CFSv2在中国区域的季节干旱可预报性研究

发布时间：2017-01-02 17:15

本文关键词：CFSv2在中国区域的季节干旱可预报性研究，由笔耕文化传播整理发布。

《北京师范大学》 2015年

CFSv2在中国区域的季节干旱可预报性研究

朗杨

【摘要】：随着气候模型预报能力的不断改进和我们对气候可预报性认识的提高，气候模型的业务化预报产品已经逐步地应用到季节水文和干旱预报上，，这些预报能够帮助决策者和农民用户积极主动地制定相应的应对决策和生产规划。本论文的研究目标是分析目前世界上被广泛使用的气候模型的业务预报产品在中国区域实施季节水文和干旱预报的可适用性。正确地评估气候模型的预报技能以及科学地订正模型预报偏差对生产季节水文和干旱预报的质量至关重要，对预防干旱、减少干旱带来的灾害损失具有重要的现实意义，是本论文的研究重点。论文的研究内容及主要研究成果如下：（1）评价了美国环境预报中心的第二代气候预报系统(NCEP CFSv2)的季节降水和气温预报在中国17个水文气候区域的预报技能。针对每个水文气候区域的模型季节降水和气温预报的技能，采用了皮尔逊相关系数、技能分、均值偏差和归一化的均方根误差来进行定量评价。研究发现CFSv2模型的季节降水和气温预报的技能受到季节和区域的影响要高于预见期长度（典型预报事件）的影响。CFSv2模型在秋季(JAS-OND)和冬春过渡季(DJF-MAM)的气温和降水预报都具有较高的技能；而在夏季和冬季，由于东亚夏季风(EASM)和东亚冬季风(EAWM)可预报性较低的原因，降水的预报技能相对较低。从整体上看，在所有水文气候区域温度的预报技能要远远高于降水的预报技能。（2）根据预见期长度和空间尺度来评价季节气象干旱预报的能力。由于CFSv2降水和气温的预报技能是随着地点、预见期、季节、预报时间长短和空间的尺度不同而改变。因此根据预见期长度，将观测降水与6个不同预见期长度的预报降水求平均并估算相应的6个月标准降水指数(SPI6)，不同预见期长度的SPI6与观测的SPI6的相关系数来表示不同预见期长度的气象干旱预报技能；在空间尺度方面，选择4个不同的空间尺度用于重复估算不同预见期长度的SPI6，并计算其与观测降水计算的SPI6的相关系数，空间尺度包括单点、2格网×2格网、5格网×5格网、10格网×10格网。结果表明，随着预见期长度的增加，干旱预报能力逐渐减小；而随着空间尺度的增大，干旱预报能力仅在干旱地区明显改善。观测与预报结合的气象干旱预报具有4个月的预见期长度，超过4个月预见期长度的干旱预报没有预报技能。气象干旱预报技能同样具有明显的区域性和季节性，并且预见期长度的影响大于空间尺度的影响。（3）应用统计后处理方法－贝叶斯融合方法－订正NCEP CFSv2在中国区域的季节降水和气温预报。贝叶斯融合方法具有两个优点：订正和融合。春季降水预报在所有区域都没有订正效果，主要通过融合气候态信息；夏季降水预报的订正效果在湿润地区比较明显；秋季降水预报的订正效果主要集中在除青藏高原外的内陆区域。对于温度的订正，在每个季节和区域都有明显改善。（4）探索了订正的降水和气温预报在中国区域的季节干旱预报潜力。通过设计干旱监测和干旱预报对比实验，分别利用观测的降水和气温数据以及订正的CFSv2降水和气温预报驱动水文模型，研究主要尝试了三个季节（1997年秋季、2002年春季、2003年夏季）的土壤湿度监测和土壤湿度预报，土壤湿度转换为百分位数作为土壤湿度干旱指数。土壤湿度监测干旱指数显示1997-2003年干旱主要发生在黄河和长江流域、中国的西北地区和东北地区。通过与相应季节的土壤湿度监测干旱指数进行对比，1997年秋季土壤湿度预报干旱指数的干旱空间范围与监测干旱指数的干旱空间范围一致，但其干旱严重程度存在明显差异；2002年春季土壤湿度预报干旱指数只体现了气候态土壤湿度干旱状况；2003年夏季土壤湿度预报干旱指数在黄河流域和华北地区具有一定的预报能力，但是，在中国东北地区和南方地区，预报干旱指数的严重程度差异较大。

【关键词】：
【学位授予单位】：北京师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：P456
【目录】：

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【参考文献】

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