基于SPEI和SPI指数的太原多尺度干旱特征与气候指数的关系

干旱是太原地区发生最频繁的自然灾害之一,出现的次数多、持续的时间长,对国民经济特别是农业生产造成了严重的影响。随着全球气候变暖、极端天气出现得越发频繁,太原干旱发生的频率和危害程度均呈上升趋势。基于1951—2012年月平均降水和气温资料,引入新的干旱指标:标准化降水蒸散指数(SPEI),应用SPEI和SPI(标准化降水指数,简称:SPI)定量描述太原地区的62年来的干湿状况;基于月尺度SPEI和SPI指数,对太原月季尺度干旱变化做了分析,并利用交叉小波变换(XWT)探讨了干旱与大尺度气候因子之间的关系。结果表明:基于降水和蒸散的SPEI可以更灵活地反映月季干旱变化特征;交叉小波变换分析表明,太原地区的干旱与4个大尺度因子都具有6～12 a年代际主共振周期,在1980s都存在较好的相关性。SPEI和SPI与NAO通过显著性检验的6～12 a共振周期主要表在1985—2000年,序列在此频段上表现出一定的正位相共振关系;SPEI和SPI与WP在1955—1960年和1990—2000年分别表现出2～3 a和4～8 a显著的共振周期,存在明显的滞后相关,在1970—1990年具有10～16 a正位相显著共振关系。SPEI与PDO在1986—2000年之间存在4～6、8～14 a两个显著的共振周期,各自表现出负、正位相共振关系,在1955—1960年存在2～3 a共振周期,在此频段上SPEI显著滞后于PDO。与SPEI相比,SPI与PDO的相关性较弱,仅在1955—1960、1986—2000年出现了弱的共振关系。SPEI和SPI与PNA在1983—1995年表现出4～7 a的显著共振关系,反映了SPEI和SPI显著滞后于PNA。