基于气候系统内在层次性的气象干旱指数研究

气候系统除了具有非线性/非平稳性，还有层次性，许多大小不一的时空尺度构成了多层次结构，不同层次的气候系统具有不同的可预报性和稳定性。对于一种气象干旱指数而言，主要考虑从某一时段（尺度）内降水、温度、土壤湿度等要素测量值来建立干旱指数。本文首先从气候系统的非线性/非平稳性和内在层次性出发，针对中国不同地区的区域气候及其变化特征，使用信息熵方法从降水观测资料中提取出区域降水的两个（均态和变化）本征尺度，提出一种基于区域气候系统层次性内在特征的气象干旱指数mspi。以2011年长江中下游春季严重气象干旱的发生、发展、持续、缓解情况为例，对mspi的干旱监测能力进行检验。发现mspi对不同程度的干旱都有较好的表征能力，并且对于干旱过程也有较好的识别能力。从各方面综合考虑，mspi是一种可以较好满足逐日气象干旱监测、检测需求的气象干旱指数。在实际应用中，气象干旱指数mspi可以作为其他不同时间尺度上的各种干旱指数的有益补充。