融合多源數(shù)據(jù)的太行山區(qū)月降水精細(xì)化空間估算研究.pdf

1、降水受大氣運(yùn)動(dòng)、海陸位置和下墊面狀況等多種因素及其相互作用的影響，具有復(fù)雜的空間變異性。在宏觀尺度上，降水遵從一定的地帶性分布規(guī)律，但在微觀上又復(fù)雜多變。長(zhǎng)期以來(lái)定量估計(jì)降水空間分布一直是大氣、水文科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上，本文以太行山區(qū)為研究區(qū)域，利用分離-綜合的思想，將降水估算分離為降水背景場(chǎng)和地形降水增量。首先利用常規(guī)精度指標(biāo)和地形表現(xiàn)能力兩方面來(lái)評(píng)價(jià)遙感降水產(chǎn)品(TRMM3b43 V7、CMORPH1.0、

2、CMPA)用于確定降水背景場(chǎng);繼而以半經(jīng)驗(yàn)數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，融合地面站點(diǎn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、NCEP-FNL再分析資料、數(shù)字高程模型DEM、數(shù)字地貌圖等多源數(shù)據(jù)構(gòu)建了地形降水增量理論估算模型;最后基于GIS平臺(tái)，利用偏最小二乘法建立起伏地形下降水空間分布精細(xì)化估算模型，計(jì)算得到1km×1km分辨率的太行山區(qū)起伏地形下降水量精細(xì)化空間分布。在此基礎(chǔ)上又引入地形降水凝結(jié)高度，對(duì)估算模型精度的進(jìn)一步優(yōu)化做了探索性嘗試。得到以下幾點(diǎn)結(jié)論:
　　(1)

3、TRMM3b43 V7、CMORPH1.0、CMPA三套遙感降水產(chǎn)品探測(cè)結(jié)果總體分布規(guī)律與各地降水氣候特征較為吻合。其中CMPA產(chǎn)品精度最高，數(shù)據(jù)誤差波動(dòng)最小，能夠基本表現(xiàn)各種地貌形態(tài)下的降水分布狀態(tài)，與地形因子之間相關(guān)性良好，適合作為降水背景場(chǎng)。但是在起伏地形下的該產(chǎn)品精度仍不理想，且空間尺度過(guò)大，對(duì)于降水精細(xì)分布刻畫(huà)能力有限，無(wú)法滿(mǎn)足小區(qū)域氣象研究的需求，因此須利用地形降水增量對(duì)其精度進(jìn)行修正。
　　(2)坡向修正因子模擬結(jié)果

4、可以定量表征起伏地形下各月迎風(fēng)坡、背風(fēng)坡的空間分布狀態(tài)，地形降水增量在迎風(fēng)坡為正值，在背風(fēng)坡為負(fù)值。所得結(jié)果與實(shí)際地形、風(fēng)向、水汽分布特征吻合良好，與前人研究中得到的迎風(fēng)、背風(fēng)坡處降水分布的定性表達(dá)一致。
　　(3)綜合降水背景場(chǎng)與地形降水增量，采用PLS逐步回歸方法，構(gòu)建起伏地形下降水空間分布精細(xì)化模型。檢驗(yàn)結(jié)果表明:各項(xiàng)誤差指標(biāo)效果較為理想，除冬季各月外，其余月份平均相對(duì)誤差MRE均低于10％，冬季月份MRE低于20％，年總量