联合GNSS大气可降水量与实测降水的气象干旱监测：以湖北省GNSS站为例

摘要

全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)反演的大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)为暴雨、干旱等气象灾害监测提供了新的数据。本文从大气水汽和降水的综合角度，联合2011—2022年湖北省5个GNSS台站的PWV和中国逐日降水数据构建了月尺度降水效率(Precipitation Efficiency,PE)气象干旱指数，并通过与常用的标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)、气象干旱综合监测指数(Meteorological Drought Composite Index,MCI)和标准化降水蒸散发指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)进行对比，分析PE气象干旱指数的特点和优势。结果表明：(1) 5个GNSS站点大气水汽变化具有较好的空间一致性，而降水则具有较强的局地变化特征，站点间PWV的相关系数均大于0.98，降水量相关系数在0.66～0.90之间。二者的融合将能同时反映干旱期间大范围水汽和局地降水的综合变化特征。(2) PE气象干旱指数与SPI、MCI、SPEI具有较强的相关性，相关系数在0.56～0.85之间，表明PE监测干旱的有效性，但在.反映干旱严重程度和空间分布特征方面表现出一定的差异。(3) GNSS站点间PE的相关系数(0.50～0.81)是四种指数中最小的，说明PE气象干旱指数具备反映局地干旱特征差异的能力。采用PE气象干旱指数对湖北省GNSS站点干旱事件的监测结果显示，2011—2022年间襄樊站发生严重干旱的频次最高，而武汉站伏秋旱发生次数多且持续时间较长。研究结果证实了PE气象干旱指数监测干旱演变过程及干旱空间分布特征的有效性和优势。

关键词

气象干旱 / 全球导航卫星系统 / 可降水量 / 降水效率气象干旱指数

基金资助

国家自然科学基金项目(42474045); 武汉市园林和林业局科技基金项目(WHGF2022A05); 武汉城市圈气象联合科技创新基金项目(WHCSQY202312)