2.5　不同指标对比分析

2.5.1　Palmer指标与降水量关系

根据实验数据，计算出1961—2011年近51年来各个季度Palmer指标和降水量相关系数，以及年度Palmer指标与年总降水量相关系数，从而分析两者之间的关系，结果列于表2-18。由相关系数计算结果可知，年度Palmer指标与年总降水量相关系数为0.8519，两者高度线性相关，说明Palmer指标在分析干旱特征时以降水量为关键因素；其中，近51年来四个季节中夏季Palmer指标与降水量相关性最大，系数为0.8549，两者变化趋势归一化对比见图2-24。由图可以看出，夏季随着降水量的较少，Palmer指标降低，相反降水量增加，Palmer指标也随之升高；冬季Palmer指标与降水量相关性最小，仅为0.3314，为低度线性相关。主要原因是各年冬季降水量变化极其不稳定，两者归一化对比见图2-25。由图可以看出，冬季年际降水量波动比较大，尤其是在20世纪60年代中期、80年代初期和90年代后期以及2010年前后。冬季逐年降水量时多时少，其对应的Palmer指标与之相关较小。另一原因是由于Palmer指标对冬季潜在蒸散量的计算误差较大。但是在降水量比较稳定的时间段，如20世纪80年代和90年代，Palmer指标与降水量呈现较好的相关性。

表2-18　各季度Palmer指标与降水量相关系数

图2-24　夏季降水量与Palmer指标

图2-25　冬季降水量与Palmer指标

2.5.2　三种指标干旱特征分析应用效果对比

由表2-19中Palmer指标、降水距平百分率、Z指标三种气象干旱指标分析结果对比可以看出，同一旱涝情况其相应（即敏感性）的快慢程度是不同的。利用降水距平百分率计算旱涝等级由于没有考虑到降水年内分配的不均匀，因此对旱涝情况的反应比较迟缓，且干旱等级偏低，在计算的51年间，仅有12年表现为轻度干旱，占总系列的23.53%。而对旱情严重的2009年、2011年则仅以轻旱的等级体现。

表2-19　三种指标分析结果对比

应用Z指标的旱涝等级差别较小。由于分别考虑了降水分布和温度的影响，所以响应速度更快。对于2009年和2011年的旱涝等级二者都以大旱和重旱体现出来。但Z指标是假设某时段降水量服从Person-Ⅲ型分布，并未考虑影响干旱的关键因素即是降水的年内分布不均。即同一年份既有干旱季节的发生，也有降水过于丰沛的情况。即使在年度Z指标正常的年份，却在不同季节均出现不同等级的干旱情况，有必要将季节干旱特征与年度干旱特征有机结合，综合考虑。

Palmer指标与降水量相关性分析结果表明：在分析干旱特征时，Palmer指标以降水量为关键因素，但由降水距平百分率与Palmer指标归一化对比图可知，Palmer指标的变化滞后于降水量的变化，两者在某些时间段表现出一定不相关性。例如夏季对比图中，1967—1970年4年中降水量逐步递减，但对应的Palmer指标在1967—1968年间递减，1968—1969年却在递增，1969—1970年又递减的波动性趋势；1986—1990年5年中，降水量逐步下降，但1989—1990年Palmer指标却上升；1999—2001年3年中，降水量持续减少，但Palmer指标在2000—2001年间基本保持不变。特殊的1964年和2007年降水量较前1年增加，但Palmer指标却偏小，因为喀斯特地貌土壤保水性能差，导致土壤湿润比较差，且当年夏季气温偏高，最大潜在蒸散量较大，因此Palmer指标较小。

Palmer指标除了考虑降水因素外，还综合考虑了蒸散量、径流量和土壤含水量等因素，因此Palmer指标在描述干旱特征时积累了水分平衡过程，比降水距平百分率具有更高的持续性。干旱特征不但与降水量相关，也会受到气温、土壤的水分平衡过程以及前期的干湿情况等影响，因此，利用Palmer指标可以更准确地描述干旱的性质和强度。

也有学者指出，Palmer指标不符合水文学中的水平衡理论，在用于水文、农业干旱方面还有待进一步研究。笔者认为不同指标分析结果的差异，主要是由于不同指标的计算方法不一，在计算时考虑的侧重点不同造成的。因此，在今后针对流域干旱特征分析时，应加强对水文、气象、农业干旱等多指标的耦合，探寻构建综合性的干旱指标。