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WGDWS天氣發(fā)生器在中國五大氣候區(qū)的適用性

2022-04-16 03:20李世娟劉升平諸葉平
農(nóng)業(yè)工程學(xué)報 2022年3期
關(guān)鍵詞:氣象要素降水量降水

李世娟,劉升平,諸葉平,張 杰

(1. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部信息服務(wù)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100081;2. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所,北京 100081)

0 引 言

隨著數(shù)字農(nóng)業(yè)或智慧農(nóng)業(yè)的飛速發(fā)展,對其核心研究內(nèi)容環(huán)境—作物系統(tǒng)模擬的要求越來越細(xì)致、精準(zhǔn)。此類模型通常需要逐日天氣數(shù)據(jù),盡管可以使用歷史逐日天氣數(shù)據(jù),但其較難獲取且成本高昂。來自全球氣候模型和區(qū)域氣候模型的數(shù)據(jù)經(jīng)常降尺度以匹配水文模型所需的空間和時間分辨率,但數(shù)據(jù)精確性不高。隨機(jī)天氣發(fā)生器(Weather Stochastic Simulator,SWG)是基于研究區(qū)域天氣特征的數(shù)值工具,可以產(chǎn)生與歷史觀測在統(tǒng)計上相似的長期氣候變量系列,主要用于生成區(qū)域氣候模型、水文模型和作物生理模型的輸入值,以評估氣候變化對田間規(guī)模的作物生產(chǎn)、水文和土壤侵蝕方面的影響。針對SWG已開展了多年持續(xù)研究。

天氣發(fā)生器通常涉及多個變量,如降水、太陽輻射、溫度等,其中降水是關(guān)鍵變量,每日最高、最低溫度和太陽總輻射根據(jù)降水量進(jìn)行建模。一種方法是采用一階或二階馬爾可夫鏈模擬降水發(fā)生概率日降水由一定的概率分布模型模擬,如指數(shù)分布、伽馬分布、混合指數(shù)模型、對數(shù)正態(tài)分布。該方法使用參數(shù)控制降水概率分布,可提升天氣發(fā)生器功能。因此,研究人員在日降水概率模型、日降水概率分布模型、利用傳統(tǒng)平均氣候特征進(jìn)行參數(shù)估計等方面進(jìn)行了研究。WGEN(Weather Generator,WGEN)是Richardson等提出的一類實(shí)用、應(yīng)用廣泛的天氣發(fā)生器,采用二態(tài)一階馬爾可夫鏈框架模擬降水,即某一天降水發(fā)生的概率取決于前一天是否降水,降水量采用雙參數(shù)伽馬分布建模。在此基礎(chǔ)上多種天氣發(fā)生器相繼發(fā)布,例如CLIGEN、USCLIMATE、CLIMAK、ClimGen、CWG、VS-WGEN和NCC,都是對WGEN做的移植工作。基礎(chǔ)性工作是基于 WGEN 的參數(shù)本地化,深入性工作是對一些參數(shù)和算法進(jìn)行改進(jìn),比如涵蓋更多變量或放寬對一些變量的正態(tài)約束。本團(tuán)隊(duì)早期開發(fā)的天氣模擬器(Daily Weather Stochastic Simulator,DWSS)就屬于此類。

但研究表明,WGEN類型發(fā)生器產(chǎn)生的干濕期序列統(tǒng)計誤差較大。Dastidar等認(rèn)為一階馬爾可夫鏈足以模擬降雨發(fā)生,但低估了干旱地區(qū)最長的干旱期,使用高階模型的效果更好。Chin得出結(jié)論,階數(shù)選擇取決于地方氣候和季節(jié),同時增加參數(shù)估計會加大參數(shù)和模型的不確定性。因此,許多學(xué)者通過模擬干濕期來模擬降水,即假設(shè)連續(xù)干濕期的長度是獨(dú)立的,它們的分布也不同。Racsko等基于半經(jīng)驗(yàn)分布開發(fā)了LARS-WG(Long Ashton Research Station Weather Generator)模擬干濕期長度,并且利用多種分布模型擬合干濕期分布。研究人員期望以干濕期為隨機(jī)變量,能夠降低干濕期序列統(tǒng)計誤差。

由于長時間序列對區(qū)域天氣特征的依賴性,天氣發(fā)生器很難直接應(yīng)用于模型構(gòu)建區(qū)域以外的地區(qū),尤其是高度區(qū)域性和模擬極端天氣條件。高淑新等利用東北三省15個氣象站逐日氣象數(shù)據(jù)評價了CLIGEN天氣發(fā)生器,結(jié)果顯示對日均溫度模擬效果較好,但不能較好地模擬溫度的連續(xù)性和漸變性。隨著應(yīng)用場景需求和研究方法的逐步完善,天氣發(fā)生器研究呈現(xiàn)細(xì)致化和多樣化趨勢。比如在降水方面深入關(guān)注降水幅度和面積,開發(fā)多站點(diǎn)多變量天氣發(fā)生器以揭示時空之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián);為了推進(jìn)天氣發(fā)生器在大空間尺度的應(yīng)用,Najibi等研究了不同類型氣候下發(fā)生器的選擇方法,以及多個發(fā)生器協(xié)同工作的可能性。

中國氣候類型復(fù)雜多樣,氣候穩(wěn)定性差、干旱和霧霾持續(xù)發(fā)生。為了反映持續(xù)干旱和暴雨對作物生長的影響,生成長序列的逐日天氣輸入數(shù)據(jù),研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了基于干濕期的天氣發(fā)生器(Weather Generator based on Dry and Wet Spells,WGDWS)。本文選取覆蓋中國五種主要?dú)夂蝾愋凸?6個站點(diǎn)的逐日氣象數(shù)據(jù),對 WGDWS 進(jìn)行測試和評估,通過比較模擬數(shù)據(jù)與真實(shí)數(shù)據(jù)確定其有效性;與團(tuán)隊(duì)早期開發(fā)的天氣發(fā)生器DWSS進(jìn)行對比,以驗(yàn)證WGDWS的準(zhǔn)確性。期望通過本項(xiàng)研究,為作物生理模型提供長序列天氣數(shù)據(jù)輸入,以提升站點(diǎn)或區(qū)域范圍農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模擬能力。

1 材料與方法

1.1 以干濕期為隨機(jī)變量的天氣發(fā)生器(WGDWS)

WGDWS定義了6個隨機(jī)變量,分別是干旱天數(shù)(簡稱干期)、降水天數(shù)(簡稱濕期)、日降水量、日最高氣溫、日最低氣溫和太陽總輻射。其中,干濕期為主要變量,其隨機(jī)值由干濕期模型獨(dú)立生成。其他變量是因變量,它們在某一天的值取決于該天是處于干期還是濕期。

干濕期由干濕日組成,將日降水量大于或等于0.1 mm的某天定義為濕日,小于該閾值的某天定義為干日。連續(xù)多個干日為干期,連續(xù)多個濕日為濕期。傳統(tǒng)的參數(shù)化分布函數(shù)并不能很好地匹配干濕期的頻率,因此使用經(jīng)驗(yàn)分布函數(shù)來建立干濕期隨機(jī)模型(公式(1))。

其他氣象要素(日最高、最低溫度以及太陽總輻射)使用連續(xù)多元隨機(jī)過程計算,每日平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差以日狀態(tài)為條件。通過消除周期性均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差,將每個變量的時間序列減少為殘差元素的時間序列。首先從歷史天氣記錄中確定所有變量干濕2 d的均值和標(biāo)準(zhǔn)差,然后執(zhí)行快速傅立葉變換方法以平滑日均值和標(biāo)準(zhǔn)差,最后計算剩余元素。通過諧波分析,可獲取日最高溫度、日最低溫度和日總輻射平均數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)差的均值和振幅。通過這些參數(shù)及相應(yīng)公式,可生成最高溫度、最低溫度和太陽總輻射的逐日序列。

殘差變量值由以下公式生成:

1.2 數(shù)據(jù)來源和類型

模型驗(yàn)證的氣象數(shù)據(jù)來自中國國家氣象局(http://www.cma.gov.cn),包括全國16個站點(diǎn)1959-2015年共57 a的逐日數(shù)據(jù),氣象要素包括日最高溫度、日最低溫度、日降水量、日太陽輻射。本研究選取的站點(diǎn)涵蓋了中國的五大主要?dú)夂蝾愋?,具有較好的代表性,因此利用這16個站點(diǎn)來驗(yàn)證模型在中國的可用性與準(zhǔn)確性。具體的站點(diǎn)名稱和代表性氣候類型如表1所示。

表1 16個氣象站的地理位置和所屬氣候類型Table 1 Geographical locations and climate types of 16 meteorological stations

1.3 檢驗(yàn)方法

分月統(tǒng)計各站點(diǎn)的干濕期經(jīng)驗(yàn)分布、日降水量Gamma 分布參數(shù),并按逐日干濕狀態(tài),對日最高溫度、最低溫度和日輻射作諧波分析,獲取相應(yīng)參數(shù),建立所有模型參數(shù)庫。使用WGDWS分別生成16個站點(diǎn)100 a的逐日天氣數(shù)據(jù),并統(tǒng)計1-12月各月的干濕期長度、降水量、降水日數(shù)、最高溫度、最低溫度和太陽輻射值。由于基于干濕日的WGEN類型天氣發(fā)生器被廣泛使用,在世界范圍內(nèi)得到了充分驗(yàn)證,本文目的也是為了驗(yàn)證WGDWS 的準(zhǔn)確性,并不局限于特定的建模方法。因此同時應(yīng)用WGEN類型天氣發(fā)生器—DWSS,依照上述步驟處理。然后,通過比較WGDWS生成值與實(shí)測值分析所建模型的有效性,通過比較WGDWS與DWSS的性能分析所建模型的準(zhǔn)確性。

Boulanger等認(rèn)為,日降水量隨機(jī)建模最關(guān)鍵的是要保持月和年統(tǒng)計值的均值與方差一致。本文采用獨(dú)立樣本檢驗(yàn)分析WGDWS氣象要素月生成值和實(shí)測值的顯著性;采用Kolmogorov-Smirnov(K-S)檢驗(yàn)方法分析WGDWS產(chǎn)生的干濕期生成值和實(shí)測值的顯著性。在比較WGDWS和DWSS時,分別計算生成值和實(shí)測值相對誤差,建立相對誤差分布曲線,比較兩類發(fā)生器在等概率條件下的相對誤差。

2 結(jié)果與分析

2.1 WGDWS有效性評價

2.1.1 WGDWS生成的氣象要素序列月統(tǒng)計值檢驗(yàn)

對各個氣象要素逐日時間序列的月統(tǒng)計值進(jìn)行獨(dú)立樣本檢驗(yàn),結(jié)果顯示,在0.05水平上月統(tǒng)計的生成值與實(shí)測值無顯著差異(表2)。16個站點(diǎn)每個氣象要素共有192個月統(tǒng)計值,月最高氣溫和月最低氣溫生成值與實(shí)測值絕對誤差≤0.1 ℃的比例分別為53.1%和56.8%,≤0.5 ℃的比例達(dá)到了93.8%和96.4%。最大絕對誤差在青海西寧和青海格爾木的2月份(0.86 和0.66 ℃),但兩者均未超過1 ℃。月降水日數(shù)絕對誤差≤0.5 d的比例占71.9%,≤1 d的比例占95.8%,最大絕對誤差出現(xiàn)在新疆烏魯木齊的12月份(1.23 d)。月降水量絕對誤差81.3%的站點(diǎn)≤5 mm,91.7%的站點(diǎn)絕對誤差在10 mm之內(nèi),絕對誤差超過20 mm的站點(diǎn)有湖北武漢、廣西南寧、江蘇南京和海南???,前3個站點(diǎn)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候,海南??趯儆跓釒Ъ撅L(fēng)氣候。月太陽總輻射絕對誤差≤1 MJ/m的比例占70.3%,≤2 MJ/m的比例為90.1%,云南騰沖和廣西南寧的誤差較大,這兩個站點(diǎn)都屬于亞熱帶季風(fēng)氣候。

表2 五大氣候區(qū)代表站點(diǎn)生成和實(shí)測氣象要素月統(tǒng)計值t檢驗(yàn)結(jié)果(t0.05/2=2.074,df=22)Table 2 t-test results of monthly values of generated and measured meteorological variables of representative stations in five major climate regions (t0.05/2 =2.074, df=22)

2.1.2 WGDWS生成的氣象要素序列干濕期長度值檢驗(yàn)

表3列出WGDWS針對16個站點(diǎn)干濕期生成值的絕對誤差。月最長干期平均絕對誤差為4.16 d,對溫帶季風(fēng)氣候、亞熱帶季風(fēng)氣候的模擬效果較好,平均絕對誤差分別為2.52和1.77 d;對溫帶大陸性氣候、熱帶季風(fēng)氣候的模擬效果較差,平均絕對誤差超過了5 d。月最長濕期、平均干期、平均濕期的模擬與實(shí)測值非常相近,吻合性很好,平均絕對誤差≤1.00 d,尤其月平均濕期的平均絕對誤差僅為0.15 d。月最長濕期有87.5%的站點(diǎn)小于1.00 d,僅云南騰沖、海南海口高于1.00 d。除新疆和田和甘肅民勤外,大多數(shù)站點(diǎn)的平均干期絕對誤差小于1.00 d。平均濕期的最大誤差也僅有0.34 d(海南??冢?/p>

表3 五大氣候區(qū)代表站點(diǎn)干濕期統(tǒng)計值絕對誤差Table 3 Absolute errors of statistical values of dry and wet spells for representative stations in five major climate regions d

WGDWS生成的干濕期是在實(shí)測歷史數(shù)據(jù)干濕期經(jīng)驗(yàn)分布基礎(chǔ)上,進(jìn)行隨機(jī)抽樣生成的,理論上生成和實(shí)測的干濕期分布之間應(yīng)該無顯著差異。Kolmogorov-Smirnov(K-S)檢驗(yàn)是比較兩個經(jīng)驗(yàn)分布之間差異是否顯著的較好統(tǒng)計方法,能檢驗(yàn)兩個樣本分布之間的所有差異,包括極值差異。因此本文采用K-S檢驗(yàn)對月干濕期分布進(jìn)行了差異顯著性檢驗(yàn)。五大氣候區(qū)16個站點(diǎn)各月干濕期分布的統(tǒng)計值計算結(jié)果顯示,生成和實(shí)測的干濕期經(jīng)驗(yàn)分布之間沒有顯著差異(<,>0.05)。由于通常干旱出現(xiàn)在1月份,降水出現(xiàn)在7月份,因此列出16個站點(diǎn)1月干期長度和7月濕期長度生成值和實(shí)測值經(jīng)驗(yàn)分布的K-S統(tǒng)計值(值),見表4。

表4 五大氣候區(qū)代表站點(diǎn)生成和實(shí)測的干濕期分布K-S檢驗(yàn)結(jié)果(D0.05/2=0.545, df=11)Table 4 K-S test results for comparisons of the distributions of dry and wet spells generated and measured for representative stations(D0.05/2=0.545, df=11)

2.2 WGDWS準(zhǔn)確性評價

2.2.1 WGDWS與DWSS生成氣象要素序列月統(tǒng)計值比較

DWSS 是基于干濕日轉(zhuǎn)移概率的天氣發(fā)生器,此類發(fā)生器應(yīng)用廣泛。為了比較WGDWS與DWSS模擬干濕期的性能,對兩類天氣發(fā)生器生成的逐日天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計分析。針對五大氣候區(qū)16個站點(diǎn)的氣象要素、干濕期的月統(tǒng)計值,繪制相對誤差絕對值的累積頻率(圖1、圖2)。

圖1 WGDWS和DWSS生成的各氣象要素月統(tǒng)計值相對誤差累積頻率Fig.1 Cumulative frequency of relative deviation of monthly statistics of meteorological variables generated by WGDWS and DWSS

兩類發(fā)生器生成的月最高溫度、最低溫度和太陽總輻射相對誤差絕對值分布曲線非常接近,沒有顯著差異(其中黑龍江哈爾濱站點(diǎn)11月份最高氣溫趨于0,相對誤差無法估計,故剔除);而月降水日數(shù)和月降水量有較明顯差異,這與作者利用較少站點(diǎn)檢驗(yàn)WGDWS發(fā)生器性能時的結(jié)果一致。在等概率(即累積頻率)條件下,與DWSS發(fā)生器相比,WGDWS發(fā)生器生成的月降水日數(shù)往往具有更小的相對誤差,而生成的月降水量則具有更大的相對誤差。同時,按照不同氣候區(qū)的模擬結(jié)果進(jìn)行了分類統(tǒng)計分析(圖1),溫帶大陸性氣候下兩類發(fā)生器生成的各個氣象要素相對誤差絕對值分布曲線一致性最好,其余4種氣候類型下月最高溫度、最低溫度、太陽總輻射的分布曲線兩類發(fā)生器非常一致,月降水日數(shù)和降水量分布曲線有明顯差異。對于月降水日數(shù),高原山地氣候下兩類發(fā)生器生成值的相對誤差絕對值非常相近,溫帶大陸性氣候下DWSS優(yōu)于WGDWS,另外3種氣候類型下WGDWS模擬誤差小于DWSS。對于月降水量,溫帶大陸性氣候下兩類發(fā)生器生成值的相對誤差絕對值非常相近,其余4種氣候類型下DWSS誤差小于WGDWS。

2.2.2 WGDWS與DWSS生成干濕期統(tǒng)計值比較

圖2列出兩類發(fā)生器生成的16個站點(diǎn)干濕期相對誤差分布。兩類發(fā)生器月平均干期誤差分布非常接近,對于最長干期、最長濕期和平均濕期,WGDWS的相對誤差小于DWSS。針對不同氣候類型(受篇幅限制未列出),WGDWS生成的最長干期和最長濕期相對誤差都小于DWSS。對于平均濕期,溫帶大陸性氣候下,兩者誤差分布非常接近;亞熱帶季風(fēng)、高原山地和熱帶季風(fēng)氣候的模擬趨勢與圖1一致;溫帶季風(fēng)氣候下,低概率時WGDWS誤差小于DWSS,高概率時反之,但WGDWS 的平均相對誤差(概率為50%時的相對誤差)小于DWSS。對于平均干期,溫帶季風(fēng)氣候下兩者誤差分布很接近,溫帶大陸和高原山地氣候下WGDWS小于DWSS,而亞熱帶季風(fēng)和熱帶季風(fēng)氣候中則相反。

圖2 WGDWS和DWSS生成的干濕期相對誤差分布Fig.2 Relative error distribution of dry and wet spells generated by WGDWS and DWSS

3 討 論

3.1 WGDWS在不同氣候區(qū)的模擬性能

不同天氣發(fā)生器采用的算法和適用地區(qū)有差異,因此很難直接對比它們在不同氣候區(qū)的表現(xiàn)。Vu等評估了5種不同的隨機(jī)天氣發(fā)生器模型,發(fā)現(xiàn)不同氣候下其表現(xiàn)存在差異,需根據(jù)天氣模式以及模型對不同水資源部門的適用性進(jìn)行驗(yàn)證。本文對針對中國地區(qū)構(gòu)建的天氣發(fā)生器(WGDWS)進(jìn)行了適應(yīng)性驗(yàn)證。WGDWS氣象要素月生成值與實(shí)測值無顯著差異,熱帶季風(fēng)和亞熱帶季風(fēng)氣候條件下月降水量絕對誤差較大(>20 mm),亞熱帶季風(fēng)氣候下(云南騰沖)月太陽總輻射絕對誤差較大(>4 MJ/m)。從WGDWS生成的干濕期長度值來看,WGDWS對溫帶季風(fēng)氣候、亞熱帶季風(fēng)氣候的模擬效果較好,對溫帶大陸性氣候、熱帶季風(fēng)氣候的模擬效果較差,但K-S檢驗(yàn)表明WGDWS生成值和實(shí)測值的月干濕期經(jīng)驗(yàn)分布之間沒有顯著差異。

以干濕日為隨機(jī)變量的建模方法是一種應(yīng)用廣泛且廣為接受的建模方法,DWSS即基于該方法構(gòu)建。溫帶大陸性氣候各要素月統(tǒng)計數(shù)據(jù)模擬結(jié)果一致性最好,高原山地氣候除月降水量以外,其余各氣象要素月均值一致性較好。對于溫帶季風(fēng)和亞熱帶季風(fēng)氣候,月最高氣溫、月最低氣溫和月總太陽輻射的誤差分布非常接近。月降水日數(shù)WGDWS模擬效果好于DWSS,月降水量DWSS模擬效果好于WGDWS。這與Tseng等的研究結(jié)果一致。對于熱帶季風(fēng)氣候,除DWSS模擬的月最高氣溫優(yōu)于WGDWS外,其他規(guī)律均符合上述特征。

在模擬干濕期方面,所有站點(diǎn)的統(tǒng)計結(jié)果顯示,兩類發(fā)生器生成的月平均干期誤差分布一致,其余3個參數(shù)WGDWS的相對誤差均小于DWSS。對于不同的氣候區(qū),WGDWS對最長旱期、最長濕期和平均濕期的模擬效果優(yōu)于 DWSS,但平均干期兩類發(fā)生器差異較大。溫帶季風(fēng)氣候條件下兩者一致,亞熱帶季風(fēng)與熱帶季風(fēng)下DWSS誤差小于WGDWS,溫帶大陸性氣候與高原山地氣候WGDWS誤差小于DWSS。正因如此,所有站點(diǎn)總統(tǒng)計結(jié)果中,出現(xiàn)了兩類發(fā)生器生成的平均干期誤差分布很接近的情況。

3.2 增加站點(diǎn)和數(shù)據(jù)對測試結(jié)果的影響

作者在2014年曾利用9個站點(diǎn)30 a的數(shù)據(jù)進(jìn)行過測試,這次測試增加了近1倍站點(diǎn)和近1倍數(shù)據(jù),同時對站點(diǎn)也有所要求,涵蓋了中國五大氣候類型,能夠代表中國典型氣候特點(diǎn)。從WGDWS生成的各個氣象要素逐日時間序列的月統(tǒng)計值來看,增加站點(diǎn)和數(shù)據(jù)量可以明顯提高生成值的準(zhǔn)確性。5個氣象要素月生成值與實(shí)測值更接近,比如月最低溫度絕對誤差在0.5 ℃以內(nèi)的比例由94.0%提高到了96.4%,月太陽總輻射絕對誤差小于1 MJ/m的比例由64.0%提高到了70.3%。從兩類發(fā)生器的對比結(jié)果來看,增加站點(diǎn)和數(shù)據(jù)量后,兩類發(fā)生器生成的月降水量誤差分布差距變小,但月降水日數(shù)的誤差分布依然有較大差距。增加站點(diǎn)和數(shù)據(jù)量后,兩類發(fā)生器生成的平均干期誤差分布具有更好的一致性,最長干期、最長濕期和平均濕期的誤差分布差距都變小。雖然站點(diǎn)和數(shù)據(jù)量增加抵消了部分差異,但對于干濕期統(tǒng)計量模擬,WGDWS還是優(yōu)于DWSS。

4 結(jié) 論

本文利用中國16個站點(diǎn)1959—2015年共57 a的逐日數(shù)據(jù)對基于干濕期構(gòu)建的天氣發(fā)生器進(jìn)行了檢驗(yàn),得出以下結(jié)論:

1)基于干濕期的天氣發(fā)生器(Weather Generator based on Dry and Wet Spells, WGDWS)氣象要素月生成值與實(shí)測值之間沒有顯著差異。除亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)外(有3個站點(diǎn)月降水量絕對誤差超過20 mm),WGDWS產(chǎn)生的氣象要素月均值與實(shí)測值均有較好的一致性,月最高、最低氣溫絕對誤差≤0.5 ℃的站點(diǎn)比例分別達(dá)93.8%和96.4%,月降水日數(shù)絕對誤差≤1 d的比例達(dá)95.8%,月降水量絕對誤差91.7%站點(diǎn)在10 mm之內(nèi),月太陽總輻射絕對誤差2 MJ/m以內(nèi)的比例達(dá)90.1%。WGDWS對溫帶季風(fēng)和亞熱帶季風(fēng)氣候干濕期長度值的模擬要優(yōu)于溫帶大陸和熱帶季風(fēng)氣候,平均絕對誤差分別為2.52和1.77 d。

2)WGDWS對最長干期、最長濕期和平均濕期的模擬性能要好于隨機(jī)天氣模擬器(Daily Weather Stochastic Simulator,DWSS),相同誤差下WGDWS三要素累積頻率都要高于DWSS,能更準(zhǔn)確地反映長期干旱或長期陰雨天氣。

3)相對誤差累積頻率對比結(jié)果顯示,不同氣候類型下,WGDWS在模擬月降水日數(shù)方面優(yōu)于DWSS,在模擬月降水量方面DWSS優(yōu)于WGDWS。

4)增加站點(diǎn)和測試年份可以抵消部分差異,提高模型生成值的準(zhǔn)確性。與DWSS相比,WGDWS月最低溫度絕對誤差在0.5 ℃以內(nèi)的比例由94.0%提高至96.4%,月太陽總輻射絕對誤差小于1 MJ/m的比例由64.0%提高至70.3%??傮w上WGDWS干濕期模擬性能優(yōu)于DWSS。

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降水對新鄭市大氣污染的濕沉降特征
1961—2018年高密市降水量變化特征分析
1987—2016年豐鎮(zhèn)市降水演變特征分析
翁源縣1971—2015年降水氣候特征分析
1956—2014年鐵嶺縣降水變化趨勢分析
1970—2016年呂梁市離石區(qū)降水量變化特征分析
2014—2015年新賓縣降水酸度特征分析
河蟹養(yǎng)殖水溫預(yù)報模型研究
探測環(huán)境變化對臨沭站氣象要素的影響
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