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并对 2022 年特大干旱事件进行特征分析;崔冬林 [14] 基于 OITREE(Objective Identification Technique for
Regional Extreme Events)客观识别方法提取干旱事件,并通过干旱特征量的加权求和来评估干旱事件
的整体影响;秦鹏程等 [15] 借鉴“时间-面积”函数概念,建立了针对干旱事件的评价指标,对比分析
了长江流域的历史干旱事件。传统研究通常从统计角度 [16] 构建干旱事件评价指标,未考虑反映物理机
制的特征变量的非线性函数关系,且缺乏基于理论分布的干旱事件整体评估指标,导致综合评价干旱
事件的理论工具不足。
为研究干旱强度在时空域的分布状态,本文建立了干旱强度的时空域理论分布函数方程。首先,
从时间域、空间域上平均强度的非线性函数关系入手,建立微分方程,基于理论推导,分别得到时间
域平均强度与时间长度、空间域平均强度与覆盖面积之间的理论分布函数方程。在此基础上,进一步
推导出时间长度、覆盖面积与时空域平均强度的理论分布函数方程。为了综合评估干旱事件特征,本
文提出综合强度指标,可作为整体视角下的综合度量工具,为干旱事件的阶段划分、空间分区及旱情
时空迁移等工作奠定基础。最后以华北地区为例进行理论验证。
2 研究区概况及数据来源
华北地区位于 110°E—123°E,31°N—43°N,包括河北、河南、山西、山东、北京、天津等 6 省
市,地理分布如图 1 所示。华北地区为半湿润温带季风气候,年降水量介于 400 ~ 600 mm 之间,降水
年内分布不均,主要集中于夏季 [17] 。华北地区是重要的粮食生产基地,小麦种植面积和产量约占全国
总量的一半,同时也是我国旱灾发生较为频繁的地区 [18] ,抗旱形势历来严峻。
图 1 研究区地理概况
本文选用第二版全球陆地数据同化系统数据集(Global Land Data Assimilation System 2.0,GLDAS-
2.0),该数据集通过多种大气外强迫场资料驱动陆面模式进行长时段模拟,进而获得各种陆面因子与
能量通量数据,是全球尺度高分辨率的资料同化系统 [19-20] 。与 GLDAS-1.0 相比,GLDAS-2.0 数据统计
特征更为可靠,具备更高的连续性和一致性 [21] ,时间跨度延长,为 1948—2014 年,适用于长时间尺
度的分析。本文应用 GLDAS-2.0 中 CLSM (Catchment Land Surface Model) 集水区地表模型 [22] 的降水、
蒸发、气温、地表温度、比湿、水汽压、近地面气压和热通量数据用于干旱指数计算。数据的时间分
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