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由于我国降雨时空分布极不均衡、空间分布范围较广和暴雨相对集中等特点,因此,如何快速准确地对大范围区域内的暴雨特性进行分析具有关键作用。结合最新在线运行的全球卫星降水数据(GPM IMERG),综合利用EOF方法、快速时段累积雨量提取和空间数据插值等方法,提出了一种基于卫星数据的暴雨分析方法;在湖北省范围内对数据进行适用性评价后,进一步开展了方法应用研究,其结果表明:(1)基于全球卫星降水数据(GPM IMERG)在湖北省范围内适用性良好,相关系数在日尺度上达到了0.759;(2)EOF(经验正交函数分解)分析方法所识别的关键模态对暴雨中心分布具有指示作用;(3)基于全球卫星降水数据(GPM IMERG)在快速时段累积雨量提取和空间数据插值法所得出的暴雨中心与EOF的某一个关键模态在暴雨空间上分布一致。本文提出的方法可为地面雨量站缺乏地区的暴雨分析提供理论基础和科技支撑。 相似文献
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高质量的水文气象观测数据是开展气象和水文灾害监测、预报预警及长期气候变化趋势分析的基本支撑。针对流域尺度内现有融合降水数据空间分辨率低的问题，通过集合卡尔曼滤波（EnKF）融合算法对清江流域33个地面站点和TRMM及CMORPH两种卫星产品的降水数据在日尺度上进行融合，得到了0.05°×0.05°的清江流域融合降水数据MSAP。利用留一交叉验证的方式对卫星降水、地面插值和MSAP融合降水数据进行定量分析，证明EnKF融合算法能从相关性系数R、平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE 3个方面改善清江流域降水的精度，并且融合算法改善了卫星数据和地面数据在流域边界部分区域精度低的缺点，展现了EnKF融合算法在降水数据融合中的应用潜力。进一步地，将MSAP与CMFD、ERA5和MSWEP等3种主流再分析数据进行对比，并对1998年汛期清江流域与长江干流四次洪峰遭遇中最大的两次遭遇所对应的场次强降水进行了空间分析。结果表明，在时间尺度上，MSAP数据具有最高的R和最小的MAE及RMSE；在误差的空间分布上，MSAP数据在各站点精度评价指标的空间差异最小，四种再分析数据精度由高到低排序为MSAP&... 相似文献
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全球降水观测计划GPM降水产品IMERG(Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM)作为热带降水观测计划TRMM降水产品TMPA(TRMM Multisatellite Precipitation Analysis)的继任者,提供了覆盖范围更大、时间序列更长、精度和时空分辨率更高的降水数据来源。论文以国内809个气象台站2000-2017年逐日降水作为基准数据,选取极端日降水(R95p)、极端降水总量(R95pTOT)、最大日降水量(Rx1day)、最大5日降水量(Rx5day)和大雨日数(R25mm)5种极端降水指标,评价IMERG V06 Final(IMERG)在中国大陆的极端降水探测能力,并与TMPA 3B42V7(TMPA 3B42)的结果进行对比。结果表明:①总体上,各项极端指标下IMERG对极端降雨监测表现优于TMPA 3B42产品;②IMERG除倾向于低估R95p、高估R95pTOT外,其他极端降水指标偏差均低于TMPA 3B42;③在极端降雨的探测上,两个卫星产品在高海拔和干旱地区的探测精度较低,但IMERG V06的表现较TMPA 3B42更好,可靠性更高;④在极端降水频率的表现上,IMERG的频率分布较TMPA 3B42更接近于实测雨量,但在更高强度降水(>100 mm/d)中均存在低估。 相似文献
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基于九年实测资料,为验证GPM第六版本的3个子产品(IMERG-E,IMERG-L,IMERG-F)和TRMM七版本的两个子产品(TMPA-3B42,TMPA-3B42RT)的适用性,在南流江流域上进行了多时空尺度的精度评价.结果表明,①对流域和站点来说,IMERG产品在日尺度上的相关性(CC)和稳定性(RMSE)优于... 相似文献
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多源遥感降水评估及其在水文模拟中的应用 总被引：1，自引：0，他引：1
多源遥感降水产品为无资料或缺资料地区的水文过程模拟提供了新的高质量的数据来源。以美国爱荷华州Iowa-Cedar中型流域为例,基于地面雨量站降水数据CPC-U定量评估了5种多源遥感降水产品(NLDAS2、Stage IV、TMPARP、TMPART和IMERG)的精度,并结合分布式水文模型DRIVE(Dominant river tracing-Routing Integrated with Variable Infiltration Capacity Environment)进行了水文效用评估。研究表明:①NLDAS2和Stage IV都能很好地捕捉降水事件,与CPC-U具有良好的一致性,其次是IMERG和TMPARP,日尺度上相关系数达到0.63~0.80,偏差为-0.21%~15.37%,探测率为0.61~0.74,而TMPART产品精度较低;②采用不同降水数据驱动分布式水文模型进行径流模拟,NLDAS2和CPC-U表现效果最好,纳什效率系数分别为0.82和0.8,其次是Stage IV和TMPARP,纳什效率系数分别为0.79和0.63,而IMERG和3B42RT表现较差,纳什效率系数分别为0.46和-1.09。对比结果表明,NLDAS2、Stage IV降水产品精度评估表现较好,适合在Iowa-Cedar流域进行水文模拟应用,其次是TMPARP和IMERG,但IMERG水文效用评估相对较差,说明多源遥感降水数据融合产品更适合于水文模拟应用。 相似文献
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《中国农村水利水电》2020,(10)
近期,国家气象中心推出了中国自行研制的多源降水融合产品,理论上,此产品的出现可有效解决国内缺乏监测站点区域的洪水预报预警问题,但是国产降水融合产品在这个领域应用较少,且其数据精度及其在暴雨洪水过程模拟的效用有待进一步评估。本文选取湍河上游后会水文站控制流域作为研究区域,采用模块化时空变源分布式水文模型,以站点降水和国产融合降水作为模型的输入,其中国产融合降水是基于地面雨量站、雷达、FY-2气象卫星三种数据源融合而成,对后会流域2018年两场实测洪水过程进行模拟,用以评估国产融合降水信息的水文模拟效用和数据精度,研究结果表明:国产融合降水产品在降水落区的把握上具有较高的精准度,但在数量上相对于站点观测数据具有一定程度的低估,在两个洪水过程中分别为13.1%和3.4%。在流域径流模拟方面,此融合降水产品具有较高的精度,两场洪水过程的确定性系数均在0.8以上,分别为0.84和0.91。国产多源融合降水产品在无资料流域洪水预报的问题上具有较好的应用前景,研究成果可为评估、改善国产融合降水数据的质量提供案例支撑和技术参考。 相似文献
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为获得基于Landsat卫星遥感数据更为精确的定量化干旱监测结果,以陕西省关中平原为研究区域,基于Aqua MODIS数据反演的1 km空间分辨率的条件植被温度指数(VTCI)的定量化干旱监测结果(MODIS-VTCI)和Landsat OLI/TIRS数据反演的30 m空间分辨率的VTCI相对干湿监测结果(Landsat-VTCI),应用降尺度的中值融合模型(MFM)将基于MODIS数据反演的VTCI降尺度至30 m空间分辨率的VTCI定量化干旱监测,并对其结果进行验证。结果表明,应用降尺度的中值融合模型转换的VTCI定量化干旱监测结果(MFM-VTCI)与Landsat-VTCI的空间分布及纹理特征相似,两者间的相关系数和结构相似度均较大,均方根误差、差值影像及差值频数分布图所呈现的结果与定量化干旱监测结果和相对干湿监测结果间的系统误差相符,表明Landsat-VTCI与MFM-VTCI间的可比性较强。MFM-VTCI与累计降水间的相关性和MODIS-VTCI与累计降水间的相关性相近,均大于Landsat-VTCI与累计降水间的相关性,表明MFM-VTCI是定量化的干旱监测结果。 相似文献
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利用1992—2000年间黄土高原地区逐月降雨量、实测土壤湿度数据,结合GIS遥感技术、相关分析等方法,对基于TU-Wien变化检测算法,从ERS散射计数据反演获取的土壤湿度指数(SWI)或表层土壤湿度(SSM),从点和面2个尺度进行了验证。结果表明,在不同的土地利用、土壤质地和地形条件下,SWI或SSM与降水呈正相关(P<0.01)。时间序列方面,降雨、实测值和SWI或SSM基本上呈现出相同的变化趋势;空间分布上,降水和SWI具有相似的分布特征。在点尺度上,选取的7个站点的SWI与降水呈正相关(P<0.01),SWI和实测值的相关性随土层深度加深而下降,仅在10cm处达到显著水平(P<0.01)。对表层10cm的实测数据而言,降水和SWI的相关性要好于其与实测值的相关性。在黄土高原区域尺度上,SWI或SSM能够较为准确地揭示该地区表层土壤湿度的演变和空间分布特征。有长达20年(1992—2011年)之久的数据积累,并且可以免费及时获取的SWI或SSM,对于大范围实测土壤湿度数据匮乏的黄土高原地区而言,是一种具有较高利用价值的土壤湿度监测数据产品。 相似文献
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《中国农村水利水电》2019,(8)
把握土壤水分时空格局变化特征,对生态环境综合治理、防止水土流失具有重要参考价值与现实意义。提出一种基于DEM校正TVDI的SMOS土壤水分数据降尺度方法,对25 km空间分辨率的SMOS L3土壤水分产品空间尺度降至1 km,并对降尺度结果进行了验证。然后利用土壤水分变化的空间均方根误差(RMSEδs)和时间均方根误差(RMSEδt)对2017年研究区的土壤水分时空格局变化进行了分析,分析结果表明研究区土壤水分时空分布呈现不均一性,总体上南部和东部地区土壤水分含量较高,北部和西部地区含量较低。土壤水分随时间变化有所波动,6-8月份雨季时期土壤水分值普遍较高。此外,TRMM 3B43降水数据和土壤水分降尺度结果相关性分析表明,不同降雨条件会对土壤水分和降雨之间的相关系数产生显著的差异性影响。 相似文献
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对降水的多尺度周期规律进行研究,可以深层次分析降水特征及演变趋势,能够为水资源系统决策提供依据。以洞庭湖流域为研究对象,以流域11个代表性雨量站1958-2009年降水资料为基础,采用小波分析法,研究了各站年降水多尺度周期特征以及演变趋势,进而分析了其空间分布规律。结果表明:小波分析法在水文、气象等非稳定信号序列的多尺度特征分析与趋势预测中独具优势;洞庭湖流域不同地区年降水多尺度周期特征具有较明显的空间分布规律,而不同地区年降水的演变趋势大致相同,整体将处于降水偏少状态。 相似文献
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基于排放情景RCP2.6,RCP4.5和RCP8.5,采用站点实测资料、ERA-40再分析资料以及从23种大气环流模式中优选的5种大气环流模式数据,构建统计降尺度模型SDSM,预估中国西北内陆干旱地区黑河流域的未来(2021-2050年)日最高、最低气温以及降水情景.结果表明:构建的降尺度模型对黑河流域气温模拟效果较好,率定期及验证期中的决定系数R2和纳什效率系数NSE均在0.9以上,均方根误差RMSE整体控制在实测值的20%内;降水模拟效果较气温而言略差,但除下游沙漠地区模拟效果一般外,其余地区模拟结果的R2及NSE均在0.500以上.未来情景预估结果表明:较基准期(1976-2005年)而言,未来3种排放情景下仅1种模式模拟的降水量整体呈下降趋势,其余4种模式模拟的结果有增有减,年降水量变化幅度大多在±10%以内;不同季节、月份间的降水量变幅差异性更为显著,且大多模式显示出夏季降水减少,春季降水增多的现象;所有模式模拟的未来最高、最低气温较基准期而言均呈上升趋势,最高气温增幅大于最低气温增幅,且气温增幅随典型浓度目标值提升而升高. 相似文献
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研究鄱阳湖流域的降水和气温变化为指导湖区防洪抗旱、保护生态、开发利用水资源和保证流域社会经济协调发展等具有重要作用。利用SDSM统计降尺度方法以及NCEP大尺度再分析数据对鄱阳湖流域降水和气温进行降尺度模拟,效果较好。利用全球气候模式HadCM3的输出,预测鄱阳湖流域在A2和B2情景下未来降水和气温变化。通过分析发现,未来降水相比基准年长期呈现整体减少趋势,而未来气温相比基准年长期呈现整体增加趋势,根据研究结果推论未来鄱阳湖径流可能会呈减少变化。 相似文献
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《中国农村水利水电》2017,(3)
利用1956-2010年淮河蚌埠以上流域内112个雨量站的逐日降水资料,采用Mann-Kendall趋势分析和小波分析方法分析了蚌埠以上流域三级水资源分区近50 a降水的时空分布特征。结果表明:(1)蚌埠以上多年平均降雨存在北部低,南部高的空间分布不均匀性,4个分区中除王蚌区间南岸降雨有递增趋势外其他均为递减趋势,整个蚌埠以上降雨有递增趋势。(2)从时间上看,MK检验显示王家坝以上北岸降雨有显著递减趋势,王蚌区间南岸降雨有较显著递增趋势,Mann-Kendall趋势检验UF曲线显示王蚌区间南岸变化趋势在整个研究时间段不显著,2003年突变降雨对统计结果影响较大。(3)蚌埠以上研究区域及分区降雨有不同的周期,但有共同的6 a左右的振荡周期。整个研究区域降雨变化特征受分区影响。 相似文献
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《中国农村水利水电》2017,(9)
基于长江流域宜昌站以上集水区的气象站实测数据,采用等距离累积分布函数法(Equidistance Cumulative Distribution Function Method,EDCDFm),对国际耦合模式比较计划第5阶段(Phase Five of the Coupled Model Intercomparison Project 5,CMIP5)的2种排放情景下(RCP4.5,RCP8.5)8个气候模式模拟的降水和气温进行统计降尺度。在此基础上,采用平均绝对误差、相对偏差和相关系数评估EDCDFm模拟结果与历史阶段(1961-2005年)实测站点数据的模拟精度,并对长江上游流域降水和气温的变化进行趋势分析。结果表明EDCDFm降尺度的模拟结果与实测值的拟合程度高,月降水相关系数达到0.89以上,月平均气温的相关系数在0.98以上;2种排放情景下,长江上游未来时期(2010-2099年)的降水、气温均呈增加趋势,且气温显著性增加。 相似文献
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为研究江西省锦江流域的多年降水特征,以流域的9个雨量站1957-2013年逐日降水资料为基础,对锦江流域不同地区的降水序列分别采用线性趋势、5 a滑动平均、Mann-Kendall趋势检验法,Pettitt突变检验法,累积距平,Morlet小波分析等分析方法进行研究。结果表明:①流域面上多年平均年降水量为1617.5 mm,空间分布为从上游到下游递减的特征,且每10 a以9.59 mm的趋势上升,其上升趋势主要受到中、下游的影响;20世纪90年代是锦江流域降水较多的年代,年降水量在统计年限内呈现出“偏少-偏多-偏少”的变化趋势。②季节降水量的空间分布与年降水量相同,各区域的降水量主要集中在春季,其次是夏季、冬季,秋季降水量最小;夏、秋、冬3个季节的降水量呈现上升趋势,春季降水呈现下降趋势,其中上游流域的春季、中游流域的春、夏两季的降水量的趋势变化均具有显著性,逐月降水量主要集中在4-6月,占年降水量的45.72%左右,6月降水量最大,而9-12月的降水量所占比例较小,各地区各月份所占降水百分比与流域面上相差不大。③在Pettitt检验中,各区域的春季、夏季、秋季的突变较为一致,分别为春季(1984年)、夏季(1991年)、秋季(1980年),其中中游流域的夏季突变还通过0.1显著性水平。年降水量及冬季降水量在不同区域的突变值较为分散;而从累积距平分析,年降水量其各区域较为明显的同一突变点为1991年,冬季降水为1986年。④锦江流域不同地区的年降水量主周期较为明显,均为31 a;次周期在13 a左右,但不明显。 相似文献
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基于MOD16产品的黑河流域蒸散量时空分布特征 总被引：1，自引：0，他引：1
基于全球蒸散产品MOD16数据,以黑河流域为研究对象,通过趋势分析法,研究了2001-2017年黑河流域地表的实际蒸散发(AET)和潜在蒸散发(PET)的年际和年内时空变化规律。结果表明:①黑河流域多年平均AET、PET具有明显的空间分布特征,多年平均AET值的空间取值范围为79.88～509.22 mm,多年平均PET值的空间取值范围为338.55～1 876.75 mm。②研究对不同土地利用类型进行了分析,对于多年平均AET,林地最大,其次为草地、耕地、城镇用地,未利用土地最小;对于多年平均PET,未利用土地最大,其次为城镇用地、耕地、草地,林地最小。③在年尺度上,黑河流域多年AET、PET年际波动变化不大,AET波动范围为222.08～352.11 mm,多年平均AET值为292.01 mm,PET波动范围为1 084.61～1 206.69 mm,多年平均PET值为1 146.56 mm;在月尺度上,黑河流域AET、PET年内分布处于先增大后减少的单峰型变化趋势,峰值均处于7月,5-7月都是AET与PET差值较大的月份;在季尺度上,夏季是AET与PET差值最大的季节,春季其次,证明流域夏季最为干旱缺水,具有春旱的气候特点。 相似文献
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《中国农村水利水电》2020,(10)
为能更好地提高外源数据的可靠性与适用性,丰富基础资料匮乏地区可用的数据源,以天山西部区域的伊宁、尼勒克和昭苏站作为典型代表站,基于实测降水数据和NCEP/NCAR再分析数据,采用人工神经网络ANN、极限学习机ELM、长短期记忆神经网络LSTM、支持向量机SVM、组合简单平均CSAM和组合支持向量机CSVM方法建立统计降尺度模型,评估不同降尺度方法在降水降尺度方面的适用性。研究结果表明:(1)由于降水影响因素的多重性、实测站点降水的差异性,不同降尺度方法的优劣性存在一定的差异,且率定期与验证期最优降尺度方法可能出现不对应的情况;(2)实测站点降水量越大,降尺度效果越好;降水量年内变化越不均匀,降尺度效果越差;(3)由于实测站点冬季降雪事件的发生影响了降尺度的效果,总体降雪量越多,降尺度效果越差;(4)极端降水事件频发,影响到降尺度的效果,降低了降尺度结果的可靠性与精度。总体上,研究区ELM、LSTM和CSVM模型具有一定的优越性,其中CSVM组合模型在季节、年降水方面模拟效果最好,ELM模型在月降水分布方面模拟效果最好。 相似文献
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雅砻江流域是我国重要的水电能源基地,在全球气候变化背景下,研究雅砻江流域内降水变化规律及未来的降水变化趋势具有重要意义.利用SDSM统计降尺度模型对GCM全球气候模式数据进行降尺度,模拟雅砻江流域未来的降水变化情况.通过趋势分析、M-K趋势检验及突变检验、Morlet小波分析等方法分析了雅砻江流域历史期及未来3种浓度路... 相似文献
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以地面观测降水作为参照,在美国俄克拉荷马州Little Washita River流域,对比分析了TRMM 3B42 V7,GPM-IMERG卫星降水和Stage IV雷达降水的精度,并用这3种降水产品驱动CREST分布式水文模型,评估了其水文模拟效用.研究表明:3种降水产品与地面降水的相关系数均大于0.5,通过了0.05置信水平检验;GPM-IMERG和TRMM3B42 V7卫星降水对无雨和微雨存在低估,对大雨和暴雨存在高估;总体上,Stage IV降水精度最好,其次GPM降水精度优于TRMM 3B42 V7.在水文模拟效用评估中,设定相同率定期,分别使用3种降水产品率定CREST模型参数,得到率定参数集后,在相同验证期对流域日径流过程进行模拟.对比结果表明:Stage IV雷达降水在小流域水文模拟中效果最好,GPM-IMERG次之,TRMM 3B42 V7模拟效果不理想. 相似文献