积雪深度再分析资料在内蒙古的适用性评价
发布时间：2021-06-23 20:14
基于欧洲中期天气预报中心（ECMWF）最新推出的两套再分析资料ERA-Interim/Land（简称"Land"）和ERA-20C（简称"20C"）1981—2010年积雪深度资料,以内蒙古地区气象台站观测资料为标准,综合评估积雪深度再分析资料在内蒙古地区的适用性。结果表明:（1）两套再分析资料都较好地再现了内蒙古积雪深度从东北向西南逐渐减少的空间分布特征,其中20C再分析资料更好地体现中东部积雪深度依次递减的趋势。（2）Land再分析资料的积雪深度与观测值差值的月际变化整体呈现负差值,系统模式低估计了积雪深度;而20C再分析资料的模拟效果在东西部较好,中部20C再分析资料的积雪深度与观测值的正差值较大。（3）两套再分析资料均能较好地再现内蒙东部、中部和西部地区积雪深度的逐月变化特征,均表现为东部模拟最好、中部次之、西部最差。（4）两套再分析资料的积雪深度平均偏差和均方根误差较小,再分析值和观测值的相关系数通过0.001的显著性检验,20C和Land再分析资料的积雪深度差距不大,但与观测值比较均出现负偏差现象。
【文章来源】：干旱气象. 2020,38(04)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
内蒙古地形、站点分布及区域划分
图2为1981—2010年两套再分析资料的年平均积雪深度及其与观测值差值的空间分布。可以看出,Land、 20C两套再分析资料对积雪深度的空间分布均具有较好的描述能力,表现为从东北向西南递减。东北地区积雪较深,主要分布在呼伦贝尔北部地区,紧挨呼伦贝尔的阿尔山地区积雪也较深,这可能与阿尔山地势有关,阿尔山地区平均海拔1300 m,为大陆高山气候,海拔较内蒙古东部其他地区高500 m左右。西部地区积雪深度浅,阿拉善年均积雪深度约4 cm。两套再分析资料积雪深度的整体空间分布较为类似, 20C再分析资料的积雪深度从东向西变化层次明显,尤其在中东部,能更好地体现积雪深度依次递减的趋势。Land再分析资料与观测的积雪深度差值整体呈负差值,而20C再分析资料与观测的积雪深度呈正差值。Land再分析资料的积雪深度与观测值差值绝对值在东部较大,呼伦贝尔地区出现低估现象,且差值绝对值大于10 cm的地区大部分位于呼伦贝尔山地,差值绝对值最大的地方是兴安盟的阿尔山地区,中西部差值绝对值较小。20C再分析资料的积雪深度与观测值差值绝对值较Land再分析资料小,中西部大部分地区差值绝对值为1 cm,20C再分析资料的积雪深度在高海拔山地阿尔山地区也出现负差值,两套再分析资料在该地区误差均较大,说明再分析资料中地形对积雪深度的影响考虑不足。在西辽河流域地区,20C再分析资料的积雪深度更接近观测数据,Land再分析资料的积雪深度较观测值整体偏小。在鄂尔多斯高原、阿拉善右旗和西部沙漠地区, Land再分析值有所改善。综上所述,两套再分析资料的积雪深度与观测值相比,全区均呈现出不同程度的正或负差值,并且正、负差值绝对值均表现为东部地区大于中西部地区。内蒙古地形以高原为主,地形地貌复杂多样,而一般观测台站都修建在地势较为平坦地区,可能造成再分析资料的偏差较大。例如东部地形多变,以山地为主,系统模拟时可能没有更好地兼顾地形地貌对积雪的影响,造成再分析资料较大偏差的出现;而中西部多以高平原为主,数值较低的阿拉善沙地居多,使得系统模拟时候受到地形影响较小,再分析值与观测值更接近。
图4为1981—2010年内蒙古东部、中部和西部两套再分析资料的积雪深度及观测值的逐月变化。可以看出,Land和20C再分析资料都可以再现东、中、西部地区月均积雪深度逐月变化特征,东部、中部吻合度高,西部吻合度一般。3个地区均出现观测值突然增大现象,一般出现在春季,考虑主要由极端天气引起的春季降雪造成,而再分析资料无法再现这种异常积雪情况。两套再分析资料在东部效果均较好,除去极端异常降雪,整体与观测值变化趋势一致;中部均出现负差值现象,差值绝对值较小;西部地区两套再分析资料积雪深度与观测值在时间序列初期负差值较大,之后逐渐吻合。综上所述,两套再分析资料均能较好地再现内蒙东部、中部和西部地区积雪深度逐月变化特征,但对气候异常引起的异常降雪,再分析资料无法很好模拟,两套再分析资料积雪深度与观测值均呈负差值,可能是因为内蒙古地势起伏,风吹积雪导致积雪在地势较低的地方堆积。同时,观测站点一般选取地势相对平坦的地方,积雪会相对明显,理论上就存在一定的差距,即观测值大于再分析值。再分析资料存在对影响积雪深度的局地因素考虑不足,不包含人类活动对积雪深度的影响。图4 1981—2010年内蒙古东部(a)、 中部(b)和西部(c)两套再分析资料的积雪深度及观测值的逐月变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]黑河流域气温和降水再分析数据的不确定性评估[J]. 赵静学,郭枝虾,和鑫磊,徐同仁,刘绍民,徐自为. 干旱气象. 2019(04)
[2]多种土壤湿度资料在中国地区的对比分析[J]. 刘丽伟,魏栋,王小巍,程善俊. 干旱气象. 2019(01)
[3]基于CMIP5资料的西南地区2020—2050年气温多模式集合预估[J]. 伍清,蒋兴文,谢洁,朱桦. 干旱气象. 2018(06)
[4]利用多种再分析资料对比分析青藏高原夏季大气水汽含量变化情况[J]. 陈丹,周长艳,邓梦雨. 高原山地气象研究. 2018(03)
[5]基于NVAP-M数据和ERA-I资料的海南岛大气可降水量时空分布特征分析[J]. 李光伟,敖杰,邢峰华,黄彦彬. 暴雨灾害. 2018(03)
[6]三套再分析降水资料在东北地区的适用性评价[J]. 刘鹏飞,刘丹丹,梁丰,王婉昭,于跃,郭佰汇,于芳健,毕明林. 水土保持研究. 2018(04)
[7]ERA-20C积雪深度资料在呼伦贝尔适用性分析[J]. 刘昊,宋海清,李云鹏. 北方农业学报. 2017(05)
[8]1960—2015年吉林省积雪初、终日期变化特征及其与气温和降水的关系[J]. 傅帅,蒋勇,徐士琦,张小泉. 干旱气象. 2017(04)
[9]ERA-Interim/Land积雪资料在内蒙古的初步评估[J]. 刘昊,宋海清,张超,吴国周,王琳. 内蒙古科技与经济. 2017(02)
[10]西南涡发生发展机制中热力强迫作用的数值试验[J]. 张政泰,林明宇,亓鹏,陈圣哲,王澄海. 干旱气象. 2016(03)
硕士论文
[1]中国地区积雪的年际变化特征及其未来40年的可能变化[D]. 王芝兰.兰州大学 2011
本文编号：3245586
【文章来源】：干旱气象. 2020,38(04)
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
内蒙古地形、站点分布及区域划分
图2为1981—2010年两套再分析资料的年平均积雪深度及其与观测值差值的空间分布。可以看出,Land、 20C两套再分析资料对积雪深度的空间分布均具有较好的描述能力,表现为从东北向西南递减。东北地区积雪较深,主要分布在呼伦贝尔北部地区,紧挨呼伦贝尔的阿尔山地区积雪也较深,这可能与阿尔山地势有关,阿尔山地区平均海拔1300 m,为大陆高山气候,海拔较内蒙古东部其他地区高500 m左右。西部地区积雪深度浅,阿拉善年均积雪深度约4 cm。两套再分析资料积雪深度的整体空间分布较为类似, 20C再分析资料的积雪深度从东向西变化层次明显,尤其在中东部,能更好地体现积雪深度依次递减的趋势。Land再分析资料与观测的积雪深度差值整体呈负差值,而20C再分析资料与观测的积雪深度呈正差值。Land再分析资料的积雪深度与观测值差值绝对值在东部较大,呼伦贝尔地区出现低估现象,且差值绝对值大于10 cm的地区大部分位于呼伦贝尔山地,差值绝对值最大的地方是兴安盟的阿尔山地区,中西部差值绝对值较小。20C再分析资料的积雪深度与观测值差值绝对值较Land再分析资料小,中西部大部分地区差值绝对值为1 cm,20C再分析资料的积雪深度在高海拔山地阿尔山地区也出现负差值,两套再分析资料在该地区误差均较大,说明再分析资料中地形对积雪深度的影响考虑不足。在西辽河流域地区,20C再分析资料的积雪深度更接近观测数据,Land再分析资料的积雪深度较观测值整体偏小。在鄂尔多斯高原、阿拉善右旗和西部沙漠地区, Land再分析值有所改善。综上所述,两套再分析资料的积雪深度与观测值相比,全区均呈现出不同程度的正或负差值,并且正、负差值绝对值均表现为东部地区大于中西部地区。内蒙古地形以高原为主,地形地貌复杂多样,而一般观测台站都修建在地势较为平坦地区,可能造成再分析资料的偏差较大。例如东部地形多变,以山地为主,系统模拟时可能没有更好地兼顾地形地貌对积雪的影响,造成再分析资料较大偏差的出现;而中西部多以高平原为主,数值较低的阿拉善沙地居多,使得系统模拟时候受到地形影响较小,再分析值与观测值更接近。
图4为1981—2010年内蒙古东部、中部和西部两套再分析资料的积雪深度及观测值的逐月变化。可以看出,Land和20C再分析资料都可以再现东、中、西部地区月均积雪深度逐月变化特征,东部、中部吻合度高,西部吻合度一般。3个地区均出现观测值突然增大现象,一般出现在春季,考虑主要由极端天气引起的春季降雪造成,而再分析资料无法再现这种异常积雪情况。两套再分析资料在东部效果均较好,除去极端异常降雪,整体与观测值变化趋势一致;中部均出现负差值现象,差值绝对值较小;西部地区两套再分析资料积雪深度与观测值在时间序列初期负差值较大,之后逐渐吻合。综上所述,两套再分析资料均能较好地再现内蒙东部、中部和西部地区积雪深度逐月变化特征,但对气候异常引起的异常降雪,再分析资料无法很好模拟,两套再分析资料积雪深度与观测值均呈负差值,可能是因为内蒙古地势起伏,风吹积雪导致积雪在地势较低的地方堆积。同时,观测站点一般选取地势相对平坦的地方,积雪会相对明显,理论上就存在一定的差距,即观测值大于再分析值。再分析资料存在对影响积雪深度的局地因素考虑不足,不包含人类活动对积雪深度的影响。图4 1981—2010年内蒙古东部(a)、 中部(b)和西部(c)两套再分析资料的积雪深度及观测值的逐月变化
【参考文献】：
期刊论文
[1]黑河流域气温和降水再分析数据的不确定性评估[J]. 赵静学,郭枝虾,和鑫磊,徐同仁,刘绍民,徐自为. 干旱气象. 2019(04)
[2]多种土壤湿度资料在中国地区的对比分析[J]. 刘丽伟,魏栋,王小巍,程善俊. 干旱气象. 2019(01)
[3]基于CMIP5资料的西南地区2020—2050年气温多模式集合预估[J]. 伍清,蒋兴文,谢洁,朱桦. 干旱气象. 2018(06)
[4]利用多种再分析资料对比分析青藏高原夏季大气水汽含量变化情况[J]. 陈丹,周长艳,邓梦雨. 高原山地气象研究. 2018(03)
[5]基于NVAP-M数据和ERA-I资料的海南岛大气可降水量时空分布特征分析[J]. 李光伟,敖杰,邢峰华,黄彦彬. 暴雨灾害. 2018(03)
[6]三套再分析降水资料在东北地区的适用性评价[J]. 刘鹏飞,刘丹丹,梁丰,王婉昭,于跃,郭佰汇,于芳健,毕明林. 水土保持研究. 2018(04)
[7]ERA-20C积雪深度资料在呼伦贝尔适用性分析[J]. 刘昊,宋海清,李云鹏. 北方农业学报. 2017(05)
[8]1960—2015年吉林省积雪初、终日期变化特征及其与气温和降水的关系[J]. 傅帅,蒋勇,徐士琦,张小泉. 干旱气象. 2017(04)
[9]ERA-Interim/Land积雪资料在内蒙古的初步评估[J]. 刘昊,宋海清,张超,吴国周,王琳. 内蒙古科技与经济. 2017(02)
[10]西南涡发生发展机制中热力强迫作用的数值试验[J]. 张政泰,林明宇,亓鹏,陈圣哲,王澄海. 干旱气象. 2016(03)
硕士论文
[1]中国地区积雪的年际变化特征及其未来40年的可能变化[D]. 王芝兰.兰州大学 2011
本文编号：3245586
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