TRMM月降水产品在西北内陆河流域的适应性定量分析

利用1998-2008年56个气象台站降水资料,结合TRMM月降水产品,通过对TRMM3B43降水数据在不同气候区、不同时空尺度的精度对比分析,探讨了卫星遥感反演降水产品在中国西北内陆河流域的适应性.结果表明:TRMM探测的月降水数据与实测月降水数据在整体上具有较好的一致性和线性相关性,相关系数为0.76,效率系数为0.58,其探测的降水量比观测值略大;TRMM在高原气候区月降水量的探测效果要优于在西风带区的;TRMM数据所反映的降水量的年内变化过程和实测降水量结果基本一致,但在具体的量上有一定的差异,表现为对降水相对集中的5-9月低估实测降水量,而在降水较少的10月-次年4月高估实测降水量,反映了TRMM对较大强度降水量的探测能力不足.流域多年平均降水量呈现南、北部大,中部小的格局,降水量的高值中心主要出现在高山地区,高达300 mm;而受西风环流影响的塔里木盆地东南面的且末-若羌一带、吐鲁番盆地和受高原区影响的柴达木盆地为极端干旱少雨区,降水量均不足100 mm.     

长三角地区常用遥感降水产品质量评估

长三角地区是中国经济最发达地区之一,选定较好的卫星降水产品是进行科学防灾减灾的重要环节.基于地面气象站降水实测数据,采用7种指标对目前中外常用遥感降水产品热带降水任务卫星(tropical rainfall measurement mission,TRMM)、气候预测中心校正产品(climate prediction center morphing technique,CMORPH)、全球降水计划数据集(global precipi-tation measurement,GPM)以及中国自动站与CMORPH降水产品融合数据集(China merged precipitation analysis,CMPA)在长三角地区的适用性进行评估.结果表明:在年尺度,CMPA产品质量最优,相关系数达到0.95;在季节尺度,冬季GPM最优,夏季TRMM最优;平原地区比山区地区的产品质量要好.融合多降水产品的高精度产品未来将成为科学防灾减灾的重要数据.     

石河子地区卫星降水资料适用性验证

为了讨论TRMM卫星降水数据在石河子地区的适用性,选取2000年至2017年TRMM 3B43数据在不同时空尺度对其降水产品的质量和与观测数据的相关性进行研究,通过做卫星降水数据关于观测降水数据的相对误差(BIAS),均方根误差(RMSE),相关系数(R2)等指标对TRMM卫星降水资料的适用性进行衡量.研究表明,TRM...     

基于卫星遥感降水反演产品在黄河源区的水文应用研究

多卫星遥感降水产品具有高时空分辨率、覆盖范围广等特点,弥补了传统地面观测时空上的局限性,并为无或缺资料地区提供新的数据来源。为评价TRMM 3B42-V7降水产品在地形复杂的高原山区的精度及适用性,以黄河源区为例,利用地面观测降雨站点对卫星数据的精度及适用性进行评估,并结合大尺度陆面分布式水文模型VIC进行水文模拟验证。研究结果表明:3B42-V7与地面观测站点的流域平均月降水之间的相关系数达到0.99;空间尺度上,流域尺度相关性优于网格尺度;时间尺度上,月尺度相关性较日尺度好。该产品可在一定程度上代替黄河源区的地面观测,但使用时需要根据实际情况对模型的参数重新率定。     

陕西秦巴山区TRMM 3B42卫星降水数据精度评价

选取具有代表性的陕西秦巴山区,利用1998—2014年23个气象站点实测降水数据对TRMM 3B42卫星降水数据在不同时间尺度和地形区域的精度进行对比验证,并对TRMM 3B42数据的降雨事件探测能力进行评价。结果显示:TRMM 3B42数据在年、季、月尺度上具有较高的精度,日尺度精度相对较差,降雨事件探测能力表现良好,各站公正预兆评分SET平均达0.38。TRMM所反映的降水变化过程与实测降水过程基本一致,但在降水量上存在一定差异,在降水集中的5—10月,盆地区域TRMM高估降水,而山地区域低估降水,高低估范围在10%以内;在降水干季,TRMM降水与实测降水拟合良好。TRMM精度受站点海拔和年均降雨量影响,海拔越高,降水误差越小,对降雨事件探测能力越弱,年均降雨量影响则相反。     

三峡库区(重庆段)TRMM降水实用性分析及时空特征

以三峡库区(重庆段)为研究区,利用17个气象站点的实测降水量分别在年、季、月尺度上验证TRMM(Tropical rainfall measurement mission)卫星降水数据的精度,并基于TRMM降水数据分析了研究区的降水时空分布特征。结果表明:①TRMM降水与站点实测数据存在显著的线性相关性,数据在该研究区具有较好的实用性。年尺度上,拟合优度R2=0.79,通过a=0.01置信度检验,相关系数R=0.89;季尺度上,各季节都通过a=0.01置信度检验,春季拟合优度相对较低(R2=0.62);月尺度上,拟合优度R2=0.71,通过a=0.01置信度检验,相关系数为0.84。②降水空间分布整体上呈由西南向东北逐渐递增的趋势,高值区分布在东北部区域,低值区分布在西南部区域,中值区分布在中部、南部以及西部的山脊边缘区域。③降水差异显著,夏季最多,冬季最少;大部分降水集中在5~8月,占全年降水的60%左右,12月到第二年2月降水仅占全年的5%左右。     

湘江流域多源降水与气温产品组合的径流极值模拟精度评价

为探究卫星遥感、再分析产品等多源数据组合径流极值模拟的精度,选取湘江流域TRMM、PERSIANN-CDR、CFSR以及实测数据的8种降水与气温组合,利用水文模型探究不同组合在各径流极值序列中的模拟精度。结果表明：在无实测数据的组合中,TRMM降水与CFSR气温、PERSIANN-CDR降水与CFSR气温2种组合的模拟结果分别最接近径流极高值与径流极低值实测值;除基准组合(实测降水、实测气温),实测降水与CFSR气温、TRMM降水与实测气温分别是径流极高值、径流极低值模拟精度最高的组合;在各径流极值序列中,CFSR降水与CFSR气温、CFSR降水与实测气温2种组合皆严重高估径流极值,最大高估可达651%,表现出模拟误差随径流值减小而增大的特征,其余组合皆低估径流,最大低估可达67.48%,且呈现出误差随径流值减小而减小的特点;降水产品在不同的径流极值序列中表现出的极端降水特征不同,径流极高值序列中TRMM较其他2种降水产品更能反映极端降水的发生频率以及无雨历时等特征,径流极低值序列中PERSIANN-CDR降水对极端降水强度、总量以及连续湿日特征的体现最好。     

雅鲁藏布江流域TRMM降水数据降尺度研究

为了获取我国西南典型缺资料地区雅鲁藏布江流域较高时空分辨率的降水空间分布数据,开展了复杂地形条件下的卫星降水资料降尺度方法研究.构建了基于TRMM降水数据的雅鲁藏布江流域降水时空降尺度模型,并利用搜集的降水实测数据对模型进行了率定和精度验证,结果表明:1)研究提出的水汽运移距离因子在雅江流域与降水具有很强的相关性,在构建的空间降尺度模型中其显著性优于传统地形指示因子DEM;2)TRMM降尺度结果较原始降水数据空间分布更为合理性且细节刻画能力更强,但统计精度月际差异明显,月R2值主要集中在0.5~0.9之间,RMSE值在3.7~40mm之间波动,且整体呈现随月降雨量增加而增大的趋势,个别月份由于降水观测极值出现而导致R2值不足0.1.日尺度上,降尺度结果受原始TRMM降水数据精度影响,平均精度R2不足0.3.     

三峡库区(重庆段)TRMM降水实用性分析及时空特征

以三峡库区(重庆段)为研究区,利用17个气象站点的实测降水量分别在年、季、月尺度上验证TRMM(Tropicalrainfall measurement mission)卫星降水数据的精度,并基于TRMM降水数据分析了研究区的降水时空分布特征。结果表明:①TRMM降水与站点实测数据存在显著的线性相关性,数据在该研究区具有较好的实用性。年尺度上,拟合优度R2=0.79,通过a=0.01置信度检验,相关系数R=0.89;季尺度上,各季节都通过a=0.01置信度检验,春季拟合优度相对较低(R2=0.62);月尺度上,拟合优度R2=0.71,通过a=0.01置信度检验,相关系数为0.84。②降水空间分布整体上呈由西南向东北逐渐递增的趋势,高值区分布在东北部区域,低值区分布在西南部区域,中值区分布在中部、南部以及西部的山脊边缘区域。③降水差异显著,夏季最多,冬季最少;大部分降水集中在5~8月,占全年降水的60%左右,12月到第二年2月降水仅占全年的5%左右.
     

近50年来吉林省气温和降水变化趋势分析

利用近50年来吉林省20个气象站1953—2001年的气温及降水观测数据,采用DB16正交小波分析、非参数统计检验Mann-kendall法对气温与降水的变化趋势进行了研究.结果表明:近50年来,吉林省气温存在明显的增温趋势,降水呈现减少趋势;在不同的时间尺度上,气温、降水的变化趋势存在差异,尺度越大趋势性反应的越明显;气温、降水的年季变化趋势在空间分布上有所不同.     

中国北方地区人类活动对地表水资源的影响研究

以中国北方地区黄河、海河、辽河、松花江流域为研究区域,基于长期水文观测数据,就人类活动对不同时空尺度（包括日、月、年、10年）地表水资源的影响及河川径流演变的驱动力进行了定量分析。结果表明,无论从自然流域的角度还是从行政区域的角度来说,中国北方河川径流都减少的趋势;除气侯变化的影响之外,河道外用水量的增加是导致中国北方地区实测径流减少的直接原因;干旱、半干旱地区人类活动对河川径流的影响程度强于湿润地区,主要表现在小流量出现的频率增大,20世纪八九十年代相同量级的降水量产生的径流量较五六十年代减少20％－50％。     

Water cycle evolution in the Haihe River Basin in the past 10000 years

The water shortage problem in the Haihe River Basin is the most severe in China, and has restricted its economic development. Over-extraction of groundwater has been very severe in the past 30 years. To solve this problem, scientific decisions should be made from a historical perspective. It is important to describe water cycle evolution in the Haihe River basin over the past 10000 years. Datasets of paleoclimate, paleogeography, palynoflora, historical record, isotopic abundance ratio and content were collected for research on different time scales. Some interesting conclusions were drawn by a comprehensive analysis method. First, radiation was the intrinsic force driving the evolution of water cycle. Generally, precipitation increased with temperature. Second, precipitation was high during 8 ka-5 ka B.P., the so-called Yangshao warm period of the Middle Holocene, which recharged the major part of the Quaternary groundwater. Third, heavy floods during this period transported sediment to the seaside, forming the Coastal Plain where cities such as Tianjin, Huanghua, Cangzhou are now located. In the last 3000 years, intermittent moderate floods did not have enough energy to transport sediment to the sea. Rivers usually overflowed in the piedmont region of the Taihang Mountains, and sediment deposited there formed the Piedmont Plain, where locate Shijiazhuang, Xingtai, Handan, Baoding and other cities. Precipitation had a high correlation with temperature in Haihe River Basin in the past 10000 years: the high temperature usually coupled with high precipitation. Today precipitation in the Haihe River Basin is relatively low, owing to low temperature. This study reveals the relationship between temperature, precipitation and river networks in the past 10000 years in Haihe River Basin, which has great scientific and practical importance in understanding the current water circulation and water shortage.     

黄河流域降水序列变化的小波分析

采用1961—2000年黄河流域97个气象站点的系列资料,在分析黄河流域降水空间变化格局的基础上,采用墨西哥帽小波函数,对黄河流域近40 a来降水的季节变化和年际变化时间序列进行了小波分析,揭示了黄河流域降水变化的多时间尺度的复杂结构,分析了不同时间尺度下降水序列变化的周期和突变点,并确定了各序列中存在的主要周期。结果表明：黄河流域多年平均降水量的地区分布既受天气系统的制约,又受地形等地理环境的影响,造成明显的地区性差异;黄河流域年降水和各季节降水均存在8~12 a左右时间尺度的多少交替,表现出明显的周期特征,其次4~6 a左右时间尺度的周期特征也较明显,夏季降水和年降水变化趋势具有较大相似性,不同时间尺度的周期特征之间有不同程度的吻合,说明夏季降水较大程度地控制着年降水。小波分析的时频局部化特性可展现降水时间序列的精细结构,为分析气候多时间尺度变化特征及短期气候预测等节水关键问题研究提供了一种新途径。     

近51年海河流域气候变化特征分析

在全球变暖的背景下,海河流域作为我国重要工农业生产地,气候正在发生重大变化.利用1960年-2010年海河流域30个气象站点的气温和降水资料,将每个站点的气温和降水量展布到全流域,采用线性倾向估计、Mann-Kendall非参数检验、滑动T检验和小波分析等方法分析海河流域气候的变化特征.结果表明：海河流域气温呈明显上升趋势,其中西部和东部明显高于南部和北部,年平均气温在1988年发生突变,气温变化存在7a和10～15a2个周期;整个流域的降水量呈下降趋势,其中北部的内蒙古地区和河南的北部地区降水减少趋势最为明显,降水量在1997年发生突变,降水变化存在5～7 a和10～15 a 2个周期.     

TRMM多卫星测雨数据在赣江上游径流模拟中的应用

选取赣江上游峡山站以上集水区域为研究区域,以雨量站观测数据为基准数据,评估热带降雨观测计划TRMM一3842V6降水数据的精度,并采用上述2种降水数据驱动栅格型新安江模型,模拟赣江峡山站日流量和月流量过程．结果表明,尽管TRMM日降水数据较雨量站数据存在较大偏差,但采用TRMM降水数据模拟的日流量能基本再现峡山站的日流量过程;TRMM月降水数据精度较高,能够较为精确地模拟峡山站的月流量过程．因此TRMM月降水数据可应用于赣江流域的降雨．径流过程模拟,在无资料地区的水文预报、水资源估算、水资源评价与规划等相关研究领域具有广阔的应用前景．     

老哈河流域NDVI动态变化及其与气候因子的关系

利用1982~2006年GIMMS/NDVI数据,赤峰气象站的气温数据和流域内52个雨量站的降水数据,采用一元线性回归分析、简单相关分析以及偏相关分析方法对老哈河流域内林地、灌丛、草地、耕地4种植被类型NDVI年内和年际变化及其与气温、降水的关系进行了研究.结果表明:老哈河流域NDVI年内变化呈单峰型,年最大值出现在8月份,月NDVI和气温、降水之间均具有显著的正相关关系,且存在滞后现象,林地与灌丛、草地相比,其NDVI受降水影响相对较小,气温对植被年内生长的影响大于降水;1982~2006年流域年均NDVI呈上升趋势,其中20世纪90年代流域植被覆盖水平最好;夏季NDVI与同期和前期的气温呈显著的负相关,与前期降水呈显著的正相关,在老哈河流域夏季气温升高会导致植被覆盖减少,而降水增加有利于植被的生长.     

西江流域气候变化下未来时期降雨的时空变化

珠江流域是岭南地区最大的流域,西江流域为珠江的主要支流.西江流域未来时期年最大降雨与年均降雨的变化会影响未来时期的极端洪水与水资源短缺情况,但是相关研究较少.该研究基于国际多模型比较计划ISIMIP2b数据,对西江流域未来时期年最大降雨与年均降雨进行研究.研究发现,年最大与年均降雨在RCP 8.5与RCP 4.5场景下...     

基于质心分析的淮河流域降水时空分布特征

为定量表征淮河流域降水量非均匀性特征,建立年降水质心时间指标,以概化年内降水过程时间分布,从时域、空域、频域3个维度解析流域近55 a降水质心时间的总体格局与演变规律。结果表明:各典型站点近55a降水质心时间序列中全部存在28a的第一主周期;年降水质心时间序列突变年份多发生于1975—1989年,突变主要集中于淮河上中游地区;年降水质心时间序列多呈现不显著的增加趋势,说明流域大部分地区年降水集中期有微弱的后移倾向;年降水质心时间随纬度增加而呈现明显的后推趋势,流域南北地区年降水质心时间可相差20 d左右,经度变化对年降水质心时间没有明显影响;淮河流域暴雨与大雨质心时间普遍迟于其他等级年降水质心时间,流域年降水质心时间对暴雨、大雨较为敏感。