為什麼訂定乾旱指數很重要？

乾旱是一種長期降雨不足所導致的自然災害，對當地水資源、農業、工業和社會經濟活動都有嚴重影響。但是，「長期」究竟是指多久、降雨量要多少才算「不足」？由於各地區氣候條件不同，這些問題的答案不太可能相同。

舉例來說，對本來就潮濕多雨的臺灣或其他東南亞地區，即便是氣候上異常偏少的降雨量，拿到相當乾燥少雨的中東地區，可能已經是嚴重的洪澇。因此，降雨量的絕對多寡，並不是一個適合拿來跨地區比較的指標。

考慮各地區的氣候差異時，最簡單的乾旱指標像是「降雨量佔當地氣候正常值的百分比」，或是計算「降雨量在當地氣候統計中的百分位數（PR 值）」，這些數值不需要複雜的參數和不易取得的觀測資料，計算方式相對簡單，但盲點也比較多。

為了更準確比較不同氣候區域的旱澇情況，多年來，氣象學家和相關組織開發了多種不同複雜度的氣象乾旱指數。這些指數考慮了不同地區的氣候特性差異，因此可以在國際之間提供一個客觀、通用的指標，用來監測一個地區乾旱的嚴重程度、衡量災情。

帕默爾乾旱指數（PDSI）

帕默爾乾旱指數（Palmer Drought Severity Index，PDSI）由氣象學家 Wayne Palmer 開發，在 1965 年首次發布。PDSI 是一種基於「水文平衡」的乾旱指數，也就是需要考慮土壤的水分供需。

計算一個地區的 PDSI 需要當地土壤濕度的供需模型，除了需要長期的降水資料，還需要當地土壤的溫濕度、土壤特性的參數，尤其是難以測量的土壤蒸發散數據、土壤重新補水的效率等。

因此，PDSI 在計算上相對麻煩，亦需要長期但不易取得的觀測資料和數據，因此應用範圍較為有限，主要用於研究和管理長期乾旱問題​​。不過，PDSI 的優勢在於它考慮了水文平衡因素，能夠好好反映出長期乾旱的影響，所以 PDSI 多被用來判斷長期乾旱。

PDSI 以數值表示土壤含水程度的分級，正值表示土壤潮濕，數值越大表示土壤越濕潤；負值表示土壤乾旱，數值越小（越負）表示土壤越乾。

標準化降水指數（SPI）

由於 PDSI 的計算相對複雜且麻煩，需要大量有關土壤的觀測資料支持，McKee 等人在 1993 年開發了標準化降水指數（Standardized Precipitation Index，SPI），後來成為國際上最廣泛使用的乾旱指數，也是目前世界氣象組織（WMO）推薦的用來評估乾旱現象的指標。

針對不同時間尺度的 SPI，常見的有 SPI3（3個月）、SPI6（6個月）、SPI12（12個月）和 SPI24（24個月）。SPI3 可以評估3個月內的乾旱狀況，通常反映農作物的收成影響；而 SPI24 則評估一個地區兩年的乾旱狀態，能夠反映出地區水文變化的影響。評估不同時間尺度的乾旱情況，除了可以協助相關的災害應變、政策制定，也可以幫助科學家們理解乾旱事件的動力機制。

乾旱嚴重程度依據 SPI 的數值劃分為不同等級。當 SPI 值小於或等於 -1 時，表示中等乾旱；小於或等於 -1.5，表示嚴重乾旱；小於或等於 -2，則表示極端乾旱。這些分級標準幫助我們更清晰地了解乾旱的嚴重程度​。

SPI 最大的優勢在於計算上比 PDSI 更簡便、需要的觀測資料不多，且不需要土壤模型的各種參數，唯一需要輸入的變數就是「降水量」。此外，SPI 可以套用於不同的時間尺度計算，提供不同需求使用。

​​標準化降水蒸發指數（SPEI）

然而，SPI 指數主要依賴降水量這個單一變數，因此在反映乾旱的真實情況時可能有一定的侷限，多數時候，SPI 僅能反映「氣象乾旱」，無法衡量乾旱對土壤和農作物的影響。為了更準確反映乾旱情況，彌補 SPI 的盲點，科學家們開發了標準化降水蒸發指數（Standardized Precipitation Evapotranspiration Index，SPEI）​​。

SPEI 由 Vicente-Serrano 等人在 2010 年開發。計算上，SPEI 除了降水以外，還考慮了乾旱發生時，大氣蒸發的需求增加對乾旱嚴重程度的影響。因此，SPEI 結合了降水和蒸發散的影響，能更全面地衡量乾旱的嚴重程度。

此外，SPEI 不僅可以根據乾旱的強度和持續時間來衡量乾旱，還能辨別乾旱事件的開始與結束，這一點在分析氣候變遷下不同乾旱類型和影響時尤其重要。

與 SPI 類似，SPEI 也可以分成不同時間尺度來應用，當數值越負，代表偏乾的程度越極端​​。

​不同的乾旱指數各自發揮所長

不同的氣象乾旱指數適用於不同的情況。SPI 因其計算簡單、需要的資料和變數少等特性，相對靈活，在全球範圍內被廣泛使用。SPEI 則因其結合了降水和蒸發散的數據，能夠更準確地反映乾旱情況。PDSI 則主要用於長期乾旱的研究和管理。

隨著氣候變遷的影響日益顯著，乾旱問題將變得更加複雜和嚴峻。氣象署未來計劃提供 SPI 和 SPEI 乾旱指數監測及預警相關產品，幫助各地區應對乾旱挑戰​​。