【摘要】：長(zhǎng)江源地區(qū)是我國(guó)受全球氣候變化影響最嚴(yán)重、生態(tài)環(huán)境最脆弱的地區(qū)之一。長(zhǎng)江源區(qū)水文水資源的變化引起政府、學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注�？茖W(xué)評(píng)估長(zhǎng)江源區(qū)流域降水的時(shí)空變化并進(jìn)行未來(lái)趨勢(shì)預(yù)測(cè)對(duì)保護(hù)源區(qū)生態(tài)環(huán)境,防災(zāi)減災(zāi)和維持可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。由于受限于觀測(cè)數(shù)據(jù)的匱乏,對(duì)長(zhǎng)江源區(qū)水文水資源變化的研究存在諸多的不確定性。近年來(lái),諸多全球尺度或者大區(qū)域尺度的網(wǎng)格化氣象數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)和廣泛使用促進(jìn)了對(duì)長(zhǎng)江源區(qū)氣候變化和水資源評(píng)估的深入研究,然而大量的數(shù)據(jù)分析研究表明格網(wǎng)氣象資料具有明顯的誤差,且其誤差分布具有明顯的地域特征。鑒于此,為解決長(zhǎng)江源區(qū)水文水資源研究遇到的數(shù)據(jù)匱乏和精度不高問(wèn)題,本文利用層次貝葉斯網(wǎng)絡(luò)方法融合觀測(cè)降水?dāng)?shù)據(jù)和APHRODITE格網(wǎng)降水?dāng)?shù)據(jù),得到具有較高空間分辨率(0.25°Lat×0.25°Lon)的日步長(zhǎng)融合降水?dāng)?shù)據(jù),并以此數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),初步研究了長(zhǎng)江上游崗?fù)纤恼究刂屏饔虻慕邓畷r(shí)空特征和變化趨勢(shì),得到如下主要成果:(1)建立了包含九個(gè)參數(shù)的融合站點(diǎn)觀測(cè)降水和格網(wǎng)降水?dāng)?shù)據(jù)的層次貝葉斯網(wǎng)絡(luò)模型,以平均絕對(duì)值誤差(MAE)為評(píng)價(jià)指標(biāo),訓(xùn)練層次貝葉斯網(wǎng)絡(luò),完成模型的學(xué)習(xí)、校驗(yàn)與預(yù)測(cè)過(guò)程的數(shù)學(xué)推導(dǎo)。利用研究區(qū)域及周邊的臺(tái)站觀測(cè)降水?dāng)?shù)據(jù)和格網(wǎng)APHRODITE降水?dāng)?shù)據(jù),在,WinBUGS軟件中編程,使用基于馬爾科夫鏈的蒙特卡洛采樣方法推理融合降水值及其對(duì)應(yīng)的后驗(yàn)概率,得到覆蓋流域的空間分辨率為0.25° Lat×0.25° Lon的555個(gè)格點(diǎn)日降水量值及其對(duì)應(yīng)的后驗(yàn)概率,得到覆蓋整個(gè)研究流域的28年(1980～2007年)長(zhǎng)度的融合降水?dāng)?shù)據(jù)。(2)利用Studentt、F和Kolmogorov-Smirnov進(jìn)行顯著性檢驗(yàn)的結(jié)果表明融合后降水?dāng)?shù)據(jù)在絕大多數(shù)校驗(yàn)點(diǎn)在95%的置信水平下具有相同的均值、方差和分布,且融合降水相對(duì)于觀測(cè)降水的誤差在-6.8%～5.9%之間,二者線性回歸的決定系數(shù)均在0.95以上。融合降水和觀測(cè)降水進(jìn)行逐日逐格點(diǎn)的誤差主要分布在-0.5 mm～0.5 mm之間,同時(shí)在降水天數(shù)上也非常接近。(3)GBHM模型模擬徑流結(jié)果表明融合后降水?dāng)?shù)據(jù)相對(duì)于再分析數(shù)據(jù)對(duì)日步長(zhǎng)徑流模擬的能力有顯著提高,與觀測(cè)降水的模擬精度相似,NSE大于0.85,且相對(duì)誤差小于5%,對(duì)于洪水事件的探測(cè)率和虛警率在窗口期為1天時(shí)分別能達(dá)到85.9%和3.1%。實(shí)測(cè)降水和融合降水模擬洪水徑流的超定量序列的累積頻率相似而且在徑流量大于2500m3/s時(shí)低于對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)徑流量超定量序列的累積頻率。(4)通過(guò)分析融合降水,發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域降水主要集中在夏季,夏季多年平均降水量238mm,占全年降水量的59%,冬季降水最少,僅有12mm。降水在流域空間分配上主要集中在東南部金沙江段的高山峽谷地帶,年降水量達(dá)到550mm以上,但流域中部和北部降水稀少,年降水量普遍在350mm以下。同時(shí)發(fā)現(xiàn)流域中北部的干旱荒漠地帶的降水不均勻性和集中度較高,分別能達(dá)到1和0.65以上。但在流域東南部,由于氣候較為濕潤(rùn),降水的不均勻性和集中度相對(duì)偏低。(5)趨勢(shì)研究發(fā)現(xiàn)流域在1980～2007年降水呈現(xiàn)顯著增長(zhǎng)的趨勢(shì),增長(zhǎng)率為20.5mm/10a,且降水量的顯著增加主要表現(xiàn)在夏季。同時(shí)降水趨勢(shì)在空間上差異明顯,流域東南部金沙江段的高山峽谷地道降水在各個(gè)季節(jié)均呈現(xiàn)增加的趨勢(shì),且在春夏兩季顯著上升。冬季降水在流域大部分地區(qū)呈下降趨勢(shì),但僅在流域西部部分地區(qū)下降趨勢(shì)顯著。(6)降水垂直分布的分析表明流域夏季降水隨海拔抬升整體上呈先減少后增加的趨勢(shì)。以海拔5000m左右為界,其上夏季降水急遽增多,垂直方向增幅為25.2mm/100m。但在海拔低于5000m的區(qū)域,夏季降水隨海拔升高遽減,垂直方向降幅為8.3mm/100m。受諸多地形和氣象氣候因素的影響,夏季降水在局地范圍內(nèi)的垂直分布表現(xiàn)出明顯的個(gè)性特征。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：P426.614
【圖文】：

２０１３）。逡逑２．１．１自然地理和氣候逡逑本文研究區(qū)域?yàn)殚L(zhǎng)江上游崗?fù)纤恼究刂屏饔颍▓D２－１），包括通天河水系逡逑（長(zhǎng)江源區(qū)）和部分金沙江上段干流（直門(mén)達(dá)一崗?fù)虾佣危┝饔颉Ｑ芯繀^(qū)域位于逡逑北緯３０°？３６°，東經(jīng)８９°？１００°之間，流域面積１４９０７２平方公里。研宄區(qū)域處于逡逑青藏高原中東部，地形地貌的形成主要受“新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)一喜馬拉雅造山運(yùn)動(dòng)”的逡逑影響（馮永忠等，２００４）。長(zhǎng)江源區(qū)多為寬谷和丘陵相間的波狀起伏地形，相對(duì)逡逑高差一般不超過(guò)５００ｍ，基巖為第三系紅色泥巖和砂巖。地表淺層為第四系坡積逡逑物殘積沙質(zhì)粘土、粘沙土中夾有碎石，河溝谷中則為砂卵礫石土（李春杰，２０１０）。逡逑長(zhǎng)江源區(qū)凍土和地下冰層較為發(fā)育，河谷中常有潛水存在，常形成冰錐、凍脹丘逡逑等地形地貌。自然的地貌形成過(guò)程中，風(fēng)蝕、水蝕、凍融侵蝕為基本的地貌營(yíng)力，逡逑其中水蝕和凍融侵蝕占主導(dǎo)地位（吳青柏等

南京大學(xué)博士學(xué)位論文（２０１７）邐逡逑降水觀測(cè)站＆和Ａ之間的距離，ｉ，ｙ邋＝邋１，２，…，斤。參數(shù)的值需通過(guò)模型校驗(yàn)逡逑得到。為簡(jiǎn)便記，義和＼可以表示為：逡逑ｖ邋Ｌ邐Ｅｑ．（３．１５）逡逑ＩＫ％逡逑Ｅｑ．（３．１５）中和和％是協(xié)方差函數(shù)矩陣，表示兩個(gè)降水觀測(cè)站Ａ和七之間的相逡逑關(guān)性和殘差隨距離的變化。逡逑從研究流域任意選取六個(gè)降水觀測(cè)站點(diǎn)（伍道梁、曲麻萊、玉樹(shù)、德格、甘逡逑孜和新龍，圖３－１），分析１９８８年５？６月的觀測(cè)降水隨時(shí)間的變化（圖３－２）及逡逑觀測(cè)降水和對(duì)應(yīng)的網(wǎng)格降水之間的絕對(duì)誤差隨時(shí)間的變化（圖３－３）。由圖３－１逡逑和圖３－２可得出如下結(jié)論：逡逑

Ｆｉｇｕｒｅ邋３－４．邋Ｔｈｅ邋ａｕｔｏｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ邋ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ邋ｃｏｍｐｕｔｅｄ邋ｆｒｏｍ邋ｔｈｅ邋ｓｉｘ邋ｓｔｏｃｈａｓｔｉｃ邋ｓｅｌｅｃｔｅｄ逡逑ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ邋ｇａｕｇｅｓ逡逑（３）參數(shù)模型逡逑數(shù)據(jù)模型（Ｅｑ．（３．９））和過(guò)程模型（Ｅｑ．（３．１１））中共有＾邋ｐ，ｊ？0，逡逑３３逡逑

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2770170