当前世界环境

介绍

干旱发生在世界上大部分地区，甚至在潮湿和潮湿的地区。这是因为与当地的正常情况相比，干旱是一个明显的干旱时期。另一方面，干旱地区容易发生干旱，因为他们的降雨量严重依赖于一些降雨事件。²世界各地的气象预报机构预测2014年的El Niño天气状况，干旱的危险迫在眉睫。在2002年、2004年和2009年的干旱中，这类事件发生的频率很高。预计印度将是第一个受到影响的国家，季风降雨减弱，破坏了该国脆弱的食品供应。^3.干旱是一个逐渐发展的现象，它首先出现在低于平均降雨量的正常气候的一部分，它可以发展为一个极端气候事件，并变成一个危险的现象，可以对社区和依赖水的部门产生严重的影响。⁷干旱几乎发生在所有气候带，对几个国家的环境和经济的破坏是广泛的。在生计受到直接威胁的地区，干旱造成的损害更为明显或突出。在干旱管理方面，从危机管理过渡到风险管理是困难的，因为在了解和处理与干旱有关的风险方面所做的工作很少。

印度所有地区都遭受着周期性的干旱，其中13个邦多次被宣布为干旱易发邦。⁴由于污染的增加和气候的变化，干旱在印度已经成为一个频繁的现象。在印度，“长期干旱易发地区”约占33%，降雨量不足750毫米，而35%的“干旱易发地区”降雨量在750-1,125毫米之间。泰米尔纳德邦位于印度的南端;降雨的空间、季节和年际变化遵循一种复杂的模式，尤其是在泰米尔纳德邦南部地区。

干旱易发地区的问题在规模、时间和空间上各不相同。因此，干旱风险评估是应对这场影响社会的毁灭性干旱的必要条件。干旱指数是监测和评估干旱的重要工具之一，因为它简化了许多气候参数之间复杂的相互关系。利用各种指数、模式和水平衡模拟对干旱进行定量研究已有大量文献。^10，13降水是研究气象干旱的一个关键变量，因此可以用来建立多种指标。在气象指标中，标准化降水指数(Standardized Precipitation Index, SPI)是比较常用的。SPI比其他方法有一定的优势，比如单独使用降雨数据，以及可变的时间尺度，这使得它能够描述对一系列气象、水文和农业应用非常重要的干旱条件。⁸

材料和方法

研究区域

泰米尔纳德邦南部的农业气候带被东部的沿海地区和西部的山区所包围。该地区位于泰米尔纳德邦南部的雨影区。海拔从平均海平面到300米不等。用于分析的区域如图1所示。

图1:南区的研究区进行降雨分析 点击这里查看图

南区农业气候概况

南部农业气候区年平均降雨量为776毫米，雨天43天。它覆盖了Vaigai、Sitrar、Thamraparani、Numbiar、Pachaiyar、Kludar、Arjunar、Kodumudiyaar、Manimuthar、Periyar和Vaigai的河流。该地区使用的大坝有peryar、Vaigai、Manjalar和Bhabanasam。灌溉方式有井灌、渠灌、坝灌和湖灌。

数据源

为了目前的分析，我们从各自的研究站收集了Dindugul、Madurai、Puddukottai、Tirunelveli、Virudhunagar、Tutucorin和Theni等7个地区从1981年到2010年30年的历史降雨数据。在没有地区长期数据的情况下，数据来自印度气象部门(IMD)。

数据分析

对不同季节的数据进行切片，如寒冷期(CWP - 1月和2月)、炎热期(HWP - 3月至5月)、西南季候风(SWM - 6月至9月)、东北季候风(NEM - 10月至12月)和年度，以研究降雨稳定性

盒须图

盒须图通常用以下方式描述给定数据集的描述性统计。顶部和底部的两根触须(垂直线)表示数据集中的最大值和最小值。方框的上界代表第三个四分位数或第七十五个百分位数。同样，框的下界代表第一个四分位数或第25个百分位数，而中线代表中位数。研究区域的降雨变异性用这张盒须图来描述

提出了标准沉淀指数(SPI)⁷在不同的时间尺度(通常在1个月到24个月的总和之间)量化降水赤字/盈余。由于SPI是标准化的，因此可以用相同的方式来表示湿润和干燥的气候，而且也可以使用SPI来监测湿润期。这些时间尺度反映了水文循环的不同方面。土壤水分条件对降水异常的响应时间相对较短(2-3个月)，水流可以用2-6个月时间尺度的spi来描述，而地下水和水库储存反映的是较长期的降水异常。⁶因此，在不同的时间尺度上计算指数，可以解决不同类型的干旱:农业和气象干旱的季节较短，水文干旱的季节较长。⁵由于其鲁棒性和使用方便性，SPI已被广泛应用于许多国家和地区的干湿条件表征，如美国，¹⁵加拿大,¹¹意大利,¹⁴伊朗⁹韩国⁶和中国。¹

利用了内布拉斯加大学国家干旱缓解中心制定的SPI方案，并根据⁸为“干旱事件”和SPI分类，以定义干旱强度的任何时间步骤用于解释。分类见表1。

表1:分类标准降水指数值及其强度

结果与讨论

降水稳定性分析

对南区降水比率的年代际分析表明，Tirunelveli地区(1981-1990年)的降水比率最高，表明年正常降水较低(652.4 mm)。这可以支持1982年和1987年发生的干旱年，这是降雨量较低的原因。在1991-2000年期间，Dindigul地区录得较高的比率(79.1)和最高的年正常降雨量(990.73毫米)。这一点可以从该特定十年的洪涝年和气旋活动以及高海拔地区的地理位置上看出。近10年来，Dindigul地区的降水量比为139.5，降水量相对较少，为891.1 mm。在这十年中，更多的干旱年份和洪水年也被注意到。

在pudukottai地区，1981-90年的降水比为31.7，表明降水更稳定，而1991-2000年的降水比为2倍，近10年的降水比为3倍，这可以由2001-2010年最近发生的极端事件支持(表2)。

表2:利用降水比率对南区降水稳定性的分析

降水变化分析

在研究区域中，Tirunelveli区异常具有非常低的变异率，表明该地区的可靠降雨量较高，其次是Tutucorin、Theni、Virudhunagar、Pudukottai、Madurai和Dindigul区。在Dindigul地区观测到的最高变异性可能是由于该地区既有山区又有平原地区的地形。在Tirunelveli和Tuticorin地区观察到的变化最小可能是由于它靠近海洋。

图2:南区年降雨量变异性 点击这里查看图

基于SPI的干旱分析

SPI分析结果表明，东北季风期Virudhunagar地区中度干旱发生次数最多(6)，马杜赖地区中度干旱发生次数最少(1)。在西南季风期，普度柯泰和Tirunelveli发生中等强度干旱的次数最多(5)。Pudukottai地区每年都有最高的发生次数(5)(表3)。在东北季风期间，马杜莱地区有严重干旱强度，而其他地区的严重干旱强度都是最低的。不同地区不同干旱强度下，极端干旱强度最小。

表3:干旱事件的频率 基于SPI的研究区域 点击这里查看表格

表4:年和季节SPI范围 泰米尔纳德邦南部地区 点击这里查看表格

在每年的基础上和季风时期(西南季风和东北季风)，在泰米尔纳德邦南部地区可以观察到极端潮湿和极端干燥的情况(表4)。每年，SPI的分类范围从Virudhunagar的接近正常(0.95)到大多数研究地区的极端潮湿条件。在季风时期，泰米尔纳德邦南部地区可以观察到非常潮湿到极端潮湿和严重干旱到极端干旱的情况。

结论

该研究得出结论，在泰米尔纳德邦南部地区存在典型的降雨变化。这一点通过研究区降雨稳定性分析得到了证实。在研究的区域中，西高止山脉附近地区和沿海地区显示出典型的对比降雨特征(在东北季候风期间，Virudhunagar地区中度干旱发生最多(6)，而马杜莱地区中度干旱发生最少(1))。利用SPI分析的降雨量显示了区域和季节之间的相当大的变化。其中，东北季风与其他时段相比，降水缺量最小。总体而言，中度干旱事件比其他SPI分类有相当多的发生。

参考文献

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