Knowledge Resource Center for Ecological Environment in Arid Area
| DOI | 10.27409/d.cnki.gxbnu.2021.000500 |
| 不同类型降水产品在中国不同分区的精度评价及干旱监测适用性研究 | |
| 马茜 | |
| 出版年 | 2021 |
| 学位类型 | 硕士 |
| 学位授予单位 | 西北农林科技大学 |
| 中文摘要 | 降水在时空分布上的不稳定性是引起如干旱、洪涝等自然灾害的直接因素,想要更为准确地监测旱涝灾害,就要准确了解降水在时间和空间上的变化规律,因而需要优质的高时空分辨率降水数据集。近年来,已有大量全球范围内的格网降水产品,且根据其资料来源和估算方法,大致可分为3种类型:基于地面站、基于卫星和基于再分析的降水产品,掌握这些产品的精度特性对其准确应用与发展具有重要意义,此外,旱灾是造成经济损失最为严重且发生最为频繁的自然灾害,因而研究不同类型降水产品的干旱监测性能具有重要意义。本文基于气象站点观测数据评估了IMERG V6降水产品,同时将其与停更的TMPA降水产品进行对比,并对其进行校正,此外,还对比分析了基于不同类型的9套降水产品(基于地面站的:GPCC、APHRODITE;基于卫星的IMERG、MSWEP、Chirps V2.0和PERSIANN-CDR;再分析的ERA-Interim、ERA5和MERRA)在中国各个分区的精度表现,并探究了它们在不同月份的表现差异,最后,基于Z指数和SPEI指标探究了不同降水类型产品的干旱监测性能。论文获得的主要结论有:(1)IMERG V6降水产品可完全替代已停更的TMPA降水产品,可通过线性回归关系对其精度进行校正。在日、月、年尺度下,IMERG V6降水产品的精度均高于TMPA降水产品,并且精度随着时间尺度的增大而提高。IMERG V6产品在中国大陆及其所有分区的表现均优于TMPA产品,其中,在中温带半湿润地区表现最佳,在中温带干旱地区表现最差。此外,在中国大部分分区,IMERG V6产品对降水估算的准确性均高于TMPA产品,但在干燥(12月、1月和2月)和湿润(7月、8月和9月)月份中表现较差。遥感产品与地面观测降水量之间的线性关系可以用来校正卫星降水数据,而无需使用最新的气象站实测数据,校正后的IMERG降水数据的空间变化性好,精度比原始IMERG数据高。(2)根据不同类型降水产品在中国的降水特征和精度表现,综合适用性较强的产品为GPCC、IMERG V6、MSWEP。不同类型的降水数据集在中国大陆及其不同分区的表现有所差异,在西北荒漠区和青藏高原区所有降水产品整体表现为所有分区中最差的。针对不同的降水特征,不同类型的降水产品的精度表现有所差异。不同类型的降水产品精度随月份变化明显,在大多数区域,基于卫星和再分析的降水产品在较为干燥的地区,在冬季月份精度较差,在相对湿润地区,夏季月份精度相对较差,而基于地面站的降水产品精度在不同月份下差异不大。综合而言,基于卫星的降水产品在分析降水的空间变异性中更有优势,基于地面站的降水数据集对降水的时间变异性捕捉能力更强。基于卫星的、基于地面站和再分析降水产品中综合优势更强的产品分别为IMERG(MSWEP)、GPCC和MERRA。(3)根据不同类型降水产品在中国各个分区的干旱监测适用性分析,综合来看GPCC、IMERG V6和MSWEP产品更适用于干旱评估。对比两种干旱指数,大多数降水产品对SPEI指数的估算精度高于Z指数,且基于SPEI的时间序列比Z指数更能够准确捕捉历史干旱事件,基于SPEI估算的干旱面积精度要大于Z指数,基于Z指数估算的干旱主周期要低于基于SPEI估算的主周期、基于SPEI监测的干旱的空间分布从强度到面积上都高于Z指数。对比不同分区,多数降水产品分别在1、3区和3、7区对Z指数和SPEI指数的估算精度相对较差。对比不同时间尺度,基于再分析产品的干旱指数估算精度最易受时间尺度影响,随时间尺度的增大而降低。对比不同类型降水产品,基于再分析的降水产品在各个研究区对两种干旱指数时间变化序列的估算能力整体上差于其他降水产品。对比干旱监测的空间分布情况,最适合用于计算Z和SPEI指标并监测其旱情的空间分布的降水产品分别为IMERG和MSWEP。在基于游程理论的干旱频次、历时和烈度分析中,基于Z指数的干旱监测结果略低于SPEI。两种干旱指标在监测干旱频次方面对降水产品的敏感度相仿。 |
| 中文关键词 | 卫星降水产品 ; 再分析降水产品 ; 地面站网格化降水产品 ; 精度评价 ; 干旱监测 ; Z指数 ; SPEI |
| 语种 | 中文 |
| 国家 | 中国 |
| 中图法分类号 | P412;P426.6 |
| 资源类型 | 学位论文 |
| 条目标识符 | http://119.78.100.177/qdio/handle/2XILL650/373131 |
| 作者单位 | 西北农林科技大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 马茜. 不同类型降水产品在中国不同分区的精度评价及干旱监测适用性研究[D]. 西北农林科技大学,2021. |
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