遥感及再分析降水产品在缺资料干旱内陆盆地的适用性评估     

吕爱锋  亓珊珊 《地球信息科学学报》2022,24(9):1817-1834

山区降水较集中,但降水测站多位于山谷或人口密集区,代表性差。遥感和再分析降水产品能提供时空分布连续的数据,不受地形条件限制。柴达木盆地中心属干旱荒漠区,水是制约该区开发的首要条件,其四周属高寒山区,降水相对较多,但降水监测十分薄弱。为获取该区相对精确的降水时空分布信息,本文评估了4套高分辨率降水产品（CMADS、TRMM、GPM和MSWEP）的适用性。首先基于地面站点数据评估它们在不同时空尺度上的精度,并分析它们在柴达木盆地的空间分布和年内分配特征。然后,以盆地东南隅的无测站山区香日德河流域为研究区,利用降水产品驱动SWAT模型来评估它们的分布式水文模拟适用性。结果表明：① MSWEP在年、月尺度上与站点降水的吻合程度最高（R ≥ 0.79,PBIAS = 0.5%）,其次是GPM和TRMM,CMADS精度最低（R ≥ 0.64,PBIAS = 5.8%）;② 从降水精度与站点高程的关系来看,降水产品在相对低海拔区容易高估站点降水,而在相对高海拔区常低估实际降水;③ 在香日德河流域,MSWEP（NSE = 0.64）在基准期（2009—2012年）的径流模拟表现明显好于其它降水产品（NSE = 0.36~0.59）,变化期（2013—2016年）表现最好的是CMADS（NSE = 0.75,其余产品NSE = 0.53~0.68）。本研究可为缺资料干旱山区获取精确的降水时空信息和后续水资源的科学管理与规划提供重要支撑。  相似文献   

近60年来中国主要流域极端降水演变特征   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

江洁  周天军  张文霞 《大气科学》2022,46(3):707-724

在全球增暖背景下,中国极端降水事件及洪涝、干旱等次生灾害近年来频发,严重影响生态系统、人民的生产生活和社会经济发展。本文基于气候变化检测和指数专家组（ETCCDI）定义的10个降水指数,利用中国台站日降水资料,系统分析了1961～2017年中国及九大流域片降水变化情况,并利用空间场显著性检验考察不同降水指数的显著变化是否与外强迫作用有关。结果表明,各降水指数的变化具有区域性特征。整体而言,全国范围内平均降水、降水强度、极端强降水和连续性强降水呈增强趋势的台站数多于呈减弱趋势的台站数,呈显著增强趋势的台站占比不可能仅由气候系统内部变率引起,还受到外强迫的影响。此外,中国大部分站点连续干旱日数（CDD）减少,观测中CDD呈显著减弱趋势的台站占比也与外强迫作用有关。九大流域片中,内陆河片能够观测到平均降水、降水强度、极端强降水和连续性强降水的增多以及连续干旱日数的减少,有洪涝灾害增多的风险,且上述变化可归因为外强迫的作用。长江流域片、东南诸河片和珠海流域片平均降水、极端强降水和连续性强降水均增强,其中强降水的变化与外强迫作用有关。西南诸河片极端强降水增强,但大部分站点CDD呈增加趋势,有干旱增加的风险。黄河流域片、海河流域片、淮河流域片及松辽河流域片的大部分站点及区域平均结果中,降水指数多无显著变化趋势。增暖背景下,不同流域片呈现出不同的降水变化特征,将面临不同的气候灾害风险。  相似文献   

21世纪黑河流域降水统计降尺度及预估北大核心CSCD          下载免费PDF全文

苏海锋  戴新刚  熊喆  延晓冬 《气候与环境研究》2022,27(5):591-603

借助第五阶段国际耦合模式比较计划(CMIP5)多模式集合数据、欧洲中期预报中心再分析资料及黑河流域站点观测记录等,检验了模式降水估计偏差,设计了3种降尺度方法,对2011~2100年模式集合预估降水做了降尺度偏差订正。结果表明,即使去掉模式气候飘移,在黑河流域的模拟或估计降水偏差依然较大。本文选用15个CMIP5模式集合做降水预估。依据贝叶斯模式平均(BMA)和多元线性回归(MLR)构造降尺度模型,其因子有700 hPa位势高度场、经向风和比湿等。检验表明,两种降尺度模型各有优缺点,BMA降尺度降水平均值精度较高,但方差和相关系数较低;MLR的方差和相关系数均较高,但在黑河下游极端干旱区或少雨季节易出现“负降水”偏差。在降尺度模型中加入模式降水因子后,BMA的降水方差和相关系数均有明显提高,MLR的负降水问题得到一定程度抑制。BMA模型在黑河上游最优,MLR在中、下游及整个流域最优。因此,选用BMA和MLR对RCP4.5情景下2011~2100年的降水预估做降尺度偏差订正,结果表明,经BMA和MLR降尺度后预估的整个黑河流域降水呈下降趋势,相对于1971~2000年参考期,流域前期(2011~2040年)、中期(2041~2070年)、后期(2071~2100年)降水下降率依次为−9.7%、−12.5、−12.1%,即前、中期降水明显减少,后期变化不大。其中上游降水有一个弱的增加趋势,其变化率依次为1.4%、1.6%、2.3%;中游降水呈明显减少趋势,其变化率依次为−16.3%、−21.4%、−22.6%;下游降水前期减少,中、后期明显增加,其变化率依次为−13.0%、4.2%、21.4%。该预估结果表明,随着全球气候暖化,黑河上游祁连山区降水会缓慢增加,但中游农耕区降水明显减少,流域水资源供需矛盾可能会进一步加剧。因此,黑河流域未来的分水方案及相关的生态、农业、经济等发展规划需要据此做一些调整,以适应未来气候和黑河流域水资源的可能变化。  相似文献   

ERA-Interim和CMFD气象驱动数据在新疆额尔齐斯河流域的适用性评价     

高黎明  张乐乐  沈永平  张耀南  张伟 《冰川冻土》2022,44(1):179-187

气象驱动数据质量是影响流域水文过程模拟精度的一个重要因素。基于新疆额尔齐斯河流域及周边区域8个气象站记录的数据,对ERA-Interim再分析资料和中国区域地面气象要素驱动数据集（CMFD）在流域的适用性进行了评价,并对比了ERA-Interim和CMFD气象要素年均值在流域的空间分布。结果表明：ERA-Interim和CMFD记录气温、相对湿度、向下短波辐射和向下长波辐射数据与观测数据具有较高的一致性,但降水和风速数据与观测数据的一致性比较差。小时尺度上ERA-Interim记录的气温、相对湿度、降水量、向下短波辐射准确度略高于CMFD数据,而日尺度上CMFD记录的所有气象要素的准确度均高于ERA-Interim数据,结合Noah-MP模型的模拟结果,认为CMFD数据在新疆额尔齐斯河流域的适用性整体优于ERA-Interim数据。从两种驱动数据获取的流域气象要素空间分布来看,ERA-Interim和CMFD获取的年平均气温、风速、相对湿度、降水量、向下长波辐射在流域空间具有高度一致性,但向下短波辐射空间分布差别较大。  相似文献   

考虑有雨无雨辨识的多源降水融合方法          下载免费PDF全文

李伶杰  王银堂  唐国强  高轩  王磊之  胡庆芳 《水科学进展》2022,33(5):780-793

多源降水融合是精准估计降水时空分布的重要途径, 多聚焦降水量或降水强度的误差订正, 对短历时降水雨区辨识的重视不足。提出考虑有雨无雨辨识的多源降水融合框架, 耦合地理加权逻辑回归与地理加权回归模型, 构建兼顾雨区辨识及雨量估计的降水融合方法, 并应用于汉江流域MSWEP V2.1与地面站网观测日降水融合。结果表明: 所提方法成功再现有雨无雨空间格局并刻画了降水中心, 整体强化了MSWEP V2.1对地面降水的表征能力, 降低误报率和误报降水量的幅度超过了60%, 提高临界成功指数和Kling-Gupta效率系数达40%以上; 较降水空间插值数据, 削减误报降水量并提升Kling-Gupta效率系数高于10%;另外, 较参考数据, 降水融合改善强降水事件(雨强≥50 mm/d)分辨精度的增益不低于60%。所提方法有效改善了降水估计效果, 为多源降水融合提供了新思路。  相似文献   

基于面积-高程积分的叶尔羌河山区流域地貌发育特征及其控制因素研究     

沈俊杰  常宏  魏东岚  唐倩玉  李乐意  杨茂洁  易庭楠  鲜雨昕  邓丽 《第四纪研究》2022,(3):858-868

以叶尔羌河山区流域为研究对象,利用ArcGIS中的水文分析工具获得1357个集水区的面积-高程积分（HI）值,定量化研究帕米尔弧形构造带东缘叶尔羌河山区流域的地貌发育特征及其控制因素。结果表明：1)叶尔羌河山区流域的1357个集水区面积与HI均值的相关性较差（R²=0.0936）,表明集水区面积对HI均值的影响较小;2)HI值介于0.0717～0.6485,均值为0.4056,整体处于地貌发展的壮年期,是构造、岩性和气候等因素共同作用的结果;3)HI均值排序为断裂带区域（0.4148）>整个流域（0.4056）>非断裂带区域（0.4004）,表明构造活动是地貌发育的影响因素,其影响主要表现在断裂带的规模和活动性;4)非断裂带区域不同岩性的HI均值排序为：变质岩（0.491353）>冰、雪及现代冰川（0.491351）>花岗岩（0.4426）>海相沉积岩（0.4098）>陆相沉积岩（0.3890）>海陆交互相沉积岩（0.3813）>第四系沉积物（0.3598）,表明岩性是地貌发育的重要影响因素,且岩石的抗侵蚀能力差异是...  相似文献   

基于DEM的单沟泥石流危险性定量评价     

《四川地质学报》2022,(2)

DEM(Digial Elevaion Model)是地貌景观高程信息的数字表达,能够直观的反应地形地貌条件。泥石流形成和运动受其流域地貌条件的制约,流域系统信息是地貌发育状态的定量描述;故其值能够作为描述泥石流危险性的一种定量化指标。该研究在对甘肃南部地区白龙江流域的252条泥石流沟的基本参数统计分析基础上,选取其中45条泥石流单沟;通过DEM数据拟合其沟谷高程—面积抛物线方程,计算单沟泥石流流域面积—高程函数积分S;在缺乏流域其他环境因子参数的情况下,定量化描述泥石流危险性。  相似文献   

西南山区典型地质灾害链成灾模式研究     

铁永波  张宪政  龚凌枫  高延超  白永健  徐伟  巴仁基  李宗亮  葛华 《地质力学学报》2022,28(6):1071-1080

西南山区是中国地质灾害链最发育、成灾最严重的地区。为深入认识区域地质灾害链成灾模式, 文章在系统收集西南山区历史上19次典型重大灾害事件基础上, 分析了地质灾害链的主控因素及成灾特征, 总结了滑坡型、崩塌型、泥石流型3类灾害链分类模式及5种链式成灾过程, 并选择每一类中的典型地质灾害链成灾过程进行了剖析, 在此基础上对地质灾害链成灾机理研究、数据库构建、技术标准体系建设及跨界流域链式灾害风险防控机制构建等进行了展望, 提出了地质灾害链防范建议, 旨在为区域地质灾害防灾减灾规划、重大工程与城镇建设安全提供参考。   相似文献   

基于GIS和层次分析法的沙溪流域滑坡地质灾害易发性评价     

王存智  张炜  李晨冬  吴佳瑜  湛龙  陈国光 《中国地质调查》2022,9(5):51-60

滑坡是沙溪流域主要地质灾害类型之一,开展滑坡灾害易发性评价可为区域地质灾害防治提供数据基础和决策依据。通过沙溪流域生态地质调查,分析了滑坡灾害分布规律和影响因素之间的关系,选取岩性建造、地貌、坡度、坡向、降雨量、距河流距离和距断层距离7项指标,利用层次分析法及地理信息系统空间分析技术,开展沙溪流域滑坡地质灾害易发性评价。结果显示: 沙溪流域滑坡易发性影响因子依次为岩性建造、多年年均降水量、地形地貌、坡度、距河流距离、距断层距离和坡向; 沙溪流域滑坡灾害易发性与坡度、岩性建造、年均降水量表现出明显正相关,即坡度越大、岩性建造性质越软弱、越易风化,年均降水量越多,越易引发滑坡灾害; 滑坡灾害易发性与断裂构造、河流距离与滑坡灾害易发性呈负相关,即距离越近越容易诱发地质灾害; 流域整体以低易发区和极低易发区为主,高易发区主要分布在沙溪流域中南部、东部及东北部地区。这为沙溪流域地质灾害防治提供了基础数据和决策依据。  相似文献   

粮食产量对气候变化驱动水资源变化的响应   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

王婕  张建云  鲍振鑫  王国庆  吴厚发  杨艳青 《水科学进展》2021,32(6):855-866

水资源是支撑粮食生产的重要因素之一,气候变化驱动下的水资源变化及对粮食产量的影响是当前研究的国际前沿和热点问题。以汾河流域冬小麦和夏玉米2种主要粮食作物为研究对象,利用线性回归、人工神经网络、支持向量机、随机森林、径向基网络、极限学习机等6种机器学习算法构建粮食产量模拟模型,基于气候弹性系数法分析水资源量对气候变化响应关系,在流域尺度上研究粮食产量对气候变化驱动水资源变化的综合响应。结果表明:①机器学习算法能够较好地模拟汾河流域的冬小麦和夏玉米产量;②降水增加10%导致汾河流域水资源量增加19.4%,气温升高1℃导致水资源量减少4.3%;③当降水减少10%~30%时,冬小麦产量减少6.4%~19.3%,夏玉米产量减少4.0%~15.0%;④当气温升高0.5~3.0℃时,冬小麦产量预计增加1.8%~17.1%,夏玉米产量预计增加1.2%~7.9%;⑤汾河流域冬小麦产量对降水和气温变化的敏感性大于夏玉米。相关成果对于区域水资源管理和农业生产策略制定具有重要的科学意义和实用价值。  相似文献