分类: 地球科学 >> 大气科学 提交时间: 2018-11-13 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 从短期气候预测的实际出发,针对月尺度的气温分县预测,使用逐步回归和主成分分析(即经验证交函数)的统计降尺度方法,利用地面测站的气温资料、美国国家环境预报中心和美国大气科学研究中心的大尺度气候变量( NCEP/NCAR)和国家气候中心月动力延伸预报模式资料(DERF),对1982年至2015年陕西省96个县区的1月和7月气温进行预测,建立统计降尺度模型,并采用交叉检验方法检验模型的预测效果,表明基于经验证交函数和逐步回归的统计降尺度方法在陕西省1月和7月气温的预测中是合理可用的。全省96个县区1月份预测值与观测值距平符号一致率大于60﹪达到了50个县区,7月份大于60﹪达到了60个县区。预测值可以较好的预测出气温变化趋势,但预测值变化幅度明显小于实测值。
分类: 地球科学 >> 地球化学 提交时间: 2021-06-17 合作期刊: 《干旱区地理》
摘要: 以陕西省内2019年33个地面气象观测站点的测量数据为真实值,选取相关系数(CC)、均 方根误差(RMSE)以及相对误差(BIAS)等多种统计分析指标对GPM(Globalprecipitation measure⁃ment)卫星降水数据进行精度验证,并引入地形因子作为空间参考要素,基于地理加权回归模型(GWR)对GPM降水数据进行降尺度研究。结果表明:(1)在年际尺度上,GPM降水数据与实测降水数据之间有着明显的相关性,相关性较好(CC=0.89),相对误差则较低(BIAS=-0.45);(2)在季节尺度上,春、夏两季GPM 降水数据的降尺度结果与实测降水数据之间的CC值分别为0.92和0.80,而秋季则为0.93;(3)降尺度降水量结果与高程呈现出明显的负相关性,随着海拔升高,降水相对减少。总体而言, GWR降尺度降水数据在陕西省内有着较好的精度,能够较为准确地反映陕西省内的降水分布。
分类: 农、林、牧、渔 >> 土壤学 提交时间: 2023-05-30 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: SMAP(Soil Moisture Active Passive,SMAP)产品空间分辨率低的特征限制了在地表高异质性的干旱区沙漠稀疏植被区的适用性。考虑到干旱区沙漠植被区特殊的环境特征,在地表温度(Land Surface Temperature,LST)、归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)、数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)等传统降尺度因子的基础上,增加了与荒漠地表土壤水分关联性更强的增强型修改土壤植被指数(Enhanced Modified Soil-Adjusted Vegetation Index,EMSAVI)与比值沙地亮度指数(Ratio Sand Brightness Index,RSBI)分别作为反映研究区植被盖度和裸沙分布状况的降尺度因子,利用随机森林算法(Random Forest,RF),构建了干旱区土壤水分降尺度模型。结果表明:(1)由相关性分析可知,EMSAVI(r 干=-0.37,r 湿=-0.34)、RSBI(r 干=-0.42,r 湿=-0.25)对荒漠土壤水分均有较好的指示作用且效果优于NDVI(r 干=-0.21,r 湿=0.08);(2)EMSAVI 和NDVI 重要性分别为18.7%、13.2%,EMSAVI在构建降尺度模型时贡献度更高。(3)构建的干、湿季干旱区土壤水分降尺度模型得到的结果与SMAP产品的R2分别达到了0.916,0.910,RMSE分别达到了0.0075 cm3cm-3、0.0063 cm3cm-3,较传统模型的RMSE均降低了0.0013 cm3cm-3。(4)通过计算LBP(Local Binary Patterns)的差值(LBPC)对空间一致性评价,新构建降尺度模型的结果(0.0585)优于传统降尺度(0.0645)。研究结果将短波红外波段引入到植被指数建立的EMSAVI,可较好地应用于干旱区沙漠稀疏植被区土壤水分降尺度研究。
分类: 地球科学 >> 地理学 提交时间: 2021-12-12 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 以古尔班通古特沙漠为研究对象,采用2019年AMSR-2的4通道被动微波亮温及MODIS植被指数,探索Catboost算法对被动微波地表温度空间降尺度的可行性,填补古尔班通古特沙漠MYD11A1的缺失像元,为获取全天候日、夜间多层土壤温度提供数据参考。结果表明:(1)古尔班通古特沙漠日、夜间用于降尺度研究的特征向量(23.8 GHz V、36.5 GHz V、18.7 GHz H、89 GHz V、36.5-23.8 GHz V、36.5 V-18.7 GHz H、EVI、NDVI)与地表温度的相关性空间分异特征明显,显示沙漠相关性高,绿洲相关性低,且日间分异性更强;而盐矿覆盖会降低微波与地表温度相关性。(2)Catboost 4通道模型建立的被动微波亮温与地表温度间映射关系表现出鲁棒性。降尺度结果精度较高,日夜间R2分别为0.977、0.980,RMSE分别为3.69 K、2.38 K,MAE分别为2.71 K、1.70 K。(3)单通道相关性统计结果与重要性分析结果存在差异,表明特征因子相关性统计结果不能直接作为Catboost被动微波反演地表温度特征选择依据。(4)降尺度结果与站点6层土壤温度均呈极显著正相关,并随着深度的增加相关系数r 总体呈下降趋势,RMSE呈增加趋势。
分类: 地球科学 >> 地球科学其他学科 提交时间: 2019-09-10 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 利用Downscaled CMIP3 and CMIP5 Climate and Hydrology Projections (DCHP)提供的31个 CMIP5降尺度数据和CRU逐月气温、降水格点数据集,通过评估PLS(偏最小二乘回归)、RR(岭回归)和EE(等权平均)3种多模式集合平均预估模型对历史气候变化的模拟能力,确定最优集合方法,进而预估开都-孔雀河流域21世纪气候变化情景。结果表明:① 所建立的PLS模型对流域的气温和降水具有较好的模拟能力,尤其对气温的模拟, r值均达到了0.64以上,明显优于降水(0.19~0.36),但存在空间异质性;② 21世纪开都-孔雀河流域各子区气温呈显著增加趋势,且RCP8.5情景下的增温速率[0.58~0.67 ℃·(10a)-1]是RCP4.5情景下[0.25~0.31 ℃·(10a)-1]的2倍以上,21世纪中叶是2种情景产生明显差异的开始。整个流域增温速率由西北山区向东南荒漠区逐渐增大;③ 未来降水在不同排放情景下变化速率的分布状况略有不同,但均呈显著增加趋势,且RCP8.5情景下的增加速率[1.22%~1.54%·(10a)-1]总体上高于RCP4.5[0.80%~1.32%·(10a)-1]。
分类: 地球科学 >> 水文学 提交时间: 2023-01-17 合作期刊: 《干旱区研究》
摘要: 利用多元线性回归模型(MLR)、主成分逐步回归分析模型(PCSR)、克里金插值法(Kriging),将青海湖流 域及周边区域0.25分辨率的TRMM 3B43降水数据降尺度至0.01分辨率,并选取研究区范围内20个气象站点的实 测降水数据,利用相关系数(CC)、均方根误差(RMSE)和相对偏差(Bias)对降尺度结果进行评价,以此选取更适用 于研究区的降尺度方法。结果表明:( 1)基于 TRMM及3种降尺度方法获取的研究区降水空间分布具有一致性,年 均及春、夏、秋季的降水量均表现为北部高,西部及西北部低,而冬季降水量表现为南部与西北部高,中部低。( 2)研 究区降水量随着海拔的增高,以3800 m为界整体上呈现先升高后降低的趋势。( 3)精度评价的结果表明,年尺度上 的Kriging精度表现最好;在空间上TRMM及3种降尺度数据在东部地区精度最优。在季尺度上,数据精度表现为 PCSR>Kriging>TRMM>MLR;在月尺度上,PCSR数据精度最优。( 4)海拔对研究区内TRMM及3种降尺度数据的影 响较小,但随着海拔的升高,遥感数据逐渐出现低估降水的现象,其可能原因在于降水的低估与微波降水率反演时 对对流性降水的低估有关。综合降水空间分布一致性分析与精度评价,认为PCSR最适合于青海湖流域及周边区 域的TRMM 3B43降水数据降尺度方法。