A water-energy balance approach for multi-category drought assessment across globally diverse hydrological basins
A water-energy balance approach for multi-category drought assessment across globally diverse hydrological basins
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全球多样化水文流域多类别干旱评估的水-能量平衡方法
DOI：
10.1016/j.agrformet.2018.10.010
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发表时间：
2019-01
影响因子：
6.2
通讯作者：
Guangqian Wang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Baoqing Zhang;Amir AghaKouchak;Yuting Yang;Jiahua Wei;Guangqian Wang
不同类别的干旱（如气象、农业、水文）及其多标量特征往往使干旱的发生、持续和终止具有挑战性，而且往往是主观的。在这里，我们展示了一个基于水能平衡的指标，名为标准化水分异常指数（SZI），更好地捕捉多种类型的干旱及其多标量特征。我们在全球范围内评估和比较SZI与现有干旱指标的性能，这些指标使用潜在蒸散量（PET）作为衡量大气需水量的指标，包括标准化降水蒸散指数（SPEI）和自校准帕尔默干旱严重程度指数（scPDSI）。我们表明，虽然PET是一个很好的指标，表征气候干旱，使用它作为衡量干旱分析的大气水需求导致干旱的误报，特别是在水有限（非潮湿）地区，实际蒸散主要是由水的可用性，而不是能源（或PET）。SZI的主要优点是，而不是PET，它使用了一个变量称为气候适宜的降水量为现有条件（P）作为大气需水量指标。通过对地球仪上32个大流域的干旱调查，我们发现，与SPEI（特别是在非湿润流域; 32个流域中的18个）和scPDSI相比，SZI在多个时间尺度上可以更好地代表气象、水文和农业干旱。由于SZI在物理上更合理地反映了湿润和非湿润地区的地表水-能量平衡，因此可以更好地描述不同气候区域不同类型的干旱。
Different categories of droughts (eg, meteorological, agricultural, hydrological), and their multi-scalar features often make description of drought onset, persistence, and termination challenging and often subjective. Here we show that a water-energy balance based indicator, named Standardized Moisture Anomaly Index (SZI), better captures multiple categories of droughts and their multi-scalar features. We globally evaluate and compare the performance of SZI with existing drought indicators that use potential evapotranspiration (PET) as a measure of atmospheric water demand including the Standardized Precipitation Evapotranspiration Index (SPEI) and self-calibrated Palmer Drought Severity Index (scPDSI). We show that while PET is a good indicator for characterizing the climate aridity, using it as a measure of atmospheric water demand for drought analysis leads to misrepresentation of droughts, especially over water-limited (non-humid) regions where the actual evapotranspiration is primarily dominated by water availability rather than energy (or PET). The main advantage of SZI is that, instead of PET, it uses a variable termed climatically appropriate precipitation for existing conditions (P ˆ) as the atmospheric water demand metric. Investigating droughts over 32 large basins across the globe, we show that the SZI can better represent meteorological, hydrological, and agricultural droughts compared to SPEI (especially in non-humid basins; 18 out of 32 basins) and scPDSI at multiple time scales. Given that SZI is physically more reasonable in reflecting surface water-energy balance over both humid and non-humid regions, it enables better characterization of different types of droughts in different climatic regions.
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DOI：
--
发表时间：
2017
期刊：
--
影响因子：
--
作者：
Q. Mu;Maosheng Zhao;J. Kimball
通讯作者：
Q. Mu;Maosheng Zhao;J. Kimball
根据水平衡法对流域尺度蒸散量估算进行全球评估
影响因子：
6.4
作者：
Liu, Wenbin;Wang, Lei;Sang, Yan-Fang
通讯作者：
Sang, Yan-Fang
考虑气候和地表变化联合影响的新干旱指数
影响因子：
5.4
作者：
Liu;Meixian;Xu;Xianli;Xu;Chaohao;Sun;Alex;er Y.;Wang;Kelin;Scanlon;Bridget R.;Zhang;Lu;Liu Meixian;Xu Xianli;Xu Chaohao;Sun Alex;er Y.;Wang Kelin;Scanlon Bridget R.;Zhang Lu
通讯作者：
Zhang Lu
影响因子：
3.8
作者：
J. Otkin;Martha C. Anderson;C. Hain;I. Mladenova;J. Basara;M. Svoboda
通讯作者：
J. Otkin;Martha C. Anderson;C. Hain;I. Mladenova;J. Basara;M. Svoboda
影响因子：
6.7
作者：
T. Mckee;N. Doesken;J. Kleist
通讯作者：
T. Mckee;N. Doesken;J. Kleist