件，用蒸发比变率和持续时间判断骤发性，对每个网格在时间序列进行干旱和骤发性判断；对每个时间序列的网格进行空间连通性判断；用连续空间的质心转移判断骤发性干旱时空转移路径。本发明在时间尺度考虑了骤发性干旱发生的两个过程：发展期和恢复期，同时考虑了骤旱的时间传递和空间转移，构建了一套识别骤旱全过程的二维系统，为骤旱监测和预警提供实用技术支持。

技术领域

本发明涉及极端事件监测技术领域，特别是涉及骤发性干旱的监测技术领域，具体涉及一种基于蒸发比的骤发性干旱二维识别方法。

背景技术

干旱传统上是指一种缓慢发展的自然现象，往往需要数月甚至更长的时间才能达到强度和范围上的最大值，从而被人们明显察觉。然而，近年研究发现，干旱在异常大气环流特征与下垫面条件下可以迅速发生(几天或几周)。这种相对快速发生的干旱事件被定义为骤发性干旱(简称为骤旱)。

相比于传统的缓慢发展的气象干旱或水文干旱，骤旱具有发生速度快、预见期短、强度大、破坏性强的显著特征，往往具有较大的社会经济影响。骤旱历时较短，通常仅有几天，但土壤湿度的急剧降低会严重影响农作物的正常生长，这种突发性也使得区域灾害预警、防灾措施的有效实施更加困难。骤旱与传统干旱特性的显著差异也使得现有旱灾理论在骤旱的监测、预警及防治中效果并不理想。

许多学者已提出了多种骤旱的定义和识别方法，包括仅强调骤旱历时短的基于气温、降水、土壤水和蒸散发距平的高温热浪型和降水亏缺型定义，同时强调干旱加强速度快和持续时间短的基于土壤水或者蒸发胁迫比的识别方法。但是这些定义和识别方法仅适用于固定网格或站点的时间尺度的识别，目前并没有一套能够同时识别骤旱发展期和恢复期的时间传递性和空间转移特性的识别方法。

因此，如何准确地捕捉整个骤旱事件全过程的时间传递和空间转移，是实现骤旱准确监测和预警亟需考虑的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于蒸发比的骤发性干旱二维识别方法，该方法能够识别骤旱事件的发展期和恢复期的时间传递和空间转移，为骤发性干旱监测提供实用技术支持。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种基于蒸发比的骤发性干旱二维识别方法，包括以下步骤：

S1、计算每个网格每个时间步长的蒸发比ER并对其进行标准化，计算公式如下：

式(1)中ET_i,j(t)和PET_i,j(t)分别为第(i,j)网格第t个时间步长的实际蒸散发和潜在蒸散发量，ER_i,j(t)为第(i,j)网格第t个时间步长的蒸发比；

S2、计算每个网格相邻两个时间步长的蒸发比变率CSER，并对其进行标准化，计算公式如下：

CSER_i,j(t)＝SER_i,j(t)-SER_i,j(t-1) (2)

式(2)中SER_i,j(t)和SER_i,j(t-1)分别为第(i,j)网格第t和t-1个时间步长的标准化蒸发比，CSER_i,j(t)为第(i,j)网格第t个时间步长的蒸发比差；

S3、判断每个网格的标准化蒸发比差SCSER和标准化蒸发比SER在时间序列上是否同时满足5个干旱和骤发性的判断标准，并对满足5个标准的网格进行标记；