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An Integrated Framework for Extreme Drought Assessments Using the Natural Drought Index, Copula and Gi* Statistic
Water Resources Management ( IF 4.3 ) Pub Date : 2020-02-21 , DOI: 10.1007/s11269-020-02506-7
Quang-Tuong Vo , Jae-Min So , Deg-Hyo Bae

Abstract

This study proposes a framework to evaluate extreme drought using the natural drought index, copula and hot spot analysis. The study area was South Korea. Data were used from 59 automatic synoptic observing system stations; the variable infiltration capacity model was used for the period from 1981 to 2016. The natural drought index was constructed from precipitation, runoff and soil moisture data, which reflect the water cycle. The average interval, duration and severity of extreme drought events were determined following Runs theory. The most extreme drought period occurred in 2014–2016, with 46 of the 59 weather stations exhibiting drought conditions and 78% exhibiting extreme drought conditions. The Inje and Seosan stations exhibited the longest drought duration of 6 months, the most severe drought was 5 times higher than the extreme drought severity threshold. The periods and locations of extreme drought were identified using the natural drought index corresponded to the historical droughts in South Korea. Furthermore, the joint return period of 50 years indicated the northeastern area of South Korea suffered from long-lasting and severe drought. Meanwhile, hot spot analysis was used to explore the extreme drought conditions and showed an increasing trend in the middle and northeastern parts of South Korea. Overall, this framework provides water resource managers with essential information about extreme events, extreme joint return periods, locations and significant trends of natural drought that have not been considered before.



中文翻译:

利用自然干旱指数,Copula和Gi *统计数据进行极端干旱评估的综合框架

摘要

这项研究提出了使用自然干旱指数,copula和热点分析来评估极端干旱的框架。研究区域是韩国。数据来自59个自动天气观测站。1981年至2016年采用变量入渗能力模型。自然干旱指数是根据降水,径流和土壤水分数据构建的,反映了水循环。根据Runs理论确定极端干旱事件的平均间隔,持续时间和严重程度。最极端的干旱时期发生在2014-2016年,在59个气象站中有46个处于干旱状态,而78%处于极端干旱状态。仁济站和瑞山站的干旱时间最长,为6个月,最严重的干旱比极端干旱严重度阈值高5倍。使用与韩国历史干旱相对应的自然干旱指数确定了极端干旱的时期和地点。此外,联合回归期为50年,表明韩国东北部地区遭受了长期严重的干旱。同时,热点分析被用于探索极端干旱条件,并显示出在韩国中部和东北部地区的增加趋势。总体而言,该框架为水资源管理者提供了有关极端事件,极端联合回归期,自然干旱的位置和重大趋势的重要信息,而这些都是以前没有考虑过的。使用与韩国历史干旱相对应的自然干旱指数确定了极端干旱的时期和地点。此外,联合回归期为50年,表明韩国东北部地区遭受了长期严重的干旱。同时,热点分析被用于探索极端干旱条件,并显示了在韩国中部和东北部地区的增长趋势。总体而言,该框架为水资源管理者提供了有关极端事件,极端联合回归期,自然干旱的位置和重大趋势的重要信息,而这些都是以前没有考虑过的。使用与韩国历史干旱相对应的自然干旱指数确定了极端干旱的时期和地点。此外,联合回归期为50年,表明韩国东北部地区遭受了长期严重的干旱。同时,热点分析被用于探索极端干旱条件,并显示了在韩国中部和东北部地区的增长趋势。总体而言,该框架为水资源管理者提供了有关极端事件,极端联合回归期,自然干旱的位置和重大趋势的重要信息,而这些都是以前没有考虑过的。50年的共同返回期表明,韩国东北部地区遭受了长期严重的干旱。同时,热点分析被用于探索极端干旱条件,并显示了在韩国中部和东北部地区的增长趋势。总体而言,该框架为水资源管理者提供了之前从未考虑过的有关极端事件,极端联合回归期,自然干旱的位置和重大趋势的基本信息。50年的共同返回期表明,韩国东北部地区遭受了长期严重的干旱。同时,热点分析被用于探索极端干旱条件,并显示了在韩国中部和东北部地区的增长趋势。总体而言,该框架为水资源管理者提供了之前从未考虑过的有关极端事件,极端联合回归期,自然干旱的位置和重大趋势的基本信息。

更新日期:2020-03-20
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