基于Max-stable模型的淮河流域氣候極值空間建模分析
發(fā)布時間:2021-03-02 09:51
氣象數(shù)據(jù)時空建模過程中需要充分考慮數(shù)據(jù)的非正態(tài)性和站點(diǎn)之間的空間相關(guān)性對氣候極值演變規(guī)律的影響。文章基于淮河流域極端氣候事件的空間相關(guān)性,以廣義極值分布(GEV)為邊際分布,海拔、經(jīng)度、緯度、國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)和氣候指標(biāo)(東亞夏季風(fēng)指數(shù)(EASM))為協(xié)變量構(gòu)建Max-stable模型,分析年最高氣溫(TXx)和1日最大降水量(RX1day)的空間分布特征。結(jié)果表明:所建立的Max-stable模型能夠很好地模擬TXx和RX1day的空間變化;經(jīng)度、緯度和海拔為協(xié)變量(TXx包括GDP)可以提高氣候極值的空間模擬精度; 2年、10年、50年和100年重現(xiàn)期的RX1day重現(xiàn)水平從流域西北向東南遞減,TXx呈經(jīng)向分布,由流域西部向東部逐步增大。
【文章來源】:水利規(guī)劃與設(shè)計. 2020,(06)
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
模型計算過程
中國淮河流域氣候極值平均值和趨勢強(qiáng)度
圖4展示了基于最優(yōu)Max-stable模型得到極值系數(shù)(TXx采用M21,RX1day采用M20)估計對(θ)的距離(h)散點(diǎn)圖。理論極值系數(shù)函數(shù)(用紅線表示)也表明所選擇的Max-stable模型適用于極端氣候事件的空間建模。除此之外,單個站點(diǎn)GEV分布和Max-stable模型估算的位置和尺度參數(shù)具有高度相關(guān)關(guān)系,特別是TXx,M20位置和尺度參數(shù)的決定系數(shù)分別達(dá)到0.66和0.32。TXxM21尺度參數(shù)的決定系數(shù)相比M20(0.32)增加到0.43,如圖5所示,說明人類活動確實(shí)影響了TXx的空間格局。此外,我們還評估了單站點(diǎn)GEV重現(xiàn)水平和Maxstable模型重現(xiàn)水平在觀測站點(diǎn)的相關(guān)關(guān)系,見表4,所有決定系數(shù)均在0.05顯著水平上顯著。當(dāng)然,我們還注意到,當(dāng)TXx考慮GDP時,不同重現(xiàn)水平的決定系數(shù)均有所增加,而RX1day的決定系數(shù)未增加。這說明Max-stable模型能夠準(zhǔn)確模擬空間極值,而GDP這一協(xié)變量的添加提高了淮河流域TXx模擬的性能。圖4 基于半變異函數(shù)的TXx和RX1day擬合極值系數(shù)隨距離變化圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Max-Stable模型的海河流域氣候極值變化特征[J]. 李帥,王懷軍,潘瑩萍. 南水北調(diào)與水利科技(中英文). 2020(02)
[2]基于柵格數(shù)據(jù)的氣象災(zāi)害風(fēng)險評估[J]. 王懷軍,潘瑩萍,李帥,陳忠升,趙卓怡,米薈璇. 聊城大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(03)
[3]1960~2014年淮河流域極端氣溫和降水時空變化特征[J]. 王懷軍,潘瑩萍,陳忠升. 地理科學(xué). 2017(12)
[4]淮河流域主汛期極端降水時空特征變異分析[J]. 鄭永路,鐘平安,萬新宇,楊明明. 南水北調(diào)與水利科技. 2012(05)
[5]近50年來淮河流域極端降水的時空變化及統(tǒng)計特征[J]. 佘敦先,夏軍,張永勇,杜鴻. 地理學(xué)報. 2011(09)
[6]中國極端降水事件的頻數(shù)和強(qiáng)度特征[J]. 王志福,錢永甫. 水科學(xué)進(jìn)展. 2009(01)
本文編號:3059059
【文章來源】:水利規(guī)劃與設(shè)計. 2020,(06)
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
模型計算過程
中國淮河流域氣候極值平均值和趨勢強(qiáng)度
圖4展示了基于最優(yōu)Max-stable模型得到極值系數(shù)(TXx采用M21,RX1day采用M20)估計對(θ)的距離(h)散點(diǎn)圖。理論極值系數(shù)函數(shù)(用紅線表示)也表明所選擇的Max-stable模型適用于極端氣候事件的空間建模。除此之外,單個站點(diǎn)GEV分布和Max-stable模型估算的位置和尺度參數(shù)具有高度相關(guān)關(guān)系,特別是TXx,M20位置和尺度參數(shù)的決定系數(shù)分別達(dá)到0.66和0.32。TXxM21尺度參數(shù)的決定系數(shù)相比M20(0.32)增加到0.43,如圖5所示,說明人類活動確實(shí)影響了TXx的空間格局。此外,我們還評估了單站點(diǎn)GEV重現(xiàn)水平和Maxstable模型重現(xiàn)水平在觀測站點(diǎn)的相關(guān)關(guān)系,見表4,所有決定系數(shù)均在0.05顯著水平上顯著。當(dāng)然,我們還注意到,當(dāng)TXx考慮GDP時,不同重現(xiàn)水平的決定系數(shù)均有所增加,而RX1day的決定系數(shù)未增加。這說明Max-stable模型能夠準(zhǔn)確模擬空間極值,而GDP這一協(xié)變量的添加提高了淮河流域TXx模擬的性能。圖4 基于半變異函數(shù)的TXx和RX1day擬合極值系數(shù)隨距離變化圖
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Max-Stable模型的海河流域氣候極值變化特征[J]. 李帥,王懷軍,潘瑩萍. 南水北調(diào)與水利科技(中英文). 2020(02)
[2]基于柵格數(shù)據(jù)的氣象災(zāi)害風(fēng)險評估[J]. 王懷軍,潘瑩萍,李帥,陳忠升,趙卓怡,米薈璇. 聊城大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(03)
[3]1960~2014年淮河流域極端氣溫和降水時空變化特征[J]. 王懷軍,潘瑩萍,陳忠升. 地理科學(xué). 2017(12)
[4]淮河流域主汛期極端降水時空特征變異分析[J]. 鄭永路,鐘平安,萬新宇,楊明明. 南水北調(diào)與水利科技. 2012(05)
[5]近50年來淮河流域極端降水的時空變化及統(tǒng)計特征[J]. 佘敦先,夏軍,張永勇,杜鴻. 地理學(xué)報. 2011(09)
[6]中國極端降水事件的頻數(shù)和強(qiáng)度特征[J]. 王志福,錢永甫. 水科學(xué)進(jìn)展. 2009(01)
本文編號:3059059
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/dqwllw/3059059.html
最近更新
教材專著