SPEI indeksas

Metodika

Indeksas sukurtas kaip alternatyva (papildinys) kitam meteorologinės sausros tipo indeksui – SPI (Standartized Precipitation Index, liet. – standartizuotas kritulių indeksas). Šis sausros indeksas gali būti naudojamas įvairose mokslo disciplinose, kuriose gali reikėti aptikti, stebėti ir analizuoti sausras. Vis plačiau naudojamas tyrimuose, kurie susiję su klimatologija ir hidrologija. SPEI indeksas gali įvertinti sausros stiprumą atsižvelgiant į jos intensyvumą ir trukmę, be to, jis leidžia nustatyti sausros pradžios ir pabaigos datas. Indeksas leidžia palyginti sausrų stiprumą laiko ir erdvės atžvilgiu, nes jį galima apskaičiuoti įvairiomis klimato sąlygomis. Skirtingai negu SPI, ivertinant sausras SPEI indeksu yra atsiževlgiama ne tik į kritulius, bet ir į potencialią evapotranspiraciją. Todėl SPEI indekse yra įtraukta oro temperatūros komponentė, kuri leidžia įvertinti oro temperatūros poveikį sausros vystymuisi atsižvelgiant į vandens balanso skaičiavimus. Šis indeksas gali būti skaičiuojamas įvairiam laikotarpiui (laiko žingsnis) – nuo 1 iki 48 mėnesių. Kuo ilgesnė seka tuo rezultatas bus tikslenis. SPEI turi intensyvumo skalę, kurioje yra apskaičiuotos teigiamos ir neigiamos reikšmės. Šios reikšmės apibūdina sausringumo ir drėgnumo atviejus. SPEI indekso skaičiavimui gali būti taikomi keli skirtingi metodai, o tai priklausmo nuo duomenų prieinamumo. Pavyzdžiui, turinti tik kritulių ir temperatūros duomenis, potenciali evapotranspiracija gali būti įvertinta Thornthwaite metodu. Šiame potencialios evapotranspiracijos skaičiavimo supaprastintame variante yra neatsižvelgiama į tam tikrus parametrus (vėjo greitis, paviršiaus drėgmė ir saulės spinduliuotė), kurie gali turėti įtakos galutinei SPEI reikšmei. Tais atviejais, kai duomenų prieinamumas yra didesnis (turimi vėjo greičio, saulės spinduliuotės, santykinio drėgnumo duomenys), dažniausiai pirmenybė teikiama sudėtingesniam potencialios evapotranspiracijos skaičiavimo metodui (Penman-Monteith, Hargreivo lygtys ir kt.). Šios lygtys leidžia išsamiau įvertinti sausros kintamumą. Tačiau šie papildomi kintamieji gali turėti didelį neapibrėžtumą.

Skaičiavimas

SPEI indekso skaičiavimui yra naudojamas kiekvieno mėnesio skirtumas tarp kritulių ir potencialios evapotranspiracijos. Šis skirtumas tarp kritulių ir potencialios evapotranspiracijos pačiu paprasčiausiu būdu apibūdina klimatinį vandens balansą. Skirtumas tarp šių dviejų dydžių i mėnesiui yra paskaičiuojamas: Di = Pi – PETi , kur Pi – kritulių kiekis tą mėnesį; PETi – to mėnseio potenciali evapotranspiracija. Šia lygtimi yra nustatamas skaičiuojamojo mėnesio vandens balansas, t.y susidaro vandens perteklius ar trūkumas. Kaip ir SPI indeksas, SPEI gali turėti neigiamą arba teigiamą reikšmę. Kai SPEI indekso reikšmė yra mažesnė negu -1 – prasideda sausra. Perėjus į teigiamą reikšmę – sausra baigiasi. Sausrų intensyvumo skalė pagal SPEI indeksą:
SPEI < -2 – labai stipri sausra; -2 < SPEI < -1.5 – stipri sausra; -1.5 < SPEI < -1 – vidutinė sausra; -1 SPEI < 1 – normalios sąlygos; 1 < SPEI < 1.5 – vidutiniškai drėgna; 1.5 < SPEI < 2 – labai drėgna; SPEI > 2 – labai didelis drėgnumas

Indekso privalumai

Oro temperatūros įtraukimas kartu su kritulių duomenimis leidžia SPEI indeksui atsižvelgti į temperatūros poveikį sausros situacijai. Gauti rezultatai gali būti lengvai palyginami, nes jie yra standartizuoti. Naudojant oro temperatūros duomenis, SPEI yra laikomas idealiu indeksu, kai siekiama nustatyti klimato kaitos poveikį modelio rezultatams pagal įvairius ateities scenarijus.

Indekso trūkumai

Greitai besivysatnčios sausros gali būti nenustatytos, nes SPEI indekso mažiausias laiko žingsnis – vienas mėnuo. Jautrus metodui, kuriuo apskaičiuojama potenciali evapotranspiracija. Kritulių ir temperatūros duomenyse negali būti trūkių.

Šaltiniai

A Multiscalar Drought Index Sensitive to Global Warming: The Standardized Precipitation Evapotranspiration Index. Sergio M. Vincente-Serrano. 2009. Journal of Climate. Volume 23
MAFEI Carmen. Extreme Weather and Impacts of Climate Change on Water Resources in the Dobrogea Region. “Ovidius” University of Constanta, Romania, 2015. ISBN13: 9781466684386