土耳其?oruh河流域气象干旱评估：基于SPI、SPEI与Copula函数的概率分析方法

本研究针对土耳其?oruh河流域气象干旱评估的空白，首次联合应用标准化降水指数(SPI)和标准化降水蒸散指数(SPEI)，通过游程理论识别干旱事件，采用对数正态分布拟合干旱特征，并利用Copula函数构建联合概率模型。研究发现SPEI能更准确捕捉升温条件下的长期干旱，为气候适应规划提供了概率风险评估框架。

　　

在全球气候变化背景下，干旱已成为威胁生态系统和社会经济可持续发展的重大自然灾害。土耳其?oruh河流域作为典型的干旱敏感区，其干旱评估长期依赖单一降水指标，忽略了温度升高对蒸散发的关键影响。传统干旱指数如标准化降水指数(Standardized Precipitation Index, SPI)虽能反映降水异常，但无法捕捉气候变化背景下"高温-干旱"的耦合效应，导致干旱风险评估存在系统性偏差。

针对这一科学问题，Tolga Bar?? Terzi与Osman ü?üncü在《Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C》发表的研究中，首次将标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index, SPEI)引入该流域，结合Copula函数构建了多维度干旱概率评估模型。研究团队通过对比SPI与SPEI的性能差异，揭示了温度因素对干旱特征的关键影响，为干旱敏感区的水资源管理提供了创新性方法论框架。

关键技术方法包括：1)基于科尔莫戈罗夫-斯米尔诺夫检验(K-S test)筛选最优概率分布，采用三参数Gamma分布拟合SPI，Log-logistic分布计算SPEI；2)应用Hargreaves方程估算潜在蒸散发；3)通过游程理论识别干旱事件特征参数；4)采用对数正态分布作为边缘分布，分别用高斯Copula(SPI)和Frank Copula(SPEI)建模干旱持续时间与强度的依赖结构；5)计算10-200年重现期的单变量与联合概率。

研究结果部分：
Study area
?oruh河流域(20,265.48 km²)位于北纬39°52′-41°32′，东经39°40′-42°35′，海拔梯度显著(从海平面至3,500米)，为研究气候异质性对干旱的影响提供了理想场所。

Meteorological drought analysis
SPEI分析显示温度升高使干旱持续时间平均延长23%，而SPI低估了这种效应。Copula模型表明干旱持续时间与强度存在强非线性依赖(肯德尔秩相关系数τ=0.78)，SPEI识别的百年一遇干旱事件强度比SPI高34%。

Conclusion
研究证实SPEI在升温情景下的评估优势，其捕捉的极端干旱事件重现期较SPI缩短40%。建立的Copula联合概率模型可准确量化"持续时间-强度"二维风险，为跨境流域的气候适应决策提供了科学依据。

讨论部分强调：该研究突破了传统单指标干旱评估的局限，首次在?oruh河流域建立了温度敏感的干旱风险评估体系。通过揭示SPEI对长期干旱的识别优势，证实了在气候变暖背景下必须整合蒸散发效应的科学观点。提出的Copula联合概率框架为干旱早期预警系统开发提供了可推广的方法论，尤其适用于地中海气候区等干旱热点区域。研究成果直接支撑了土耳其国家水资源管理战略的制定，并为类似气候区的水-能-粮纽带关系研究奠定了理论基础。