【摘要】：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(diǎn)數(shù)據(jù)插補(bǔ)、衛(wèi)星反演以及數(shù)據(jù)融合等方法,生成了大量的格點(diǎn)降水?dāng)?shù)據(jù)。對格點(diǎn)降水?dāng)?shù)據(jù)的驗(yàn)證和評估一直是氣象工作者關(guān)注的焦點(diǎn)。本文以洞庭湖流域?yàn)檠芯繀^(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?cái)?shù)據(jù)融合的CMAP和GPCP、基于地面觀測數(shù)據(jù)插值的CRU和PREC/L等不同格點(diǎn)數(shù)據(jù)的降水時(shí)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)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。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(diǎn)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(diǎn)數(shù)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(diǎn)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(diǎn)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)對各月降水量為高估,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)暖季多為高估、冷季多為低估。GPCP數(shù)據(jù)在月尺度序列上與CMD一致性較好。格點(diǎn)降水?dāng)?shù)據(jù)多時(shí)間尺度變化周期的前2個(gè)與CMD較為接近,ERA-Interim、CRU和PREC/L數(shù)據(jù)中后2個(gè)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(fù)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)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(diǎn)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(diǎn)數(shù)均較其它分量多,站點(diǎn)比例約為50%。7月,多數(shù)格點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)降水?dāng)?shù)據(jù)大體上能反映出7月份脊線指數(shù)、6和7月北界指數(shù)、6~8月西伸脊點(diǎn)指數(shù)和副高強(qiáng)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(diǎn)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(xiàng)與Ni?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(diǎn)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SSTA年均值相應(yīng)分量在大部分區(qū)域?yàn)轱@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(shí),SSTA月值與CMD中滯后6個(gè)月的月降水正相關(guān)程度最大,CMD和格點(diǎn)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(shí),SSTA月值與CMD中同期月降水正相關(guān)程度最大,大部分格點(diǎn)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(diǎn)數(shù)據(jù)中相關(guān)系數(shù)顯著區(qū)域明顯較CMD大。(6)在由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,大旱年份最差。CMAP和PREC/L數(shù)據(jù)對春季旱澇的總體再現(xiàn)能力最強(qiáng),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(qiáng),CRU最差。大部分格點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)數(shù)據(jù)能再現(xiàn)流域西部和西南部的歷年雨澇頻率、西南和西北部的春季雨澇頻率、流域西北和南部的夏季雨澇頻率。GPCP數(shù)據(jù)中歷年、PREC/L數(shù)據(jù)中夏季的旱澇頻率、CRU數(shù)據(jù)中春季干旱頻率、ERA-Interim數(shù)據(jù)中春季雨澇頻率與CMD相同的站點(diǎn)較多。
【圖文】：

洞庭湖流域地形及氣象站點(diǎn)分布

格點(diǎn)數(shù)據(jù)和站點(diǎn)數(shù)據(jù)多年平均降水量的空間分布
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：P332

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2640105