洞庭湖流域不同格點降水?dāng)?shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)的相互比較和評價.pdf

1、準(zhǔn)確的降水?dāng)?shù)據(jù)對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、水資源規(guī)劃與管理、洪澇干旱監(jiān)測和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等均具有重要意義。獲取降水?dāng)?shù)據(jù)的傳統(tǒng)方式是地面臺站觀測。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基于數(shù)值模式、站點數(shù)據(jù)插補、衛(wèi)星反演以及數(shù)據(jù)融合等方法，生成了大量的格點降水?dāng)?shù)據(jù)。對格點降水?dāng)?shù)據(jù)的驗證和評估一直是氣象工作者關(guān)注的焦點。
　　本文以洞庭湖流域為研究區(qū)域，以地面氣象觀測降水?dāng)?shù)據(jù)(CMD)為參考，對基于數(shù)值模式的CFSR和ERA-Interim、基于星地數(shù)據(jù)融合的CMAP

2、和GPCP、基于地面觀測數(shù)據(jù)插值的CRU和PREC/L等不同格點數(shù)據(jù)的降水時空分布特征，降水變化及與夏季風(fēng)、西太平洋副高和ENSO等影響因子的響應(yīng)關(guān)系進行比較，并研究了不同降水?dāng)?shù)據(jù)的旱澇演變特征，目的在于評估不同格點降水?dāng)?shù)據(jù)在洞庭湖流域的適用性，篩選出適用于本區(qū)域的格點降水?dāng)?shù)據(jù)。取得的研究成果主要有:
　　(1)洞庭湖流域CMD數(shù)據(jù)年降水呈現(xiàn)出東多西少、南多北少的空間分布，降水量季節(jié)差和6月份降水量的的空間分布與年降水的大體相似。

3、CFSR和ERA-Interim數(shù)據(jù)高估了絕大部分區(qū)域的降水量，能再現(xiàn)CMD中部分區(qū)域降水的空間分布;CMAP、GPCP、CRU和PREC/L數(shù)據(jù)對降水高低估并存，年降水和12月降水的空間分布與CMD較為相近，部分區(qū)域降水量季節(jié)差和6月降水量的空間分布與CMD一致。PREC/L數(shù)據(jù)在空間序列上與CMD的一致性較好。6種格點數(shù)據(jù)年降水變化的EOF1空間分布與CMD較為相似，CMAP和GPCP數(shù)據(jù)中EOF2空間分布與CMD相似，大部分格點數(shù)

4、據(jù)的EOF3空間分布與CMD差異較大。
　　(2)洞庭湖流域年降水歷經(jīng)多雨-少雨-多雨的階段變化，未發(fā)生顯著突變，目前處于向少雨轉(zhuǎn)變的過渡階段。格點降水?dāng)?shù)據(jù)變化趨勢大體與CMD一致。洞庭湖流域降水春夏多、秋冬少，格點數(shù)據(jù)較好地再現(xiàn)了CMD降水的年內(nèi)分布。CFSR和ERA-Inteim數(shù)據(jù)對各月降水量表現(xiàn)為高估，對夏季月份的高估程度較大;CMAP和CRU數(shù)據(jù)低估大部分月降水;GPCP和PREC/L數(shù)據(jù)在暖季多為高估、冷季多為低估。G

5、PCP數(shù)據(jù)在月尺度序列上與CMD一致性較好。格點降水?dāng)?shù)據(jù)多時間尺度變化周期的前2個與CMD較為接近，ERA-Interim、CRU和PREC/L數(shù)據(jù)中后2個周期與CMD差異較大。
　　(3)洞庭湖流域夏季7月降水與6月南亞季風(fēng)指數(shù)Ⅱ、8月降水與同期東亞夏季風(fēng)指數(shù)的負相關(guān)關(guān)系顯著。CFSR、CMAP、GPCP、CRU和PREC/L數(shù)據(jù)較好地再現(xiàn)7月降水與6月南亞季風(fēng)指數(shù)Ⅱ的相關(guān)關(guān)系，CFSR、CMAP、GPCP和CRU數(shù)據(jù)較好地再現(xiàn)

6、8月降水與同期東亞夏季風(fēng)指數(shù)的相關(guān)關(guān)系。大部分格點數(shù)據(jù)中相關(guān)系數(shù)的空間分布與CMD的相似。CMD數(shù)據(jù)7月降水的IMF3分量周期與6月南亞夏季風(fēng)指數(shù)Ⅱ、8月降水的IMF3分量周期與同期東亞夏季風(fēng)指數(shù)的相應(yīng)分量周期相同的站點數(shù)均較其它分量多，站點比例約為50％。7月，多數(shù)格點數(shù)據(jù)對洞庭湖平原和中南部的IMF3分量周期再現(xiàn)較好;8月，格點數(shù)據(jù)對湘江中游河谷、流域東南部山地邊緣的IMF3分量周期再現(xiàn)較好。
　　(4)格點降水?dāng)?shù)據(jù)大體上能反

7、映出7月份脊線指數(shù)、6和7月北界指數(shù)、6～8月西伸脊點指數(shù)和副高強度指數(shù)對相應(yīng)月份CMD降水的影響。6、7月副高特征指數(shù)對六種格點降水?dāng)?shù)據(jù)在部分區(qū)域的擬合能力與CMD接近，8月份副高特征指數(shù)對ERA-Interim數(shù)據(jù)的擬合能力與CMD最為接近。
　　(5)流域年降水的IMF4分量和趨勢項與Ni(n)o3.4區(qū)SSTA年均值相應(yīng)分量的正相關(guān)關(guān)系顯著，除CFSR外的格點數(shù)據(jù)均能再現(xiàn)出這種相關(guān)關(guān)系。在CMD數(shù)據(jù)中，IMF4分量與SST

8、A年均值相應(yīng)分量在大部分區(qū)域為顯著正相關(guān)關(guān)系，CMAP、PREC/L數(shù)據(jù)中對流域西北和南部，GPCP對流域西北的相關(guān)關(guān)系再現(xiàn)較好。暖事件時，SSTA月值與CMD中滯后6個月的月降水正相關(guān)程度最大，CMD和格點降水?dāng)?shù)據(jù)中相關(guān)系數(shù)均自西北向東南減小;冷事件時，SSTA月值與CMD中同期月降水正相關(guān)程度最大，大部分格點降水?dāng)?shù)據(jù)中流域南部的相關(guān)系數(shù)高值區(qū)與CMD一致。冷暖事件期間，格點數(shù)據(jù)中相關(guān)系數(shù)顯著區(qū)域明顯較CMD大。
　　(6)在由

9、Z指數(shù)確定的旱澇等級中，GPCP數(shù)據(jù)對重澇、偏澇、偏旱、重旱年份的再現(xiàn)能力較好，對大旱年份的再現(xiàn)能力最差。CMAP和PREC/L數(shù)據(jù)對春季旱澇的總體再現(xiàn)能力最強，CFSR最差。ERA-Interim和GPCP數(shù)據(jù)對夏季旱澇的總體再現(xiàn)能力最強，CRU最差。大部分格點數(shù)據(jù)在流域西部和東部的年干旱頻率、流域西北和流域南部的春旱頻率、所有格點數(shù)據(jù)在流域西南和西北的夏旱頻率與CMD較為相似。部分格點數(shù)據(jù)能再現(xiàn)流域西部和西南部的歷年雨澇頻率、西南和