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长江上游卫星反演与再分析降水数据的适用性评估 被引量：1
1
作者 胡文韬 余钟波 +3 位作者 陈松峰 谷黄河 鞠琴 周婷 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期15-24,共10页
为评估不同降水数据在长江上游的适用性,基于气象站点观测数据,采用多种评价指标,定量评估了卫星反演降水数据(IMERG-Final、GSMaP-Gauge)及再分析降水数据(ERA5-Land)在长江上游的应用精度,并分析了各降水数据在不同等级降水的误差结... 为评估不同降水数据在长江上游的适用性,基于气象站点观测数据,采用多种评价指标,定量评估了卫星反演降水数据(IMERG-Final、GSMaP-Gauge)及再分析降水数据(ERA5-Land)在长江上游的应用精度,并分析了各降水数据在不同等级降水的误差结构。结果表明:3套降水数据均能准确捕捉流域降水东高西低的空间格局,与观测降水有着良好的相关性,且2015—2019年表现平稳,有可长期应用的潜力;各降水数据时间分辨率越高,误差相对越大,在流域地形变化剧烈的中部误差更大;对弱降水易错报高估,对强降水的低估随降水强度上升而加剧;两套卫星反演降水数据总体误差较小,适用性良好,IMERG-Final有更好的误差控制能力,GSMaP-Gauge对降水发生的识别更为准确;ERA5-Land明显高估流域降水,尤其在西南部地区。 展开更多
关键词 卫星反演降水 再分析降水 适用性评估 误差结构分析 长江上游
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遥感及再分析降水产品在缺资料干旱内陆盆地的适用性评估 被引量：5
2
作者 吕爱锋 亓珊珊 《地球信息科学学报》 CSCD 北大核心 2022年第9期1817-1834,共18页
山区降水较集中,但降水测站多位于山谷或人口密集区,代表性差。遥感和再分析降水产品能提供时空分布连续的数据,不受地形条件限制。柴达木盆地中心属干旱荒漠区,水是制约该区开发的首要条件,其四周属高寒山区,降水相对较多,但降水监测... 山区降水较集中,但降水测站多位于山谷或人口密集区,代表性差。遥感和再分析降水产品能提供时空分布连续的数据,不受地形条件限制。柴达木盆地中心属干旱荒漠区,水是制约该区开发的首要条件,其四周属高寒山区,降水相对较多,但降水监测十分薄弱。为获取该区相对精确的降水时空分布信息,本文评估了4套高分辨率降水产品(CMADS、TRMM、GPM和MSWEP)的适用性。首先基于地面站点数据评估它们在不同时空尺度上的精度,并分析它们在柴达木盆地的空间分布和年内分配特征。然后,以盆地东南隅的无测站山区香日德河流域为研究区,利用降水产品驱动SWAT模型来评估它们的分布式水文模拟适用性。结果表明:①MSWEP在年、月尺度上与站点降水的吻合程度最高(R≥0.79,PBIAS=0.5%),其次是GPM和TRMM,CMADS精度最低(R≥0.64,PBIAS=5.8%);②从降水精度与站点高程的关系来看,降水产品在相对低海拔区容易高估站点降水,而在相对高海拔区常低估实际降水;③在香日德河流域,MSWEP(NSE=0.64)在基准期(2009—2012年)的径流模拟表现明显好于其它降水产品(NSE=0.36~0.59),变化期(2013—2016年)表现最好的是CMADS(NSE=0.75,其余产品NSE=0.53~0.68)。本研究可为缺资料干旱山区获取精确的降水时空信息和后续水资源的科学管理与规划提供重要支撑。 展开更多
关键词 遥感降水 再分析降水 资料稀缺流域 干旱半干旱 适用性评估 SWAT 山区流域 分布式水文模拟
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基于集合卡尔曼滤波法的清江流域多源融合降水分析 被引量：2
3
作者 郭家力 郭东淏 +4 位作者 丁光旭 李颖 李英海 杨旭 张海荣 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第5期72-78,84,共8页
高质量的水文气象观测数据是开展气象和水文灾害监测、预报预警及长期气候变化趋势分析的基本支撑。针对流域尺度内现有融合降水数据空间分辨率低的问题,通过集合卡尔曼滤波(EnKF)融合算法对清江流域33个地面站点和TRMM及CMORPH两种卫... 高质量的水文气象观测数据是开展气象和水文灾害监测、预报预警及长期气候变化趋势分析的基本支撑。针对流域尺度内现有融合降水数据空间分辨率低的问题,通过集合卡尔曼滤波(EnKF)融合算法对清江流域33个地面站点和TRMM及CMORPH两种卫星产品的降水数据在日尺度上进行融合,得到了0.05°×0.05°的清江流域融合降水数据MSAP。利用留一交叉验证的方式对卫星降水、地面插值和MSAP融合降水数据进行定量分析,证明EnKF融合算法能从相关性系数R、平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE 3个方面改善清江流域降水的精度,并且融合算法改善了卫星数据和地面数据在流域边界部分区域精度低的缺点,展现了EnKF融合算法在降水数据融合中的应用潜力。进一步地,将MSAP与CMFD、ERA5和MSWEP等3种主流再分析数据进行对比,并对1998年汛期清江流域与长江干流四次洪峰遭遇中最大的两次遭遇所对应的场次强降水进行了空间分析。结果表明,在时间尺度上,MSAP数据具有最高的R和最小的MAE及RMSE;在误差的空间分布上,MSAP数据在各站点精度评价指标的空间差异最小,四种再分析数据精度由高到低排序为MSAP>CMFD>MSWEP>ERA5;在历时5日和历时2日的场次强降水过程中,CMFD、MSWEP和MSAP均能在一定程度上反映出暴雨中心,在空间分布和降水量级上,MSAP和CMFD基本保持一致。 展开更多
关键词 清江流域 多源数据融合 卫星降水产品 集合卡尔曼滤波 再分析降水
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多源再分析降水数据在拉萨河流域应用对比研究 被引量：14
4
作者 郭禹含 王中根 伍玉良 《地理科学进展》 CSSCI CSCD 北大核心 2017年第8期1033-1039,共7页
针对资料稀缺地区水文模拟计算难题,开展多源再分析降水数据在拉萨河流域应用对比研究,本文基于HIMS系统构建了拉萨河流域分布式水文模型,以气象站实测数据为参照,对比分析了中国区域地面降水格点日值数据集和中国区域高时空分辨率地面... 针对资料稀缺地区水文模拟计算难题,开展多源再分析降水数据在拉萨河流域应用对比研究,本文基于HIMS系统构建了拉萨河流域分布式水文模型,以气象站实测数据为参照,对比分析了中国区域地面降水格点日值数据集和中国区域高时空分辨率地面气象要素驱动数据集两套遥感再分析数据集的气象数据在拉萨河流域的径流模拟效果。结果表明:在日和月时间尺度上,气象站实测降水数据的径流模拟精度最好,驱动集降水数据径流模拟结果要好于网格点降水数据。总体上,基于气象站实测降水数据的径流模拟纳西效率系数为0.86(日过程)和0.93(月过程),相关系数均在0.9以上。基于两类再分析数据的降水径流模拟纳西效率系数均在0.7(日过程)和0.8(月过程)以上,相关系数均在0.9左右。对于资料稀缺地区,多源再分析降水数据是重要的可用数据来源。借助于降水—径流模型,探讨多源再分析降水数据对径流模拟精度的影响,是完善多源再分析降水数据产品质量的一个重要环节。 展开更多
关键词 分布式水文模型 多源再分析降水数据 模拟径流 对比分析 拉萨河流域
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不同再分析降水数据在洞庭湖流域的精度评估 被引量：10
5
作者 孙葭 章新平 黄一民 《长江流域资源与环境》 CAS CSSCI CSCD 北大核心 2015年第11期1850-1859,共10页
收集了4种不同数据来源的再分析降水数据:欧洲中期天气预报中心大气再分析数据(ERA-intreim)、英国East Anglia大学气候研究中心数据(CRU TS3.21)、全球降水气候学项目数据(GPCP V2.2)、TRMM多卫星降水产品——TRMM 3B43(V7)和中国气象... 收集了4种不同数据来源的再分析降水数据:欧洲中期天气预报中心大气再分析数据(ERA-intreim)、英国East Anglia大学气候研究中心数据(CRU TS3.21)、全球降水气候学项目数据(GPCP V2.2)、TRMM多卫星降水产品——TRMM 3B43(V7)和中国气象科学数据共享服务网提供的降水实测数据(CMD),用均值、偏差和偏差百分比及标准差等统计指标对再分析降水数据在洞庭湖流域的模拟精度进行评估。结果表明:(1)4种再分析数据年、季节降水量的年际变化与CMD总体相似,其中秋冬季节与CMD的一致性好于春夏季节。(2)ERA-interim数据对年均降水量的高估比例为20%以上,对季节平均降水量的高估比例为10.13%~33.65%,年、季降水量偏差百分比变化的年际变化较大;标准差的年内变化范围为12.40%~70.13%,数据集的离散程度最大。GPCP和CRU两种数据的年季降水量偏差在-6.19%~5.71%之间变化,均值与CMD数据最为接近;CRU数据年季降水量偏差百分比的年际变化和标准差的年内变化均较GPCP的大。TRMM数据对年季降水量的高估比例为3.67%~6.52%,降水量偏差百分比的年际变化稳定;标准差的年内变化范围为4.58%~14.03%,数据集的离散程度最小。(3)ERA-interim、CRU、GPCP和TRMM数据年降水量的偏差范围分别为1 000.21^-649.51、333.89^-643.82、292.55^-686.85、256.20^-561.27mm。再分析降水数据对降水的低估区域均出现在以南岳站为中心的衡阳盆地,而高估区域分布则有明显差异:ERA-interim的高估极值出现在地势较高的西部,CRU和GPCP的高估极值出现在南部山地,TRMM无明显高估区域。ERA-interim数据离散程度的空间分异明显,CRU和GPCP居中,TRMM分异较不明显。所有再分析数据在西部和南部山地区域的离散程度最大。 展开更多
关键词 再分析降水数据 洞庭湖流域 精度 评估
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基于多种降水数据产品的黄河源区径流模拟研究
6
作者 李晓玥 文军 +3 位作者 谢琰 陈亚玲 陈怡璇 葛翔宇 《高原气象》 CSCD 北大核心 2024年第3期570-582,共13页
黄河源区位于青藏高原的东北部,该流域气象站点分布稀疏,水文过程研究存在很大的局限性,研究多种降水数据产品在流域的适用性对水文模型研究具有重要的推动作用。本文以黄河源区作为研究区域,基于中国气象同化驱动数据集(China Meteorol... 黄河源区位于青藏高原的东北部,该流域气象站点分布稀疏,水文过程研究存在很大的局限性,研究多种降水数据产品在流域的适用性对水文模型研究具有重要的推动作用。本文以黄河源区作为研究区域,基于中国气象同化驱动数据集(China Meteorological Assimilation Datasets for SWAT model Version1.1,CMADS V1.1)、热带降雨测量卫星(Tropical Rainfall Measurement Mission,TRMM)降水数据集(3B42 Version7)和气象站观测降水数据分别驱动土壤水文评估工具分布式水文模型(Soil and Water Assessment Tool,SWAT),同时利用SWAT-CUP(SWAT Calibration and Uncertainty Program)和SUFI-2(Sequential Uncertainty Fitting2)算法对27个敏感性参数进行率定,模拟黄河源区多年月平均径流量的变化规律,并将模拟结果与观测值进行对比分析,评估了CMADS和TRMM 3B42降水数据产品在该流域的精度以及SWAT模型在黄河源区的适用性。结果表明:(1)由3种降水数据获得的降水空间分布为由西向东递增的趋势,TRMM 3B42与实测降水在年和月变化上一致性好于CMADS数据集。(2)参数敏感性分析结果表明:SCS(Soil Conservation Service)径流曲线数、地下水滞后系数、土壤蒸发补偿系数对径流模拟的敏感性程度较强。(3)利用CMADS和TRMM 3B42降水数据集模拟的径流结果均优于实测降水数据,流域内3个水文站在率定期的相关系数R分别是0.93,0.92和0.88;TRMM 3B42模拟结果次之,率定期和验证期的相关系数R均在0.80以上,纳什系数(Nash-Sutcliffe efficiency coefficient,NSE)在0.50以上。本研究证明了CMADS数据集和SWAT模型在地貌类型复杂、气候变化敏感的高海拔地区的径流模拟方面具有较好的适用性,为气象站点稀缺的地区提供了建立水文模型的替换方案。 展开更多
关键词 黄河源区 SWAT水文模型 径流模拟 再分析降水数据
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再分析降水资料的适用性评估与偏差校正——以长江中下游地区为例 被引量：5
7
作者 王彧蓉 周建中 +1 位作者 杨鑫 方威 《人民长江》 北大核心 2021年第9期93-100,共8页
为弥补长江中下游地区台站观测资料的部分缺失,探究再分析数据集的适用性,从时间和空间上评估ERA5和CFSR再分析降水数据集精度,建立了包含相关系数、相对偏差、均方根误差和Kling Gupta系数多指标定量综合评价体系,提出了结合校正系数... 为弥补长江中下游地区台站观测资料的部分缺失,探究再分析数据集的适用性,从时间和空间上评估ERA5和CFSR再分析降水数据集精度,建立了包含相关系数、相对偏差、均方根误差和Kling Gupta系数多指标定量综合评价体系,提出了结合校正系数法与自回归模型的组合校正法(C-AR);并将C-AR校正法与单一的校正系数法、AR模型以及校正系数法与最邻近抽样法组合的校正法(C-KNN)进行对比,探究C-AR组合校正法的校正效果。研究结果表明:①ERA5和CFSR与实测降水数据在年、季尺度上降水趋势变化和年内分配规律上较为一致,且与实测数据的相关性均较好;②ERA5和CFSR在实测降水量多的区域均存在正偏差,而在实测降水量少的区域存在负偏差;③C-AR组合校正模型不仅可在量级上校正数据集,还可提升数据集与实测数据的相关性,可多方面综合改善数据集精度,提高数据集适用性,校正效果要优于校正系数法、AR模型和C-KNN组合校正法。 展开更多
关键词 再分析降水资料 ERA5 CFSR 组合校正法 长江中下游地区
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SWAT模型在大尺度流域径流模拟影响因素分析——以巴拉那河上游流域为例
8
作者 刘琨 李梦杰 +5 位作者 牟海磊 吕振豫 刘攀 殷兆凯 刘志武 梁犁丽 《水利与建筑工程学报》 2023年第5期191-198,共8页
为了探讨SWAT模型在大尺度流域水文分析模拟的效果,以巴西巴拉那河上游流域为研究区,利用构建的流域大尺度SWAT模型,定量分析美国国家环境预报中心再分析数据(CFSR)降水再分析数据质量、子流域划分数量及模型参数对径流模拟结果的影响... 为了探讨SWAT模型在大尺度流域水文分析模拟的效果,以巴西巴拉那河上游流域为研究区,利用构建的流域大尺度SWAT模型,定量分析美国国家环境预报中心再分析数据(CFSR)降水再分析数据质量、子流域划分数量及模型参数对径流模拟结果的影响。结果表明,CFSR再分析数据对流域降水的空间分布估计偏差较大,导致径流模拟误差较大,模型参数经1次迭代后,确定系数(R^(2))值均小于0.2。随着子流域划分数量的增加,实测站点降水数据可以更准确地估计子流域面雨量,进而提高径流模拟拟合度。在子流域划分数量分别为66、781和4111的情况下,比较模型参数经过1次迭代后的径流模拟效果发现,子流域个数为781个时,R^(2)值相对于两种情况有明显提高。在涉及SWAT模型径流模拟的20个参数中,土壤蒸发补偿系数(ESCO)和SCS径流曲线数(CN2)是最敏感的两个参数。由分析可知,SWAT模型可以在大尺度流域径流模拟中应用,研究结果可以为大尺度流域水文模型的构建与应用提供参考。 展开更多
关键词 大尺度流域 SWAT模型 CSFR再分析降水数据 子流域划分
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ERA-5降水数据在雨量站稀疏地区的适用性研究--以缅甸密支那流域为例 被引量：2
9
作者 张佳鹏 王加虎 +1 位作者 李丽 陈明霞 《人民长江》 北大核心 2021年第6期36-41,共6页
为探究降水产品在雨量站稀疏地区的适用性,选择位于缅甸的密支那流域作为研究流域,以雨量站数据作为参考数据,评估了ERA-5再分析降水数据的精度;并使用ERA-5数据率定和驱动CREST模型,探究了该数据应用于径流模拟的可行性。结果表明:在... 为探究降水产品在雨量站稀疏地区的适用性,选择位于缅甸的密支那流域作为研究流域,以雨量站数据作为参考数据,评估了ERA-5再分析降水数据的精度;并使用ERA-5数据率定和驱动CREST模型,探究了该数据应用于径流模拟的可行性。结果表明:在整个研究区域内,ERA-5数据和雨量站数据之间的相关程度高,差距较小;而在径流模拟方面,ERA-5数据可以较好地模拟中低水位的日径流过程,对于高水位流量则存在着一定的低估,但不同观测时段的NSCE系数均在0.7以上,总体而言精度仍较高;对于月径流量,该数据在不同观测时段的NSCE系数均大于0.85,相关系数均在0.9以上,能够较好地描述径流的年内变化特征。因此,ERA-5降水数据在一定程度上可以代替雨量站数据作为研究区域的降水数据来源,应用于流域水资源管理、水利工程设计等领域。 展开更多
关键词 再分析降水数据 精度评估 径流模拟 CREST 密支那流域 缺资料地区
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