`spei_documentation`

这spei.功能基于基于特定位置的气候学，基于简化水平衡的标准化来计算标准化沉淀蒸发折射率。

也可以看看：宠物。

内容

句法

s = spei（t，prev，pevap）[s，tint] = spei（t，pred，pevap，'集成时间'，月份）

描述

s = spei（t，pred，pevap）计算标准化的降水蒸发散热率指数S.，给予沉淀，prop和潜在的蒸发PEVAP对应于时间T.。PER.和PEVAP.可以是1D矢量或3D立方体，其前两个维度是空间的，其第三维对应于时间T.。尺寸PER.和PEVAP.必须同意。时代T.可以是DateTime或DateNum格式。

[s，tint] = spei（t，prev，pevap，'集成时间'，月份）整合超过1,2,3,4,6或12个月。默认的集成时间是1月。输出着色包含缩小时间序列的日期。

例子

该示例展示了如何计算和显示标准化沉淀蒸发散热率指数SPEI的时间和空间模式。我们将使用NCEP / NCAR再分析数据（气候数据同化系统我每天）下载从哥伦比亚大学的IRI / LDEO气候数据库。

文件NCEP-NCAR.MAT包含平均温度（t），最大温度（Tmax），最小温度（Tmin）和降水（P）以及时间，纬度和径向的乘积的多个三维数量经度。在本页底部解释了从气候数据库中检索这些变量。

加载NCEP-NCAR.

我们的数据跨越时间范围

DISP（[min（t）max（t）]）disp（多年（max（t）-min（t））））

2008-01-01 2018-12-31 10.9982

降水量有单位kg ^ 2 / m ^ 2 / s，我们将这些单位改为mm / day。温度是k，我们将它们改为℃。

p = p * 3600 * 24;t = t-273.15;tmax = tmax-273.15;tmin = tmin-273.15;

计算外星人太阳辐射

Hargreaves和Samani的宠物方程需要外星辐射（RA）作为输入。RA是地球大气层顶部的水平表面上的太阳辐射，并且基于依赖于纬度的地球的轨道参数来计算。我们希望在每日时间间隔内集成的太阳辐射时间变化，可以使用该功能计算太阳辐射功能。采用Meshgrid.转而扭转拉特，Lon向往的载体，从而为每个网格单元提供了一个不同的纬度值：

[LON，LAT] = Meshgrid（LON，LOT）;ra = solar_radiation（t，lat）;％绘图网格单元5,5：绘图（T，挤压（Ra（5,5，:)）ylabel（'ra [mj m ^ 2天^ { -  1}]'） 标题（['太阳辐射'Num2str（LAT（5））'\ civn']）

计算潜在的蒸散蒸腾

Spei需要降水和潜在的蒸发（PET）。宠物是基于Hargreaves和Samani（1985）的公式计算的，其估计基于温度和外星辐射的参考作物蒸发。

计算潜在蒸发有许多方法。找到编译这里（见补充剂）。在这里，我们使用Hargreaves-Samani（1985）的公式，这是一种基于温度的方法来计算潜在的蒸散（PET）并在功能宠物中实现。使用Hargreaves-Samani方程的主要优点在于其简单性和对输入参数的要求。

Pevap = PET（RA，Tmax，Tmin，T）;绘图（T，挤压（PEVAP（5,5，:)）ylabel（'宠物[mm day ^ { -  1}]'） 标题（['潜力蒸发'Num2str（LAT（5））'\ civn，'num2str（lon（5））'\ circe']）

计算Spei.

Spei是一种干旱指数，可以由不同的科学学科用于检测，监测和分析干旱。Spei允许通过时间和空间进行干旱严重程度，因为它可以在广泛的气候范围内计算出来。功能spei.根据降水和PET之间的差异来计算索引，并启用设置不同大小的集成时间。

％两种计算SPEI的方法：s = spei（t，p，pevap）;[S3，T3] = SPEI（T，P，PEVAP，'IntegationTime'，3）;图Subsubplot（2,1,1）图（T，挤压（s（5,5，:)）保持在图（T3，挤压（S3（5,5，:)））Ylabel（'spei'）轴紧的标题（['spei's'Num2str（LAT（5））'\ civn，'num2str（lon（5））'\ circe']） 传奇（'生的'那'3个月集成'）子取样（2,1,2）图（t，挤压（p（5,5，:)）ylabel（'降水[mm day ^ { -  1}]'）设置（GCA，'yaxislocation'那'对'）轴紧的

检索NCEP / NCAR再分析数据

以下是显示我们在此文件中使用的ncep-ncar.mat文件的脚本。

空白='％20';Bopen ='％28';bclose ='％29';datestart ='2008年1月1日';Dateend = '31 2018年12月';lonlims = '30 .0 / 50.0';％'27 .1875 / 45.9375';Latlims = '20 .0 / 5.0';vars = {'temp'，'最大'，'最小'};

对于r = 1：numel（vars）url = ['https://iridl.ldeo.columbia.edu/sources/.noaa/.ncep-ncar/.cdas-1 /.daily/' ...'.diagnostic/.above_ground /'，...'。'vars {r}'/ t /'...'（'datestart'）（''sestart'）范围/'...'x /'lonlims'/ rangeedges /'...''y /'latlims'/ rangeedges/ dods'];

URL =替换（URL，'，空格）;URL =替换（URL，'（'，bopen）; url =替换（url，'）'，bclose）;如果r == 1 lon = ncread（url，'x'）;lat = ncread（url，'y'）;t = ncdateread（URL，'t'）;结尾

如果r == 1 t = ncread（URL，'temp'）;elsefif r == 2 tmax = ncread（url，'temp'）;否则Tmin = ncread（URL，'temp'）;结束T =挤压（T）;tmax =挤压（tmax）;tmin =挤压（tmin）;

vars ='prate';kg / m2 / s url = ['https://iridl.ldeo.columbia.edu/sources/.noaa/.ncep-ncar/.cdas-1/.daily/' ...'.diagnostic /。表面/'，... '。'vars' / t /'...'（'datestart'）（'dateent'）rangeedges /'...''x /'lonlims'/ rangeedges /'...''y /'latlims'/ rangeedges / dods'];URL =替换（URL，'，空格）;URL =替换（URL，'（'，bopen）; url =替换（url，'）'，bclose）;lonp = ncread（url，'x'）;Latp = ncread（URL，'y'）;p = ncread（URL，'Prate'）;p =挤压（p）;

％三维阵列具有它们的第一和第二尺寸切换。％在这里我们使用函数效果交换尺寸：lon = lon';t =换算（t，[2 1 3]）;tmax =换算（tmax，[2 1 3]）;Tmin =润滑（Tmin，[2 1 3]）;p =换算（p，[2 1 3]）;

保存NCEP-Nacar.Mat

参考

Hargreaves，乔治H.和Zohrab A. Samani。“从温度参考作物蒸散。”农业应用工程1.2（1985）：96-99。DOI：10.13031 / 2013.26773。

McMahon，T. A.等人。“使用标准气象数据估算实际，潜力，参考作物和平移蒸发：务实的合成。”水文和地球系统科学17.4（2013）：1331-1363。DOI：10.5194 / HESS-17-1331-2013。

作者信息

该职能和支持文档由Josédelga金宝appdo和沃尔夫冈施旺哈特（波茨坦大学）为2019年2月，为Matlab的气候数据工具箱（Potsdam）编写。