受全球變化影響,包括干旱在內(nèi)的極端事件頻發(fā),環(huán)境問題日益突出,成為制約社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。其中,以土壤水分虧缺為表征的土壤干旱在氣候變暖背景下有加劇趨勢(shì),對(duì)農(nóng)業(yè)和水資源管理有深刻影響。深入認(rèn)識(shí)土壤濕度的可預(yù)報(bào)性并準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其未來變化不僅有助于提高水文氣候預(yù)測(cè)能力,其預(yù)測(cè)產(chǎn)品也能直接用于土壤干旱的早期預(yù)警,具有理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。我國(guó)季節(jié)性干旱事件日益頻繁,面臨的干旱問題十分嚴(yán)峻。特別是黃河流域,受東亞夏季風(fēng)年際變率以及不同緯度多尺度相互作用的影響,其夏季干旱的預(yù)報(bào)水平非常有限,需要結(jié)合氣候和水文預(yù)測(cè)方法開展集合預(yù)測(cè)研究,并通過多模式集合減少不確定性、提高預(yù)報(bào)技巧。本論文利用ERA-Interim土壤濕度再分析資料,評(píng)估了北美多模式集合(North American Multi model Ensemble,NMME)海-陸-氣耦合模式在中國(guó)區(qū)域的土壤濕度回報(bào)技巧和潛在可預(yù)報(bào)性,并進(jìn)行了多模式超級(jí)集合預(yù)測(cè)研究。針對(duì)黃河流域,偏差校正NMME的氣候預(yù)測(cè)后,驅(qū)動(dòng)可變下滲能力水文模型(Variable Infiltration Capacity,VIC)進(jìn)行夏季土壤干旱的集合預(yù)測(cè),并開展干旱概率預(yù)測(cè)的評(píng)估。主要結(jié)論如下:(1)基于“完美模型”假設(shè),發(fā)現(xiàn)海-氣耦合模式的土壤濕度潛在可預(yù)報(bào)性高于實(shí)際預(yù)報(bào)技巧,表明土壤濕度預(yù)測(cè)仍有一定的改進(jìn)空間。除CESM1模式外,具有較高可預(yù)報(bào)性的模式同樣具有較高的預(yù)報(bào)技巧,土壤濕度潛在可預(yù)報(bào)性和實(shí)際預(yù)報(bào)存在正相關(guān)關(guān)系。(2)NMME多模式集合平均的土壤濕度預(yù)報(bào)技巧高于單個(gè)模式,利用超級(jí)集合預(yù)測(cè)方法優(yōu)化模式權(quán)重可進(jìn)一步提高預(yù)報(bào)技巧。與簡(jiǎn)單的算術(shù)集合平均相比,超級(jí)集合分別降低了冬季和夏季土壤濕度預(yù)測(cè)的均方根誤差達(dá)19%和7%,提高相關(guān)系數(shù)約10%。表明超級(jí)集合方法可有效提高海-氣耦合模式的土壤濕度預(yù)報(bào)技巧。(3)針對(duì)典型干旱流域—黃河流域開展研究,發(fā)現(xiàn)經(jīng)過誤差校正NMME氣候預(yù)測(cè)并驅(qū)動(dòng)VIC模型(NMME/VIC)后,對(duì)夏季土壤濕度以及土壤干旱預(yù)測(cè)有明顯改進(jìn),特別是在黃河流域中游及下游地區(qū)。NMME/VIC方法預(yù)測(cè)夏季土壤干旱的均方根誤差比NMME中最優(yōu)模型的誤差降低了48%,相關(guān)系數(shù)顯著提高。多模式集合相對(duì)于最優(yōu)單個(gè)模型預(yù)測(cè)的土壤干旱,其均方根誤差進(jìn)一步減小了6%。與NMME原始土壤干旱預(yù)測(cè)相比,NMME/VIC具有更高的干旱概率預(yù)報(bào)技巧,表現(xiàn)為更高的布萊爾(Brier)技巧評(píng)分以及更高的可靠性(Reliability)和分辨率(Resolution)。
【學(xué)位單位】：成都信息工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S152.7
【部分圖文】：

1 不同預(yù)見期的季節(jié)平均土壤濕度可預(yù)報(bào)性（X 軸）及預(yù)報(bào)技巧（Y 軸），不代表不同的模式進(jìn)一步探討了中國(guó)不同地區(qū)土壤濕度的可預(yù)報(bào)性與預(yù)報(bào)技巧之間的關(guān)文氣候特征，基于分水嶺劃分標(biāo)準(zhǔn)，將中國(guó)分為 17 個(gè)水文氣候流域[ 2.2 所示，不同的顏色分別代表 17 個(gè)不同的水文氣候流域。圖 2.3 顯示

中國(guó)17個(gè)水文氣候流域分布圖，不同顏色代表不同的水文氣候流域

基于NMME模式中國(guó)區(qū)域17個(gè)水文區(qū)域1982-2010年冬季（DJF）及夏季（JJA）
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2835347