屈艷萍 ，呂 娟 ，蘇志誠(chéng) ，孫洪泉 ，馬苗苗

（1.中國(guó)水利水電科學(xué)研究院 防洪抗旱減災(zāi)研究所，北京 100038； 2.水利部防洪抗旱減災(zāi)工程技術(shù)研究中心，北京 100038）

1 研究背景

干旱災(zāi)害是影響人類生活和社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要自然災(zāi)害之一。相對(duì)于洪水、颶風(fēng)等災(zāi)害，干旱災(zāi)害的孕發(fā)過(guò)程要緩慢得多，通常需要幾個(gè)月甚至數(shù)個(gè)季節(jié)，容易被人忽視，一旦成災(zāi)，其波及范圍較大，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，影響人口較多［1］。譬如在非洲，干旱災(zāi)害發(fā)生頻次占所有自然災(zāi)害發(fā)生頻次的比例不足20%，但其影響人口的比例卻高達(dá)80%。2006年，極端干旱襲擊了非洲之角的幾個(gè)國(guó)家，其中，埃塞俄比亞、索馬里、肯尼亞、厄立特里亞和吉布提災(zāi)情尤為嚴(yán)重，旱情高峰期有近1800萬(wàn)人出現(xiàn)糧食短缺問(wèn)題。持續(xù)的旱災(zāi)可能會(huì)嚴(yán)重制約發(fā)展中國(guó)家的發(fā)展，數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的人們受到營(yíng)養(yǎng)不良、饑荒、失業(yè)、移民和沖突等；而在發(fā)達(dá)國(guó)家，旱災(zāi)的影響則更多地體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)損失上，譬如美國(guó)1996—2004年因旱年均直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)60～80億美元，2002年甚至超過(guò)200億美元。

特殊的地理環(huán)境和氣候特征決定了我國(guó)是一個(gè)易發(fā)干旱的國(guó)家，且在全球氣候變化和高強(qiáng)度人類活動(dòng)的共同影響下，干旱災(zāi)害呈現(xiàn)出頻發(fā)、重發(fā)的趨勢(shì)［2］。據(jù)《中國(guó)水旱災(zāi)害公報(bào)》統(tǒng)計(jì)，1990—2016年我國(guó)因旱年均糧食損失高達(dá)252億kg，因旱年均飲水困難人口超過(guò)2700萬(wàn)。特別是2000年，我國(guó)發(fā)生了1949年以來(lái)最嚴(yán)重的旱災(zāi)，旱災(zāi)波及全國(guó)20余?。▍^(qū)、市）。此次旱災(zāi)與以往旱災(zāi)的不同之處是除了傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)受旱，城市受旱也十分嚴(yán)重，全國(guó)有18個(gè)省（區(qū)、市）的620座城鎮(zhèn)因旱缺水；另外，生態(tài)干旱問(wèn)題也十分突出，一些河道和湖泊因旱斷流或干涸。為此，2003年國(guó)家防汛抗旱總指揮部提出了防汛抗旱“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”的戰(zhàn)略指導(dǎo)思想，即由控制洪水向洪水管理轉(zhuǎn)變，由單一抗旱向全面抗旱轉(zhuǎn)變［3］。2005年，在國(guó)家防汛抗旱總指揮部辦公室的建議下，中國(guó)水利水電科學(xué)研究院防洪抗旱減災(zāi)研究所（水利部防洪抗旱減災(zāi)工程技術(shù)研究中心掛靠單位）于2005年4月設(shè)立了抗旱減災(zāi)研究部門，開始專門研究抗旱減災(zāi)相關(guān)技術(shù)問(wèn)題。抗旱減災(zāi)是通過(guò)采取工程措施或非工程措施，預(yù)防和減輕干旱對(duì)生活、生產(chǎn)和生態(tài)造成不利影響的各種活動(dòng)。其中，工程措施主要包括蓄、引、提、調(diào)水工程等；非工程措施是通過(guò)政策、法規(guī)、經(jīng)濟(jì)、科技等工程以外的手段對(duì)干旱及其災(zāi)害進(jìn)行監(jiān)測(cè)評(píng)估、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估管理等的過(guò)程。

近十年來(lái)全球范圍干旱及其災(zāi)害頻繁發(fā)生，越來(lái)越多的學(xué)者意識(shí)到干旱及災(zāi)害研究的重要性，從不同角度開展了卓有成效的研究，相關(guān)研究呈現(xiàn)百花齊放的局面。其中，干旱評(píng)估技術(shù)、干旱預(yù)報(bào)技術(shù)、旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)以及旱災(zāi)管理戰(zhàn)略等一直是各國(guó)學(xué)者重點(diǎn)關(guān)注的方面。為此，本文將重點(diǎn)從上述4個(gè)方面總結(jié)闡述抗旱減災(zāi)科學(xué)研究脈絡(luò)及進(jìn)展，進(jìn)而探討未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)和主要技術(shù)難點(diǎn)。

2 抗旱減災(zāi)研究進(jìn)展

2.1 干旱評(píng)估技術(shù)

2.1.1 干旱評(píng)估方法 為了能夠?qū)崟r(shí)、動(dòng)態(tài)地掌握干旱發(fā)生發(fā)展過(guò)程，以期為采取及時(shí)、有效的抗旱減災(zāi)措施提供決策依據(jù)，國(guó)內(nèi)外研究者一直致力于如何更客觀、準(zhǔn)確、定量地監(jiān)測(cè)評(píng)估干旱。從20世紀(jì)初以來(lái)，利用較容易獲得的降水、氣溫、蒸發(fā)、徑流、土壤水分、遙感等觀測(cè)要素，研究者們構(gòu)建了一系列的干旱評(píng)估指標(biāo)，大致可分為3個(gè)階段：

（1）1960年代以前：研究者從研究誘發(fā)干旱的最根本原因出發(fā)，致力于構(gòu)建以降水或蒸發(fā)為主要因素的干旱指標(biāo)，試圖從氣象學(xué)、氣候?qū)W的角度理解或刻畫干旱這一自然現(xiàn)象。代表性的干旱指標(biāo)有3類：①以降水為主要因素，如 Munger指標(biāo)（1916）［4］、Kincer指標(biāo)（1919）［5］、Blumenstock指標(biāo)（1942）［6］等；②以蒸發(fā)為主要因素，如濕度適足指數(shù)（Moisture Adequancy Index，MAI，1957）［7］等；③以降水和蒸發(fā)為主要因素，如干燥度指數(shù)（1958）［8］等。這一階段的評(píng)估指標(biāo)具有計(jì)算方法簡(jiǎn)單、資料獲取容易等優(yōu)點(diǎn)，但是存在普適性較差的問(wèn)題，如Kincer指標(biāo)和Blumenstock指標(biāo)都是用絕對(duì)降水量來(lái)度量干旱，而由于不同地區(qū)降水條件往往相差甚遠(yuǎn)，根據(jù)某一地區(qū)特點(diǎn)建立的指標(biāo)的適用范圍明顯受限。

（2）1960年代—90年代：隨著對(duì)干旱形成的復(fù)雜性及其影響廣泛性的認(rèn)識(shí)進(jìn)一步深入，研究者試圖從氣象、水文、農(nóng)業(yè)等不同學(xué)科視角來(lái)研究并刻畫干旱，并開始嘗試從多因素綜合角度考慮干旱問(wèn)題。代表性的干旱指標(biāo)有4類：①以降水、氣溫等氣象要素為主要因素，如降水異常指數(shù)（Rainfall Anomaly index，RAI，1965）［9］、降水分位數(shù)（Decile，1967）［10］、Bhalme 和 Mooly 干旱指數(shù)（BMDI，1980）［11］等；②以徑流等水文要素為主要因素，如水文干旱強(qiáng)度指標(biāo)（1980）［12］等；③以土壤水分供需為主要因素，如土壤相對(duì)濕度、土壤水異常指數(shù)（1988）［13］等；④綜合考慮降水、氣溫、蒸散發(fā)、徑流或土壤水分等多種因素，如 Palmer干旱指數(shù)（PDSI，1965）［14］、Palmer水文干旱指數(shù)（PHDI，1965）、作物水分指數(shù)（CMI，1968）［15］、地表水供給指數(shù)（SWSI，1982）［16］等。這一階段的評(píng)估指標(biāo)通過(guò)刻畫水循環(huán)過(guò)程的某一個(gè)或者幾個(gè)環(huán)節(jié)的缺水現(xiàn)象來(lái)評(píng)估干旱，具有一定的物理機(jī)制意義，如RAI、Decile等指標(biāo)反映了大氣過(guò)程水分虧缺，土壤相對(duì)濕度、土壤水異常指數(shù)等反映了土壤過(guò)程水分虧缺，水文干旱強(qiáng)度指標(biāo)等反映了地表過(guò)程水分虧缺，PDSI、PHDI等指標(biāo)則反映了大氣、土壤或地表等多個(gè)過(guò)程水分虧缺，同時(shí)指標(biāo)的地區(qū)適應(yīng)性明顯增強(qiáng)。與此同時(shí)，這一階段的評(píng)估指標(biāo)也存在一些問(wèn)題，如Decile指標(biāo)計(jì)算簡(jiǎn)單，但需要長(zhǎng)系列且一致性較好的降水序列數(shù)據(jù)，不太適應(yīng)于降水季節(jié)性特征明顯的地區(qū)；PDSI、PHDI在時(shí)間和空間上具有可比性，但要求的數(shù)據(jù)量相對(duì)較大、計(jì)算較為復(fù)雜；SWSI適用于以山地積雪為主要水源的山區(qū)水文干旱監(jiān)測(cè)，但計(jì)算中各因素的權(quán)重系數(shù)時(shí)空變異性較大，需根據(jù)不同流域不同時(shí)段來(lái)確定。

（3）1990年代至今：借助于計(jì)算機(jī)等計(jì)算手段、水文模型等模型技術(shù)手段以及衛(wèi)星遙感等監(jiān)測(cè)手段的快速發(fā)展，研究者更多地努力提高干旱指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化、綜合化以及精細(xì)化水平。代表性的干旱指標(biāo)有4類：①標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)，如標(biāo)準(zhǔn)化降水指數(shù)（Standard Precipitation Index，SPI，1993）［17］、標(biāo)準(zhǔn)化徑流指數(shù)（Standard Runoff Index，SRI，2008）［18］等；②綜合化指數(shù)，如綜合干旱指數(shù)（CI，1999）［19］、區(qū)域農(nóng)業(yè)旱情指數(shù)（2008）［20］、綜合氣象干旱指數(shù)（DI，2009）［21］等；③以分布式水文模型為基礎(chǔ)的干旱指標(biāo)，如 GBHM-PDSI（2008）［22］等；④基于遙感監(jiān)測(cè)的干旱指標(biāo)，如歸一化植被指數(shù)（NDVI）［23］、條件植被指數(shù)（VCI）［24］、條件溫度指數(shù)（TCI）［25］、條件植被溫度指數(shù)（VTCI）［26］、植被供水指數(shù)（VSW）［27］、垂直干旱指數(shù)（PDI）［28］等。這一階段的評(píng)估指標(biāo)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、綜合化等處理之后，多為無(wú)量綱數(shù)，具有較強(qiáng)的空間可移植性，如SPI、NDVI等指數(shù)在全球均得到廣泛應(yīng)用，且具有較靈活的時(shí)間計(jì)算尺度，如SPI、SRI、CI等指數(shù)可以量化不同時(shí)間尺度的干旱程度。

上述各類干旱評(píng)估指標(biāo)的研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)干旱強(qiáng)度的度量。但隨著干旱研究的深入，認(rèn)識(shí)到干旱過(guò)程具有缺水程度、影響范圍和持續(xù)時(shí)間等多維特征，需要用干旱強(qiáng)度S、干旱面積A和干旱歷時(shí)D等多維特征變量來(lái)度量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)干旱頻率或重現(xiàn)期的估算［29-31］。1960年代，Yevjevich提出了游程分析理論并被運(yùn)用于干旱評(píng)估中［32］，可識(shí)別一次干旱事件的起止時(shí)間、強(qiáng)度等，這也是目前干旱過(guò)程識(shí)別的主要方法。Shiau以SPI指標(biāo)作為干旱評(píng)估指標(biāo)，基于游程理論識(shí)別了干旱強(qiáng)度和干旱歷時(shí)，并采用6種二維Archimedean Copula函數(shù)分析了干旱頻率［33］。Song和Singh采用5種Meta-ellipti?cal copula函數(shù)構(gòu)建了干旱強(qiáng)度、干旱歷時(shí)、干旱間隔時(shí)間兩兩之間的聯(lián)合概率分布［34］。周玉良、金菊良等以地下水埋深為水文干旱指標(biāo)，利用GH Copula函數(shù)構(gòu)建了干旱歷時(shí)與干旱烈度間的聯(lián)合概率分布，并計(jì)算了相應(yīng)的干旱重現(xiàn)期［35］。Andreadis等將圖像識(shí)別方法引入到干旱面積識(shí)別中，并進(jìn)一步提出了SAD（Severity-Area-Duration）曲線來(lái)刻畫干旱的時(shí)空變化規(guī)律［36］。SAD方法也被應(yīng)用到我國(guó)的氣象干旱和土壤干旱的時(shí)空變化評(píng)估研究中［37-38］。許凱、楊大文等提出了基于干旱歷時(shí)、干旱面積、干旱烈度、干旱強(qiáng)度和干旱中心位置等五個(gè)特征變量的干旱事件度量方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)干旱事件時(shí)空變化過(guò)程的三維完整刻畫［39］。目前，基于干旱多維特征聯(lián)合概率分布的干旱頻率分析方法正受到越來(lái)越多地關(guān)注，但如何選取截?cái)嗨剑ㄩ撝担?、如何選擇合適的干旱指標(biāo)序列時(shí)間尺度以及如何進(jìn)行小干旱事件的合并等問(wèn)題仍待進(jìn)一步研究。上述有關(guān)干旱頻率的研究主要針對(duì)的是一致性干旱序列，但在全球變化和人類活動(dòng)的雙重影響下，干旱規(guī)律的明顯變化使得干旱序列成為非平穩(wěn)序列，一致性要求不能得到滿足。近年來(lái)，謝平等開始對(duì)不同環(huán)境條件下形成的非一致性干旱序列進(jìn)行頻率計(jì)算開展研究，提出基于WHMLUCC模型的非一致性干旱頻率分析方法［40-41］。

2.1.2 干旱評(píng)估技術(shù)應(yīng)用 在整個(gè)抗旱減災(zāi)研究中，干旱評(píng)估方法研究相對(duì)成熟，研究成果最多，應(yīng)用也較為廣泛。為追蹤和展示全美國(guó)干旱的程度、空間范圍以及其影響，美國(guó)于1999年開發(fā)了國(guó)家級(jí)干旱監(jiān)測(cè)評(píng)估業(yè)務(wù)產(chǎn)品——干旱監(jiān)測(cè)圖（Drought Monitor）［42］，建立了“國(guó)家集成干旱信息系統(tǒng)”（National Integrated Drought Information System，NIDIS）。該系統(tǒng)利用氣象、水文、土壤墑情、遙感等多源信息，每周生成干旱監(jiān)測(cè)一張圖，并向公眾發(fā)布。此后，為了監(jiān)測(cè)整個(gè)北美大陸的干旱及災(zāi)害情況，美國(guó)、加拿大和墨西哥于2003年聯(lián)合啟動(dòng)了“北美干旱監(jiān)測(cè)”項(xiàng)目。隨著歐洲地區(qū)干旱災(zāi)害影響范圍不斷的區(qū)域化和嚴(yán)重化，為了在整個(gè)歐洲層面提供一致、及時(shí)的干旱信息，用于歐洲的干旱預(yù)測(cè)、評(píng)估和監(jiān)測(cè)，歐盟決定在歐盟聯(lián)合研究中心（Joint Research Centre of the European Commission，EU/JRC）實(shí)施的“DESERT”行動(dòng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行“歐洲干旱觀察”（European Drought Observatory，EDO）系統(tǒng)的開發(fā)［43］。近20多年來(lái)，我國(guó)也在積極推動(dòng)干旱監(jiān)測(cè)評(píng)估技術(shù)應(yīng)用。自1995年起，中國(guó)氣象局國(guó)家氣候中心研發(fā)的“全國(guó)旱澇氣候監(jiān)測(cè)、預(yù)警系統(tǒng)”，利用標(biāo)準(zhǔn)化降水、相對(duì)蒸散量和前期降水量等為基礎(chǔ)的綜合氣象干旱指數(shù)CI對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)的氣象干旱進(jìn)行逐日監(jiān)測(cè)，并結(jié)合數(shù)值預(yù)報(bào)產(chǎn)品對(duì)未來(lái)一周氣象干旱的演變發(fā)布預(yù)警信息。國(guó)家防汛抗旱總指揮部辦公室主持的國(guó)家防汛抗旱指揮系統(tǒng)工程，一期工程已經(jīng)完成，二期工程尚在建設(shè)之中，目前已實(shí)現(xiàn)基于實(shí)時(shí)雨情、水情數(shù)據(jù)和抗旱統(tǒng)計(jì)上報(bào)數(shù)據(jù)的旱情監(jiān)視，同時(shí)建立了水利部旱情遙感監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提供不同尺度、不同頻次、不同類型的旱情遙感監(jiān)測(cè)產(chǎn)品。

總的來(lái)說(shuō)，在干旱評(píng)估技術(shù)應(yīng)用方面，美國(guó)走在國(guó)際前列，其理念和經(jīng)驗(yàn)值得各國(guó)借鑒。（1）整合了多源信息，有效地提高了干旱監(jiān)測(cè)評(píng)估結(jié)果的可靠性。該系統(tǒng)綜合了氣象、水文、土壤墑情、遙感等多源信息，而我國(guó)目前已建的各類干旱監(jiān)測(cè)評(píng)估系統(tǒng)平臺(tái)大多站在行業(yè)或部門的角度，往往依托單一或少數(shù)數(shù)據(jù)源，采用單一模型為主的干旱監(jiān)測(cè)技術(shù)，缺乏從氣象、水文、農(nóng)業(yè)、土壤、遙感和社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多維角度考慮綜合構(gòu)建。（2）研發(fā)模式上實(shí)現(xiàn)了部門間的深度合作和信息資源共享。該系統(tǒng)由美國(guó)國(guó)家干旱減災(zāi)中心（NDMC）、美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）、農(nóng)業(yè)部等多家與干旱管理相關(guān)的單位共同研發(fā)，確保了評(píng)估結(jié)果的權(quán)威性，同時(shí)打破了信息壁壘、避免了重復(fù)建設(shè)等問(wèn)題。（3）系統(tǒng)建設(shè)的目的及用途明確，增強(qiáng)了系統(tǒng)的活力和生命力。該系統(tǒng)主要用途包括以下3個(gè)方面：①作為旱情發(fā)生及評(píng)判主要依據(jù)。2012年以后美國(guó)農(nóng)業(yè)部規(guī)定根據(jù)干旱監(jiān)測(cè)圖結(jié)果，如果連續(xù)八周干旱，自動(dòng)發(fā)布干旱預(yù)警，啟動(dòng)相關(guān)應(yīng)急預(yù)案。②指導(dǎo)農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)等部門制定補(bǔ)貼方案和減災(zāi)對(duì)策。超過(guò)17億美元的補(bǔ)貼根據(jù)干旱監(jiān)測(cè)圖的結(jié)果發(fā)放。③為自來(lái)水供水、種業(yè)公司育種、農(nóng)場(chǎng)主決策、期貨市場(chǎng)交易、農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格、農(nóng)機(jī)銷售等提供決策服務(wù)。（4）建立了較為完善的信息反饋和校核機(jī)制。該系統(tǒng)產(chǎn)品在制作過(guò)程中加入了全國(guó)各地的專家志愿者的反饋意見，這些專家利用他們對(duì)區(qū)域和地方干旱狀況及干旱影響的專業(yè)知識(shí)為監(jiān)測(cè)產(chǎn)品提供了真實(shí)的干旱信息，用于校正干旱監(jiān)測(cè)指標(biāo)的結(jié)果。

2.2 干旱預(yù)報(bào)技術(shù)

2.2.1 干旱預(yù)報(bào)方法 由于干旱及其災(zāi)害具有蠕變性，其發(fā)生、發(fā)展和消亡不同階段之間沒有明顯的界限，人們常常很難判斷干旱是何時(shí)開始的，又是何時(shí)結(jié)束的，難以對(duì)干旱提前預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警并及時(shí)采取有效的應(yīng)對(duì)措施。因此，準(zhǔn)確和及時(shí)的干旱預(yù)報(bào)是廣大科研人員面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。目前，干旱預(yù)報(bào)方法可以分為兩大類：

（1）基于統(tǒng)計(jì)學(xué)方法的干旱預(yù)報(bào)。即基于數(shù)理概率統(tǒng)計(jì)方法，分析干旱事件和物理因子之間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，進(jìn)而構(gòu)建數(shù)學(xué)模型對(duì)干旱發(fā)展趨勢(shì)的模擬和預(yù)測(cè)。1960年代以后，隨著人類對(duì)自然界規(guī)律認(rèn)識(shí)的不斷深入和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，主成分分析法、層次分析法、回歸分析法、時(shí)間序列法、馬爾科夫過(guò)程、灰色系統(tǒng)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等等一些新的智能算法逐漸涌現(xiàn)，并被應(yīng)用于干旱的預(yù)測(cè)和預(yù)報(bào)中。Barros等通過(guò)主成分分析、小波分析等方法識(shí)別并選擇預(yù)報(bào)因子，建立預(yù)報(bào)因子與降水之間的概念模型，對(duì)澳大利亞?wèn)|南部干旱進(jìn)行長(zhǎng)期預(yù)測(cè)［44］。Paulo等采用葡萄牙南部的7個(gè)氣象站68年的SPI數(shù)據(jù)，通過(guò)回歸分析法來(lái)進(jìn)行干旱的監(jiān)測(cè)和早期預(yù)報(bào)［45］。Durdu等應(yīng)用差分自回歸移動(dòng)平均模型提前兩個(gè)月對(duì)土耳其西部的曼德列斯河谷流域干旱進(jìn)行了預(yù)測(cè)［46］。Lohani等基于Palm?er干旱指數(shù)的監(jiān)測(cè)結(jié)果，利用非線性馬爾可夫鏈方法對(duì)干旱進(jìn)行評(píng)估和早期預(yù)警［47］，孫才志、張丹等采用加權(quán)馬爾科夫模型對(duì)降水豐枯狀況進(jìn)行了預(yù)測(cè)［48-49］。Mishra等采用前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)干旱進(jìn)行預(yù)報(bào)［50］?；诮y(tǒng)計(jì)學(xué)方法的干旱預(yù)報(bào)方法的本質(zhì)是尋找預(yù)報(bào)因子和預(yù)報(bào)目標(biāo)變量之間的統(tǒng)計(jì)相關(guān)關(guān)系，不具備物理機(jī)制，不同因子之間的非線性關(guān)系不清楚，預(yù)報(bào)精度隨著資料年限的長(zhǎng)短而產(chǎn)生較大差異等，干旱預(yù)報(bào)可靠性和穩(wěn)定性較低。

（2）基于氣-陸耦合的干旱預(yù)報(bào)。近年來(lái)，隨著大氣環(huán)流模式、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)系統(tǒng)、水文/陸面模型的不斷完善和發(fā)展，基于氣-陸耦合的干旱預(yù)報(bào)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生?；跉?陸耦合的干旱預(yù)報(bào)是指以大氣環(huán)流模式和數(shù)值天氣預(yù)報(bào)作為輸入，驅(qū)動(dòng)水文/陸面模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)考慮下墊面條件的干旱預(yù)報(bào)。自1995年美國(guó)Bae等人利用氣象-水文耦合模型進(jìn)行水文預(yù)報(bào)以來(lái)，國(guó)際上許多科研機(jī)構(gòu)開展了基于氣-陸耦合的旱情預(yù)報(bào)。Anderson等采用中尺度數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模式MM5作為降尺度工具，與水文模式HEC-HMS的耦合，用于水庫(kù)入流預(yù)報(bào)［51］。Wood等在美國(guó)東部地區(qū)嘗試?yán)妹绹?guó)環(huán)境預(yù)報(bào)中心的全球光譜模型（NCEP GSM）驅(qū)動(dòng)水文模型，以達(dá)到改進(jìn)土壤濕度、徑流的水文預(yù)報(bào)能力［52］，并研究了該模型對(duì)美國(guó)西部地區(qū)季節(jié)水文預(yù)報(bào)的預(yù)報(bào)能力的潛在貢獻(xiàn)，表明水文預(yù)報(bào)技能受制于季節(jié)和區(qū)域的影響［53］。Luo和Wood等驗(yàn)證了動(dòng)力氣候預(yù)報(bào)模型用于水文預(yù)報(bào)的實(shí)用性，并開發(fā)了干旱監(jiān)測(cè)與預(yù)報(bào)系統(tǒng)（Drought Monitoring and Prediction System，DMAPS）和季節(jié)水文預(yù)報(bào)系統(tǒng)［54-55］。Wang等模擬了從1950—2006年在中國(guó)區(qū)域的土壤濕度，并進(jìn)行了干旱評(píng)價(jià)［56］。張丹以遼寧省朝陽(yáng)地區(qū)為研究對(duì)象，研究了基于GFS降水預(yù)報(bào)信息的土壤濕度預(yù)報(bào)［57］。隨著氣候模型輸出和水文模型輸入之間分辨率差異的減小，可以直接將氣候模型預(yù)報(bào)驅(qū)動(dòng)水文模型獲得土壤濕度等預(yù)報(bào)。總的來(lái)說(shuō)，基于氣-陸耦合的干旱預(yù)報(bào)方法目前尚屬于探索性研究階段，其物理意義明確，但限于當(dāng)前氣象和陸面水文等產(chǎn)品質(zhì)量和大氣、陸面模式結(jié)構(gòu)，準(zhǔn)確度、預(yù)見期等均有待提高。

2.2.2 干旱預(yù)報(bào)技術(shù)應(yīng)用 隨著近十年來(lái)對(duì)干旱預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)研究的逐步深入，國(guó)內(nèi)外建立起了相關(guān)的干旱預(yù)報(bào)系統(tǒng)，以期提供對(duì)未來(lái)干旱時(shí)空變化的預(yù)報(bào)信息。美國(guó)構(gòu)建了以PDSI和CMI作為預(yù)報(bào)變量的干旱預(yù)報(bào)系統(tǒng)（U.S.Seasonal Drought Outlook），提供天到季尺度干旱情勢(shì)展望，能夠?qū)Ξ?dāng)前旱情是否加劇、持續(xù)、緩解、消退等可能性做出預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)［58］。美國(guó)國(guó)家氣候預(yù)報(bào)中心（CPC）還建立了土壤水分預(yù)測(cè)系統(tǒng)（Soil Moisture Outlook），利用土壤含水量進(jìn)行干旱預(yù)測(cè)，其干旱預(yù)測(cè)產(chǎn)品分為兩類：（1）基于GFS（the Global Forecast System）模式的未來(lái)一周和兩周土壤水分預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)；（2）基于CAS（the Con?structed Analog on Soil Moisture）模式的未來(lái)一個(gè)月和一個(gè)季度土壤水分預(yù)測(cè)［59］。Sheffield等建立了非洲和南美洲干旱預(yù)報(bào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合再分析數(shù)據(jù)、衛(wèi)星數(shù)據(jù)、以及氣候模型的模擬值，通過(guò)數(shù)據(jù)融合、校正、降尺度等方法，驅(qū)動(dòng)水文/陸面模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣象、水文和農(nóng)業(yè)干旱的預(yù)報(bào)［60］。在我國(guó)，中國(guó)氣象局國(guó)家氣候中心聯(lián)合科研院所、高校、省級(jí)業(yè)務(wù)單位，開展了季節(jié)氣候預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)建設(shè)，其中就包含了干旱預(yù)測(cè)系統(tǒng)，能夠在全國(guó)范圍和東北、華北等區(qū)域進(jìn)行季節(jié)尺度干旱日數(shù)距平預(yù)測(cè)。水利部水文局聯(lián)合河海大學(xué)采用氣象-水文耦合的方式，基于遙感、水文、氣象等信息，結(jié)合統(tǒng)計(jì)方法和動(dòng)力方法，初步構(gòu)建了可業(yè)務(wù)運(yùn)行的干旱預(yù)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了多時(shí)間尺度干旱預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)［61］?？偟膩?lái)說(shuō)，在干旱預(yù)報(bào)技術(shù)應(yīng)用方面，也是美國(guó)走在國(guó)際前列。與美國(guó)干旱監(jiān)測(cè)系統(tǒng)類似，美國(guó)干旱預(yù)報(bào)系統(tǒng)在研發(fā)模式上也是建立在部門間深度合作和信息資源共享的基礎(chǔ)之上。該系統(tǒng)由國(guó)家海洋與大氣管理局（NOAA）、國(guó)家氣象局（NWS）、國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心（NCEP）等部門共同構(gòu)建，我國(guó)氣象部門和水文部門也各自研發(fā)了相關(guān)系統(tǒng)，但還沒有形成一個(gè)數(shù)據(jù)共享、技術(shù)共享、結(jié)果權(quán)威的共同平臺(tái)。

2.3 旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)作為旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理的核心內(nèi)容和關(guān)鍵環(huán)節(jié)，旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估逐漸成為旱災(zāi)研究的熱點(diǎn)問(wèn)題［62］。聯(lián)合國(guó)減災(zāi)戰(zhàn)略組織、美國(guó)國(guó)家干旱中心等組織和機(jī)構(gòu)對(duì)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較早開展研究。Hayes等［63］提出了一個(gè)簡(jiǎn)潔靈活的干旱風(fēng)險(xiǎn)分析框架。聯(lián)合國(guó)減災(zāi)戰(zhàn)略組織在《與干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)共存——降低社會(huì)脆弱性的新思路》［64］以及《減輕干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的框架與實(shí)踐——旨在促進(jìn)＜兵庫(kù)行動(dòng)綱領(lǐng)＞的實(shí)施》等報(bào)告中較早系統(tǒng)闡述了旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的概念、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估程序與內(nèi)容等。旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)是對(duì)干旱事件發(fā)生的可能性及可能產(chǎn)生的不利影響的綜合度量，具有不確定性、傳遞性、可調(diào)控性等特征。按照風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的形態(tài)，旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)可分為靜態(tài)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)和動(dòng)態(tài)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。相應(yīng)地，旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可分為靜態(tài)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和動(dòng)態(tài)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。

（1）靜態(tài)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，指基于歷史資料，通過(guò)對(duì)某一地區(qū)干旱成災(zāi)機(jī)理及規(guī)律等進(jìn)行分析，進(jìn)而估計(jì)這一地區(qū)干旱發(fā)生的可能性及其可能產(chǎn)生的不利影響。靜態(tài)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，反映的是某一地區(qū)某一時(shí)期的風(fēng)險(xiǎn)特征，風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)穩(wěn)定，主要用于為區(qū)域干旱管理規(guī)劃與政策制定提供依據(jù)、為旱災(zāi)保險(xiǎn)等提供技術(shù)支持等。目前，靜態(tài)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法主要有以下3類：

①基于隨機(jī)理論的旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。即利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法，對(duì)以往的災(zāi)害數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、提煉，找出災(zāi)害發(fā)展演化的規(guī)律，計(jì)算得到風(fēng)險(xiǎn)概率，以達(dá)到預(yù)測(cè)評(píng)估未來(lái)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的目的。根據(jù)災(zāi)害數(shù)據(jù)類型的不同，該方法又可分為基于氣象指標(biāo)的概率統(tǒng)計(jì)方法和基于旱災(zāi)損失指標(biāo)的概率統(tǒng)計(jì)方法。如，Hao等開展了基于信息擴(kuò)散理論的氣象要素風(fēng)險(xiǎn)分析［65］，許凱等運(yùn)用旱災(zāi)損失的概率分布曲線法、旱災(zāi)損失與干旱概率的關(guān)系曲線法評(píng)估農(nóng)業(yè)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)［66］。這類方法計(jì)算原理簡(jiǎn)單，但存在基本假設(shè)不盡合理的問(wèn)題：基于氣象指標(biāo)的概率統(tǒng)計(jì)方法假設(shè)氣象干旱風(fēng)險(xiǎn)就是旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，而實(shí)際上干旱與旱災(zāi)是兩個(gè)既相互聯(lián)系又彼此區(qū)別的概念；基于旱災(zāi)損失指標(biāo)的概率統(tǒng)計(jì)方法假設(shè)旱災(zāi)損失數(shù)據(jù)是隨機(jī)變量，而實(shí)際上旱災(zāi)損失往往是人類主觀干預(yù)的結(jié)果，不符合隨機(jī)特性。此外，該類方法還存在長(zhǎng)系列災(zāi)害損失數(shù)據(jù)難以獲得、無(wú)法反映造成旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的不同因素影響程度等問(wèn)題。

②基于區(qū)域?yàn)?zāi)害系統(tǒng)理論的旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。即從致災(zāi)因子的危險(xiǎn)性、承災(zāi)體的暴露性和災(zāi)損敏感性以及抗災(zāi)能力等方面著手建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用專家打分、層次分析等模糊數(shù)學(xué)方法計(jì)算得到災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的等級(jí)評(píng)價(jià)。如，張繼權(quán)等把干旱危險(xiǎn)性、暴露性、脆弱性、防災(zāi)減災(zāi)能力綜合成旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)［67］；屈艷萍、呂娟等首次針對(duì)全國(guó)開展基于區(qū)域?yàn)?zāi)害系統(tǒng)論的農(nóng)業(yè)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究，明確了旱災(zāi)危險(xiǎn)性、暴露性及脆弱性分布，并提出了降低風(fēng)險(xiǎn)策略［68］。這類方法建立在災(zāi)害系統(tǒng)理論之上，能夠反映造成旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的各因素的影響程度大小，利于成因分析，但存在指標(biāo)遴選、權(quán)重確定等方面易受人為主觀因素影響的問(wèn)題。

③基于物理形成機(jī)制的旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。如，賈慧聰?shù)壤肊PIC模型模擬出典型玉米品種的自然脆弱性曲線，對(duì)黃淮海夏播玉米區(qū)玉米旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的時(shí)空分布進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)［69］；屈艷萍等剖析了旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)形成機(jī)制，首次提出了通過(guò)建立干旱頻率-潛在損失-抗旱能力之間的定量關(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行定量評(píng)估［70］。這類方法建立在旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)形成的物理過(guò)程之上，能夠反映風(fēng)險(xiǎn)構(gòu)成要素之間的內(nèi)在聯(lián)系和演化過(guò)程，但存在數(shù)據(jù)時(shí)空分辨率要求過(guò)高、可操作性較差的問(wèn)題。

（2）動(dòng)態(tài)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，是指基于實(shí)時(shí)旱情信息及未來(lái)一段時(shí)間可能的發(fā)展趨勢(shì)分析等，提前預(yù)估某一地區(qū)未來(lái)一段時(shí)間干旱的可能影響。動(dòng)態(tài)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，反映的是某一地區(qū)動(dòng)態(tài)變化的、短期的風(fēng)險(xiǎn)特征，主要用于動(dòng)態(tài)預(yù)估災(zāi)情發(fā)展、為動(dòng)態(tài)決策提供量化依據(jù)等。王飛等提出了基于多智能體的自然災(zāi)害動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的建模思路，通過(guò)模擬在多種風(fēng)險(xiǎn)情景下經(jīng)濟(jì)、人口、工程等承災(zāi)體在不同災(zāi)種下的不同脆弱性和相互制約關(guān)系，動(dòng)態(tài)地評(píng)估區(qū)域?yàn)?zāi)害風(fēng)險(xiǎn)［71］。孫洪泉、蘇志誠(chéng)等運(yùn)用情景分析技術(shù)，構(gòu)建基于作物生長(zhǎng)模型的農(nóng)業(yè)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)動(dòng)態(tài)評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)不同情景模式下的潛在旱災(zāi)損失預(yù)評(píng)估［72］。該方法能夠動(dòng)態(tài)預(yù)估旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)并及時(shí)提供決策依據(jù)，但由于干旱預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)尚處于起步階段，難以提供準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果輸入，進(jìn)而導(dǎo)致風(fēng)險(xiǎn)結(jié)果容易受情景設(shè)置的影響。

2.4 旱災(zāi)管理戰(zhàn)略長(zhǎng)期以來(lái)，在旱災(zāi)管理的問(wèn)題上，世界各國(guó)基本上都處于被動(dòng)應(yīng)對(duì)的狀態(tài)，換言之，即采取的是危機(jī)管理方式。旱災(zāi)危機(jī)管理是指當(dāng)干旱災(zāi)害臨近時(shí)甚至發(fā)生后，才開始做出反應(yīng)，著手制定臨時(shí)應(yīng)急措施和對(duì)策，以期減輕干旱的影響。但是，由于旱災(zāi)危機(jī)管理的根本定位就是被動(dòng)應(yīng)對(duì)眼前的、局部的問(wèn)題，而較少?gòu)拈L(zhǎng)遠(yuǎn)和全局的角度看問(wèn)題，采取的措施也往往是臨時(shí)性的、應(yīng)急性的，重抗輕防，重工程輕非工程，最終的抗旱效果往往受到限制［73］。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人口的增長(zhǎng)，干旱災(zāi)害在全球造成的影響越來(lái)越大，災(zāi)害損失急劇增加。面對(duì)嚴(yán)峻的旱災(zāi)形勢(shì)，以美國(guó)、澳大利亞為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家于20世紀(jì)八九十年代提出了旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理理念，我國(guó)也于2003年提出了防汛抗旱“兩個(gè)轉(zhuǎn)變”的新思路，在繼續(xù)加強(qiáng)旱災(zāi)危機(jī)管理的同時(shí)，積極推進(jìn)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理。Wilhite等認(rèn)為預(yù)防性的風(fēng)險(xiǎn)管理方法對(duì)干旱管理非常必要，建議要重視備災(zāi)和減災(zāi)行動(dòng)的規(guī)劃，闡述了在美國(guó)等廣泛應(yīng)用的10步干旱減災(zāi)規(guī)劃法［74］。2007年，聯(lián)合國(guó)國(guó)際減災(zāi)戰(zhàn)略秘書處和美國(guó)國(guó)家干旱減災(zāi)中心聯(lián)合發(fā)布《減輕干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)框架與實(shí)踐要要旨在促進(jìn)＜兵庫(kù)行動(dòng)綱領(lǐng)＞的實(shí)施》，濃縮了整個(gè)國(guó)際社會(huì)減輕干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的先進(jìn)理念和科學(xué)實(shí)踐，提出了包括減輕干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)的政策及管理，干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別、監(jiān)測(cè)和預(yù)警，防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)和教育，減少潛在的干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)因素，以及減災(zāi)和備災(zāi)等5個(gè)基本要素的減輕干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)框架。呂娟分析了近年來(lái)我國(guó)旱情旱災(zāi)演變特點(diǎn)與趨勢(shì)和干旱災(zāi)害類型的時(shí)空分布特征，探討了我國(guó)干旱災(zāi)害管理現(xiàn)狀及思路的轉(zhuǎn)變，分析了未來(lái)我國(guó)干旱災(zāi)害管理新的發(fā)展方向［75］。屈艷萍、呂娟等將整個(gè)中國(guó)視為一個(gè)大的區(qū)域，在風(fēng)險(xiǎn)分析的基礎(chǔ)上，構(gòu)建了包括干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估戰(zhàn)略、干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)控制戰(zhàn)略、干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)處置戰(zhàn)略、干旱巨災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)回避戰(zhàn)略和干旱災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)適應(yīng)戰(zhàn)略的戰(zhàn)略框架［76］?？傮w來(lái)說(shuō)，我國(guó)正在積極推行旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理進(jìn)程，頒布實(shí)施了《中華人民共和國(guó)抗旱條例》，建立了旱情統(tǒng)計(jì)和報(bào)告制度、旱情會(huì)商制度、旱情發(fā)布制度、抗旱總結(jié)制度、水量統(tǒng)一調(diào)度制度等抗旱管理制度體系，初步形成了抗旱預(yù)案體系、抗旱規(guī)劃體系，抗旱技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，走到國(guó)際社會(huì)的前列。

3 當(dāng)前研究趨勢(shì)與主要技術(shù)難點(diǎn)

綜合以上研究進(jìn)展情況，分別就干旱評(píng)估技術(shù)研究、干旱預(yù)報(bào)技術(shù)研究、旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)以及旱災(zāi)管理戰(zhàn)略四個(gè)方面的當(dāng)前研究趨勢(shì)和主要技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)梳理。

3.1 當(dāng)前研究趨勢(shì)

（1）在干旱評(píng)估技術(shù)研究方面，主要呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：①在評(píng)估因素方面，表現(xiàn)為由單因素向多因素、由單指標(biāo)向多指標(biāo)綜合發(fā)展；②在評(píng)估內(nèi)容方面，表現(xiàn)為由單一站點(diǎn)強(qiáng)度分析向強(qiáng)度、時(shí)間、范圍多個(gè)特征變量綜合分析發(fā)展；③在評(píng)估尺度方面，時(shí)間上表現(xiàn)為由年尺度向多年、年、季、月等不同時(shí)間尺度發(fā)展，空間上表現(xiàn)為由站點(diǎn)評(píng)估向流域、區(qū)域、面、點(diǎn)、像元等不同空間尺度發(fā)展；④在監(jiān)測(cè)評(píng)估手段方面，表現(xiàn)為由地面站點(diǎn)監(jiān)測(cè)為主向天-空-地一體化監(jiān)測(cè)發(fā)展。

（2）在干旱預(yù)報(bào)技術(shù)研究方面，主要呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：①在預(yù)報(bào)手段方面，表現(xiàn)為由利用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)方法建立干旱預(yù)報(bào)模型向基于物理機(jī)制的干旱預(yù)報(bào)模型發(fā)展；②在預(yù)報(bào)要素方面，表現(xiàn)為由純粹的降水、氣溫等氣象干旱要素預(yù)報(bào)向考慮下墊面條件的土壤水分、河川徑流等反映實(shí)際旱情的預(yù)報(bào)發(fā)展；③在預(yù)報(bào)模式方面，表現(xiàn)為由單一模型預(yù)報(bào)向多模型集合預(yù)報(bào)發(fā)展。

（3）在旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，國(guó)外更多地注重旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)內(nèi)涵、概念評(píng)估模型、評(píng)估流程等宏觀性、框架性研究，國(guó)內(nèi)學(xué)者更多地關(guān)注旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)方法的研究?，F(xiàn)有旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)呈現(xiàn)以下趨勢(shì)：①在風(fēng)險(xiǎn)分析方法方面，表現(xiàn)由定性評(píng)估向定性評(píng)估和定量評(píng)估相結(jié)合發(fā)展；②在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型方面，表現(xiàn)為由基于數(shù)學(xué)方法的評(píng)估模型向基于物理機(jī)制的評(píng)估模型發(fā)展；③在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估性質(zhì)方面，表現(xiàn)為由靜態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估向靜態(tài)和動(dòng)態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估相結(jié)合發(fā)展。

（4）在旱災(zāi)管理戰(zhàn)略方面，世界上不同國(guó)家的國(guó)情不同，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不同，發(fā)生干旱災(zāi)害的情勢(shì)也不同，干旱災(zāi)害管理手段、內(nèi)容等也不盡相同，但總的趨勢(shì)都是由被動(dòng)的危機(jī)管理模式向主動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)管理模式轉(zhuǎn)變。在這一轉(zhuǎn)變過(guò)程中，也呈現(xiàn)出一些共同的特點(diǎn)和趨向，主要表現(xiàn)為更加注重干旱災(zāi)害管理法律、政策制定，注重干旱災(zāi)害監(jiān)測(cè)、預(yù)警技術(shù)，注重干旱災(zāi)害防御規(guī)劃和準(zhǔn)備，注重公眾防災(zāi)減災(zāi)意識(shí)的提高，關(guān)注可持續(xù)發(fā)展，關(guān)注全球氣候變化等。

3.2 主要技術(shù)難點(diǎn)

（1）在干旱監(jiān)測(cè)評(píng)估方面，最終目的是要從科學(xué)層面回答實(shí)際抗旱減災(zāi)管理中哪里旱、有多旱、旱多久等問(wèn)題，而目前的干旱評(píng)估技術(shù)研究尚不能很好地回答以上問(wèn)題，主要難點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①干旱多源信息同化融合問(wèn)題。干旱信息存在信息來(lái)源不同（氣象、水文、農(nóng)業(yè)、衛(wèi)星遙感、低空遙感等）、獲取方式不同（實(shí)測(cè)、模擬、反演、統(tǒng)計(jì)等）、時(shí)間尺度不同（年、季、月、旬、日、時(shí)等）、空間尺度不同（流域、區(qū)域、面、點(diǎn)、像元等）等問(wèn)題，如何通過(guò)多源信息同化融合技術(shù)生成時(shí)空連續(xù)的旱情信息場(chǎng)也是難點(diǎn)問(wèn)題之一。②如何從強(qiáng)度-時(shí)間-空間三維視角識(shí)別度量干旱還有待于進(jìn)一步研究。不同場(chǎng)次干旱之間存在區(qū)別的原因，是干旱強(qiáng)度、時(shí)間、范圍三維特征變量不同組合的結(jié)果。而目前的干旱事件識(shí)別和度量，或者固定某一區(qū)域分析干旱隨時(shí)間的變化，或者針對(duì)某一時(shí)段分析干旱在空間上的變化，這些將三維干旱事件在低維度上簡(jiǎn)化處理的方法均不能全面地表征干旱。發(fā)展基于強(qiáng)度-時(shí)間-空間三維融合的干旱表征模式是干旱監(jiān)測(cè)評(píng)估的難點(diǎn)問(wèn)題之一。③干旱多指標(biāo)綜合問(wèn)題。由于學(xué)科分類等問(wèn)題，現(xiàn)有干旱監(jiān)測(cè)評(píng)估研究常常將包括大氣過(guò)程、土壤過(guò)程、地表過(guò)程、地下水過(guò)程的完整自然水循環(huán)割裂開來(lái)考慮，如大氣過(guò)程是傳統(tǒng)氣象氣候?qū)W的關(guān)注焦點(diǎn)，土壤過(guò)程是傳統(tǒng)農(nóng)學(xué)的關(guān)注焦點(diǎn)，地表過(guò)程是傳統(tǒng)水文學(xué)的關(guān)注焦點(diǎn)，地下過(guò)程是傳統(tǒng)水文地質(zhì)學(xué)的關(guān)注焦點(diǎn)。而實(shí)際上，作為自然水循環(huán)過(guò)程的極值事件，需要從水循環(huán)全過(guò)程來(lái)研究干旱，因此，如何從氣象干旱、水文干旱、農(nóng)業(yè)干旱的演進(jìn)機(jī)理入手，進(jìn)而提出基于指標(biāo)-影響關(guān)聯(lián)分析的干旱多指標(biāo)綜合技術(shù)是難點(diǎn)問(wèn)題之一。

（2）在干旱預(yù)報(bào)技術(shù)研究方面，隨著大氣環(huán)流模型、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)模型、水文/陸面模型的不斷發(fā)展，從水文循環(huán)的全過(guò)程出發(fā)，考慮氣象要素對(duì)水文要素的物理驅(qū)動(dòng)作用，研發(fā)基于氣陸耦合模擬的旱情集合預(yù)報(bào)模型，實(shí)現(xiàn)旱情的實(shí)時(shí)滾動(dòng)預(yù)報(bào)，將是未來(lái)研究之趨向，但受限于當(dāng)前氣象和陸面水文等產(chǎn)品質(zhì)量和大氣、陸面模式結(jié)構(gòu)，基于氣陸耦合模擬的旱情集合預(yù)報(bào)尚屬于探索性研究，主要難點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①作為基于氣陸耦合模擬的旱情集合預(yù)報(bào)根本基礎(chǔ)之一的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度和預(yù)見期都有待于提高。目前大氣模式的降水預(yù)報(bào)結(jié)果具有較大的不確定性，同一模式不同預(yù)見期的降水預(yù)報(bào)，以及不同模式對(duì)同一降水過(guò)程的預(yù)報(bào)都存在較大的差異，使旱情預(yù)測(cè)的結(jié)果產(chǎn)生較大的不確定性。如何基于多模式多類型預(yù)報(bào)信息，通過(guò)統(tǒng)計(jì)集成、誤差修正等方法，減少旱情預(yù)測(cè)的不確定性，提高預(yù)測(cè)精度，是氣陸耦合旱情預(yù)報(bào)的難點(diǎn)問(wèn)題之一。②作為基于氣陸耦合模擬的旱情集合預(yù)報(bào)根本基礎(chǔ)之一的水文/陸面模型對(duì)干旱和人類活動(dòng)影響考慮較少，構(gòu)建面向干旱的可適用于高強(qiáng)度人類活動(dòng)的分布式水文模型也是氣陸耦合旱情預(yù)報(bào)的難點(diǎn)問(wèn)題之一。

（3）在旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面，近十年來(lái)，相關(guān)科研工作者在旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估技術(shù)方面開展了大量有益的嘗試，但總體來(lái)說(shuō)還處于初級(jí)階段，距離標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化、商品化的旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估產(chǎn)品的目標(biāo)還有很長(zhǎng)一段路程，主要難點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)因素相互作用機(jī)制和影響機(jī)理的研究還比較欠缺。旱災(zāi)作為主要自然災(zāi)害之一，現(xiàn)有的旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法大多基于災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法衍生而來(lái)，缺乏對(duì)旱災(zāi)自身特性以及旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)因素相互作用機(jī)制和影響機(jī)理的研究，進(jìn)而制約旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的準(zhǔn)確性、解析性和有效性。②對(duì)于不同承災(zāi)體因旱災(zāi)損敏感性研究也較為欠缺。災(zāi)損敏感性是指暴露在孕災(zāi)環(huán)境中的不同承災(zāi)體對(duì)干旱影響的損失響應(yīng)。要準(zhǔn)確評(píng)估旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)，首先需要對(duì)各類承災(zāi)體的干旱缺水響應(yīng)進(jìn)行定量表征。由于干旱具有廣泛性，往往影響的行業(yè)和領(lǐng)域較多，涉及的承災(zāi)體類型較多，目前有關(guān)各種農(nóng)作物的因旱災(zāi)損敏感性研究相對(duì)較多，但對(duì)于門類繁多的工業(yè)、服務(wù)業(yè)來(lái)說(shuō)，各行業(yè)干旱缺水損失千差萬(wàn)別，需要從定量化研究不同行業(yè)災(zāi)損敏感性著手，進(jìn)而構(gòu)建工業(yè)、服務(wù)業(yè)災(zāi)損評(píng)估概化模型。③目前旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估研究尺度較為宏觀，微觀尺度的研究需要加強(qiáng)，如基于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)單元、農(nóng)戶或作物的旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，同時(shí)需加強(qiáng)研究不同時(shí)空尺度下風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果的轉(zhuǎn)換關(guān)系。

（4）在旱災(zāi)管理戰(zhàn)略方面，要切實(shí)推動(dòng)旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理，還需要加強(qiáng)以下幾方面的研究：①加強(qiáng)對(duì)不同區(qū)域旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)承載能力的定量研究?，F(xiàn)有各類研究對(duì)不同地區(qū)的旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)開展了評(píng)估研究工作，但是，尚未見旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)承載能力的研究，也就無(wú)法確定合適的旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)可接受水平來(lái)平衡調(diào)控成本與損失風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而影響旱災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)管理措施的制定和實(shí)施。②加強(qiáng)對(duì)干旱巨災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的研究。歷史上我國(guó)曾發(fā)生過(guò)多次大范圍、長(zhǎng)歷時(shí)的極端干旱事件，不僅造成農(nóng)業(yè)減產(chǎn)，還導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)危機(jī)、人口銳減，甚至朝代更迭。如著名的明末崇禎大旱和清光緒初年大旱，成為王朝衰敗和社會(huì)動(dòng)亂的重要因素。新中國(guó)成立67年來(lái)，我國(guó)雖然經(jīng)歷了幾次大的干旱，但是其干旱的規(guī)模和影響程度都不及歷史極端大旱嚴(yán)重。目前，我國(guó)有關(guān)的法規(guī)、規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)、制度等大部分都是按照常規(guī)情況來(lái)考慮的，幾乎沒有考慮大范圍、長(zhǎng)歷時(shí)的極端干旱事件發(fā)生的問(wèn)題。因此，亟需以史為鑒，開展歷史極端干旱事件重建、重演及巨災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)應(yīng)對(duì)策略研究，為極端干旱狀況下的國(guó)家水安全保障體系建設(shè)提供支撐。

4 結(jié)語(yǔ)

抗旱減災(zāi)是一門交叉學(xué)科，涉及水利、氣象、農(nóng)業(yè)、地理、社會(huì)等，需要綜合運(yùn)用自然科學(xué)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)科學(xué)中多學(xué)科的相關(guān)成果。目前，我國(guó)抗旱減災(zāi)科學(xué)水平還較低，技術(shù)手段也比較落后，譬如，干旱長(zhǎng)期和超長(zhǎng)期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)尚處于探索和研究階段，干旱監(jiān)測(cè)預(yù)警、旱災(zāi)影響評(píng)估以及風(fēng)險(xiǎn)分析方法和定量分析技術(shù)等剛剛起步，旱情旱災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)體系還夠不完善等，在很大程度上制約了抗旱減災(zāi)工作的科學(xué)、高效和主動(dòng)開展。為了促進(jìn)抗旱減災(zāi)領(lǐng)域的學(xué)科建設(shè)，即要形成以旱災(zāi)學(xué)、防旱學(xué)和抗旱減災(zāi)技術(shù)為主體的學(xué)科體系，為建立與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需求相適應(yīng)的抗旱減災(zāi)體系提供科學(xué)、全面的基礎(chǔ)理論、應(yīng)用科學(xué)和實(shí)用技術(shù)。

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