Revisiting the probabilistic definition of drought: strengths, limitations and an agrometeorological adaptation



Document title: Revisiting the probabilistic definition of drought: strengths, limitations and an agrometeorological adaptation
Journal: Bragantia
Database: PERIÓDICA
System number: 000348719
ISSN: 0006-8705
Authors: 1
Institutions: 1Instituto Agronomico, Centro de Ecofisiologia e Biofisica, Campinas, Sao Paulo. Brasil
Year:
Season: Ene-Mar
Volumen: 71
Number: 1
Pages: 132-141
Country: Brasil
Language: Inglés
Document type: Artículo
Approach: Experimental
English abstract Drought is a slow-moving hazard that occurs in virtually all countries of the world. In the light of this, several indices have been developed to improve the detection of drought’s onset, as well as quantifying other features of this phenomenon. The Standardized Precipitation Index (SPI) is often used in order to characterize meteorological droughts. In addition, this index is largely used by Brazilian’s agricultural institutions. In order to add important information to the drought literature, this review article described a general definition of drought, evaluated it from a statistical point of view, and also described the SPI strengths and limitations. An adaptation of the SPI that aims to develop a probability-based agricultural drought index was also presented. The results obtained herein, associated with several studies carried out throughout the world, demonstrated that the SPI is not an agricultural index. It is just a mathematical approach developed to transforming skewed distributions into the Gaussian form. If this standardization cannot be achieved, the use of this index becomes meaningless. Therefore, a normality test should be used in establishing a temporal lower limit for the SPI computations. It was also verified that for periods in which the probability associated with the zero precipitation value is close to 0.5, the SPI may erroneously indicate the end of an existing drought (or a decrease in its severity) in the presence of a decrease in the actual evapotranspiration values
Portuguese abstract A seca é uma adversidade que se desenvolve lentamente ao longo do tempo, ocorrendo em praticamente todos os países do mundo. Consequentemente, diversos índices tem sido desenvolvidos para melhorar a detecção de seu início, bem como para quantificar demais características desse fenômeno. O Índice Padronizado de Precipitação (SPI) é frequentemente empregado na caracterização da seca meteorológica. Em adição, este índice é frequentemente utilizado por instituições agrícolas brasileiras. Objetivando adicionar relevantes informações à literatura relativa à referida adversidade, este trabalho descreveu uma definição geral de seca, avaliou a mesma sob o aspecto estatístico e ressaltou qualidades e limitações do SPI. Apresentou- se também uma adaptação desse modelo matemático que visa ao desenvolvimento de um índice probabilístico de seca agrícola. Os resultados, associados a diversos estudos desenvolvidos nas distintas regiões do Globo, demonstram que o SPI não é um índice de seca agrícola, sendo apenas uma abordagem matemática que visa transformar distribuições assimétricas para a forma Gaussiana. Uma vez que essa padronização não for atingida, o uso deste índice torna-se pouco consistente. Portanto, um teste de normalidade deve ser utilizado no estabelecimento de uma escala temporal mínima para seu cálculo. Verificou-se também que, em períodos em que a probabilidade associada ao valor zero de precipitação for próxima a 0,5, o SPI pode indicar uma melhora, ou até mesmo o fim das condições de um evento de seca mesmo existindo um déficit crescente de evapotranspiração real
Disciplines: Geociencias,
Biología
Keyword: Ciencias de la atmósfera,
Ecología,
Fisiología vegetal,
Indice estandarizado de precipitación,
Normalidad,
Evapotranspiración,
Adaptación agrometeorológica
Keyword: Earth sciences,
Biology,
Atmospheric sciences,
Ecology,
Plant physiology,
Standardized precipitation index,
Normality,
Evapotranspiration,
Agrometeorological adaptation
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