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基于CLDAS-Prcp多源融合降水产品的WRFHydro模式在綦江流域的水文效用 被引量：11
1
作者 粟运 师春香 +3 位作者 毛文书 孙帅 谢冰绮 翟丹华 《高原气象》 CSCD 北大核心 2022年第3期617-629,共13页
为了提升对中小尺度流域的径流模拟和洪水预报能力,给防灾减灾和科学研究提供参考依据,本文评估了CLDAS-Prcp多源融合降水产品在中小尺度流域中的水文效用以及WRF-Hydro模式在中小尺度流域中的模拟效果。首先利用CLDAS-Prcp多源融合降... 为了提升对中小尺度流域的径流模拟和洪水预报能力,给防灾减灾和科学研究提供参考依据,本文评估了CLDAS-Prcp多源融合降水产品在中小尺度流域中的水文效用以及WRF-Hydro模式在中小尺度流域中的模拟效果。首先利用CLDAS-Prcp多源融合降水产品和IMERG-Final多源融合降水产品分析了綦江流域7个典型洪水个例中的累计降水量空间分布特征以及小时面雨量时序变化特征,再利用两种多源融合降水产品分别驱动WRF-Hydro模式对綦江流域7个典型的洪水个例进行模拟,并与实测径流量进行对比分析。结果表明:(1)CLDAS-Prcp在累计降水量空间分布上比IMERG-Final刻画出了更多的细节,大值落区和降水总量上也更为准确;两种降水产品都能较好地刻画流域小时面雨量在洪水时段的变化趋势,CLDAS-Prcp在面雨量峰值以及变化趋势上更贴近观测数据。(2)基于CLDAS-Prcp多源融合降水产品的4场径流模拟中,有3场径流模拟的纳什系数高于0.9,表现优异;基于IMERG-Final多源融合降水产品的4场径流模拟中,除20200622号洪水事件外,其余场次模拟的纳什系数皆低于0.7,说明基于CLDAS-Prcp融合降水产品的参数率定以及径流模拟要优于IMERG-Final融合降水产品。(3)WRF-Hydro模式可以很好模拟出洪水个例的洪峰流量,准确地再现了洪峰出现的时间,能够较好地刻画洪水过程的细节。总体而言,CLDAS-Prcp多源融合降水产品和WRF-Hydro模式可以很好地应用在中小尺度流域的水文模拟中。 展开更多
关键词 CLDAS-Prcp 多源融合降水 IMERG-Final 径流模拟 洪水 WRF-Hydro模式
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基于多源数据同化融合的尼洋河降水时空分布特征 被引量：10
2
作者 孟庆博 刘艳丽 +7 位作者 鞠琴 刘冀 关铁生 王国庆 金君良 贺瑞敏 刘翠善 鲍振鑫 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS 北大核心 2020年第3期110-118,共9页
地理位置处在我国高寒山区的尼洋河流域地面气象观测站点极少,是典型的缺资料地区,卫星降水数据产品是降水数据的重要补充。由于卫星降水数据在获取上的间接性及本身的不确定性,数据精度问题一直是阻碍其有效应用的主要因素。基于集合... 地理位置处在我国高寒山区的尼洋河流域地面气象观测站点极少,是典型的缺资料地区,卫星降水数据产品是降水数据的重要补充。由于卫星降水数据在获取上的间接性及本身的不确定性,数据精度问题一直是阻碍其有效应用的主要因素。基于集合卡尔曼滤波(EnKF)同化算法,选取TRMM、CHIRPS、Cmorph_V1.0、PERSIANNCDR及Gldas_Noah 5种卫星降水产品,在对其与林芝站网格区域实测降水进行精度分析的基础上,进一步进行多源降水数据同化与融合。结果表明:同化后5种卫星降水产品与实测降水量的相关系数CC均在0.98以上,BIAS均在10%以下,ME在同化后均小于0.2mm/d,RMSE均小于0.6mm/d,EnKF的同化效果显著。将同化后的5种降水与原卫星降水之间的误差序列推广至全流域,从而获得全流域的5种同化降水用于融合,融合后的降水数据综合了5种降水数据产品在精度指标的各自优势,其精度和可靠性更高。利用克里金插值法对融合后的降水进行尼洋河降水时空分布特征分析,结果显示年降水量空间上由中部向四周逐渐递减,时间上呈现逐年增加的趋势。通过对卫星降水数据进行同化及融合,在提升降水数据产品精度的同时提供了满足水文模拟及水资源管理需求的时间序列数据,具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 尼洋河流域 多源降水 数据同化 ENKF 数据融合 降水时空分析
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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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基于多源数据融合的降水数据质量控制技术研究
4
作者 杨有林 韩格格 +1 位作者 马宁 张智 《山地气象学报》 2024年第2期49-56,共8页
【目的】降水为非连续性观测要素,利用常规的质量控制方法无法很好地检查降水观测数据的正确性,因此需要开展自动气象站降水观测数据质量控制技术研究。【方法】提出一种基于雷达、卫星等多源数据融合的地面自动观测降水数据质量控制方... 【目的】降水为非连续性观测要素,利用常规的质量控制方法无法很好地检查降水观测数据的正确性,因此需要开展自动气象站降水观测数据质量控制技术研究。【方法】提出一种基于雷达、卫星等多源数据融合的地面自动观测降水数据质量控制方法,研究基于标准Z-R关系的雷达定量降水估测产品加工算法,生成宁夏全区地面自动观测站1 h雷达定量估测降水量,建立基于雷达、卫星估测降水产品的自动气象站降水观测数据质量控制技术流程,开展自动气象站降水观测数据质量控制,并对质量控量结果进行分析评估。【结果】(1)对于国家级站,多源数据融合的地面自动观测降水数据质控方法与MDOS对降水量数据的质控均为“正确”的一致率较高,平均达到94.88%;对于区域站,均为“正确”的一致率明显比国家级站低,平均达到51.57%;(2)多源数据融合的地面自动观测降水数据质控方法质控出“可疑”和“错误”数据明显比MDOS多,对“可疑”和“错误”数据的检出率更高;(3)多源数据融合的地面自动观测降水数据质控方法对错误降水数据的质量控制较MDOS质量控制更符合实际。【结论】多源数据融合的地面自动观测降水数据质控方法可以较好地解决宁夏降水要素自动观测数据的质量问题,为降水数据质量控制提供技术和理论支撑。 展开更多
关键词 降水观测数据 多源数据融合 雷达定量降水估测 质量控制
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基于XGBoost的多源降水数据融合方法研究 被引量：5
5
作者 张钧民 阮惠华 +3 位作者 许剑辉 戴晓爱 郑艳萍 张金标 《热带地理》 CSCD 北大核心 2021年第4期845-856,共12页
气象站点观测降水难以精确反映降水时空分布与变化,而雷达降水存在复杂地形区域精度不高等问题。为了最大限度发挥两者的优势,文章以广东省北部山区为研究区域,选择2018-08-26—30一次暴雨过程为研究对象,结合地形、与海岸线距离、植被... 气象站点观测降水难以精确反映降水时空分布与变化,而雷达降水存在复杂地形区域精度不高等问题。为了最大限度发挥两者的优势,文章以广东省北部山区为研究区域,选择2018-08-26—30一次暴雨过程为研究对象,结合地形、与海岸线距离、植被指数、经纬度等地表辅助参量,分析地面站点降水与地表辅助参量、雷达降水的相关关系,利用XGBoost算法与克里金插值方法,构建地面-雷达日降水数据融合模型,得到了空间分辨率为1 km的日降水融合数据集。此外,采用多元线性回归(LM)与克里金插值方法,实现了地面-雷达日降水数据的融合,并利用地面降水数据分别对XGBoost与LM日降水融合性能进行精度验证。结果表明:1)地面降水与雷达降水存在显著的正相关,地面降水与地表辅助参量之间的相关性随时间变化;2) XGBoost预测精度整体上高于LM预测结果;经模型残差校正后,XGBoost融合模型的精度整体上优于LM融合模型,这是因为XGBoost方法在捕捉地面降水与地表辅助参量、雷达降水之间关系性能上优于LM方法。 展开更多
关键词 多源降水 数据融合 雷达降水 XGBoost算法 粤北地区
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降水融合技术在湖南多源融合实况分析系统中的应用研究
6
作者 杨宏志 吕冠儒 《信息与电脑》 2023年第16期32-34,共3页
精细、精准、高时效的网格降水实况产品对于智能网格预报业务、防灾减灾以及水循环、地气相互作用具有重要意义。降水融合分析技术是湖南多源融合实况分析系统的核心组成部分,负责对地面观测降水和雷达等降水数据进行预处理和融合,可逐1... 精细、精准、高时效的网格降水实况产品对于智能网格预报业务、防灾减灾以及水循环、地气相互作用具有重要意义。降水融合分析技术是湖南多源融合实况分析系统的核心组成部分,负责对地面观测降水和雷达等降水数据进行预处理和融合,可逐10 min生成1km分辨率的10 min、1h降水融合实况产品,以及绘制雷达定量估测降水(Quantitative Precipitation Estimation,QPE)、地面站点降水、地面降水分析场、多源融合降水效果图,可用于弥补观测站点不足、提高暴雨短临预警能力以及促进灾害管理和决策支持。 展开更多
关键词 多源融合 地面降水 雷达定量估测降水(QPE) 实况系统 防灾减灾
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多源融合降水产品在陕西的适用性评估 被引量：6
7
作者 黄勤 龙亚星 李亚丽 《气象水文海洋仪器》 2021年第4期108-111,共4页
为评估多源融合降水产品在陕西区域质量,文章利用陕西省99个国家级自动气象站质控后逐小时累计实测降水数据,对2018年国家气象信息中心研发的三源融合逐小时降水产品进行检验评估。结果表明:1)多源融合降水产品存在一定程度低估现象,但... 为评估多源融合降水产品在陕西区域质量,文章利用陕西省99个国家级自动气象站质控后逐小时累计实测降水数据,对2018年国家气象信息中心研发的三源融合逐小时降水产品进行检验评估。结果表明:1)多源融合降水产品存在一定程度低估现象,但总体上与实测降水相关性较好,降水命中率较高,尤其在秋季质量较好;2)多源融合降水产品质量与海拔、坡度无显著相关性,在所选区域东南坡表现较好;3)受复杂地形影响,多源融合降水产品在延安北部和榆林东南部地区质量较好。 展开更多
关键词 多源融合降水产品 检验评估 陕西 质量
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多源融合降水产品SUPER在汉江流域的时空精度评估
8
作者 刘松岩 魏玲娜 +2 位作者 董建志 葛慧 齐丹 《地球信息科学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1335-1349,共15页
当前的多源降水数据融合技术多基于地面雨量站观测进行校正与融合,但地面观测本身存在一定的不确定性,尤其在地面雨量站点匮乏的地区,基于数理不确定性理论的多源降水融合技术可以在不依赖于地面观测数据的基础上确定各降水数据集的误... 当前的多源降水数据融合技术多基于地面雨量站观测进行校正与融合,但地面观测本身存在一定的不确定性,尤其在地面雨量站点匮乏的地区,基于数理不确定性理论的多源降水融合技术可以在不依赖于地面观测数据的基础上确定各降水数据集的误差及其互相关性,逐格点确定最优晴雨分类时间序列,有效提高了融合产品的可靠性。为了评估由该理论框架发展而来的新一代降水数据优化融合产品SUPER(Statistical Uncertainty Analysis-based Precipitation mERging Framework),本研究在汉江流域上游汉中流域以及中游郭滩流域,利用地面高密度雨量站点的观测数据,选取再分析降水数据ERA5(ECMWF Reanalysis v5)、卫星降水产品IMERG(Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM),从不同时空尺度,对比SUPER的精度及性能。结果表明:①相比ERA5与IMERG,SUPER产品在日、月两种尺度上均具有更优表现,与地面站点实测降水一致性更高、误差更小、误报率最低、探测成功率最高;②SUPER产品在地势平缓地区比在地形复杂地区性能更佳,地形对SUPER产品精度的影响在降水事件识别能力上更为显著,在地形复杂地区降水产品的精度会随地势升高而降低;③SUPER的融合算法及数据集可以有效的降低降水数据的随机误差与晴雨分类误差,但对系统偏差处理相对较为简单,仍有较大的改进空间。本研究综合的分析了SUPER产品在研究区的性能,为后续产品的实际应用与改进奠定了研究基础。 展开更多
关键词 降水产品 SUPER IMERG ERA5 时空尺度 精度评估 汉江流域
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基于重庆“6·22”特大暴雨的降水融合产品质量评估 被引量：2
9
作者 田茂举 李奇临 +2 位作者 旷兰 李深智 赵美艳 《成都信息工程大学学报》 2022年第4期478-484,共7页
为对比分析CMPAS(CMA multi-source merged precipitation analysis system)中国区域融合降水分析系统的二源和三源降水融合产品对特大暴雨降水过程的监测能力,以2020年6月19-22日重庆特大暴雨过程为例,利用重庆1977个自动气象站逐小时... 为对比分析CMPAS(CMA multi-source merged precipitation analysis system)中国区域融合降水分析系统的二源和三源降水融合产品对特大暴雨降水过程的监测能力,以2020年6月19-22日重庆特大暴雨过程为例,利用重庆1977个自动气象站逐小时降水数据进行空间对比和统计评估。结果表明:(1)降水等级偏小时,两种降水融合产品数值以偏小为主,随着降水等级增大,估算误差也增大,两种产品数值以偏大为主,出现单站极端降水时,估算误差达到最大,两种产品数值均偏小,但三源产品值更接近站点观测值。(2)对于10 mm/h以下的降水区域,3种降水资料的空间分布结构完全一致;对于10 mm/h以上的降水区域,二源和三源产品的空间分布结构、量级与站点观测值分布基本吻合。出现极端降水的区域,二源和三源产品值较站点观测值偏小,在空间结构和量级的细节处理上,三源降水产品更接近实况。 展开更多
关键词 气象学 数据质量评估 多源融合实况产品 降水融合
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