Assessing agricultural drought intensification and spatiotemporal pattern in the central Rift Valley using multi-source indices

干旱是一种复杂且多层面的现象，包括气象、农业、水文和社会经济等组成部分。本研究使用单一和复合干旱指数评估埃塞俄比亚中部东谢瓦区的农业干旱。采用降水条件指数（PCI）、温度条件指数（TCI）、植被条件指数（VCI）和土壤水分条件指数（SMCI）作为单一指数。为改进干旱表征，利用经验加权和有限优化技术构建了三个复合指数——尺度化干旱条件指数（SDCI）、植被健康指数（VHI）和优化植被干燥度指数（OVDI）。采用样本内相关分析评估了单一和复合指数与多时间尺度标准化降水指数（SPI）——一种广泛使用的气象干旱指标——的关联。结果表明，复合指数（OVDI、VHI和SDCI）与多时间尺度SPI的关联强于单一指数，尽管这些关联的强度因季节和SPI时间尺度而异。在单一指数中，PCI与短期SPI的样本内相关性最强（与SPI-1的r = 0.764）。相比之下，VCI和SMCI与较长期SPI尺度的相关性更强，SMCI的样本内相关性为（与SPI-3的r = 0.577）和（与SPI-6的r = 0.467）。时空分析表明干旱严重程度增加，2002年至2015年间被归类为严重干旱的面积从1%扩大至11%。研究结果为利用遥感指数进行干旱监测提供了见解，并可能有助于该地区改进干旱监测和预警方法的发展。