本文關(guān)鍵詞：CFSv2在中國區(qū)域的季節(jié)干旱可預(yù)報性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京師范大學(xué)》 2015年

CFSv2在中國區(qū)域的季節(jié)干旱可預(yù)報性研究

朗楊  

【摘要】：隨著氣候模型預(yù)報能力的不斷改進和我們對氣候可預(yù)報性認(rèn)識的提高，氣候模型的業(yè)務(wù)化預(yù)報產(chǎn)品已經(jīng)逐步地應(yīng)用到季節(jié)水文和干旱預(yù)報上，，這些預(yù)報能夠幫助決策者和農(nóng)民用戶積極主動地制定相應(yīng)的應(yīng)對決策和生產(chǎn)規(guī)劃。本論文的研究目標(biāo)是分析目前世界上被廣泛使用的氣候模型的業(yè)務(wù)預(yù)報產(chǎn)品在中國區(qū)域?qū)嵤┘竟?jié)水文和干旱預(yù)報的可適用性。正確地評估氣候模型的預(yù)報技能以及科學(xué)地訂正模型預(yù)報偏差對生產(chǎn)季節(jié)水文和干旱預(yù)報的質(zhì)量至關(guān)重要，對預(yù)防干旱、減少干旱帶來的災(zāi)害損失具有重要的現(xiàn)實意義，是本論文的研究重點。論文的研究內(nèi)容及主要研究成果如下： （1）評價了美國環(huán)境預(yù)報中心的第二代氣候預(yù)報系統(tǒng)(NCEP CFSv2)的季節(jié)降水和氣溫預(yù)報在中國17個水文氣候區(qū)域的預(yù)報技能。針對每個水文氣候區(qū)域的模型季節(jié)降水和氣溫預(yù)報的技能，采用了皮爾遜相關(guān)系數(shù)、技能分、均值偏差和歸一化的均方根誤差來進行定量評價。研究發(fā)現(xiàn)CFSv2模型的季節(jié)降水和氣溫預(yù)報的技能受到季節(jié)和區(qū)域的影響要高于預(yù)見期長度（典型預(yù)報事件）的影響。CFSv2模型在秋季(JAS-OND)和冬春過渡季(DJF-MAM)的氣溫和降水預(yù)報都具有較高的技能；而在夏季和冬季，由于東亞夏季風(fēng)(EASM)和東亞冬季風(fēng)(EAWM)可預(yù)報性較低的原因，降水的預(yù)報技能相對較低。從整體上看，在所有水文氣候區(qū)域溫度的預(yù)報技能要遠遠高于降水的預(yù)報技能。 （2）根據(jù)預(yù)見期長度和空間尺度來評價季節(jié)氣象干旱預(yù)報的能力。由于CFSv2降水和氣溫的預(yù)報技能是隨著地點、預(yù)見期、季節(jié)、預(yù)報時間長短和空間的尺度不同而改變。因此根據(jù)預(yù)見期長度，將觀測降水與6個不同預(yù)見期長度的預(yù)報降水求平均并估算相應(yīng)的6個月標(biāo)準(zhǔn)降水指數(shù)(SPI6)，不同預(yù)見期長度的SPI6與觀測的SPI6的相關(guān)系數(shù)來表示不同預(yù)見期長度的氣象干旱預(yù)報技能；在空間尺度方面，選擇4個不同的空間尺度用于重復(fù)估算不同預(yù)見期長度的SPI6，并計算其與觀測降水計算的SPI6的相關(guān)系數(shù)，空間尺度包括單點、2格網(wǎng)×2格網(wǎng)、5格網(wǎng)×5格網(wǎng)、10格網(wǎng)×10格網(wǎng)。結(jié)果表明，隨著預(yù)見期長度的增加，干旱預(yù)報能力逐漸減小；而隨著空間尺度的增大，干旱預(yù)報能力僅在干旱地區(qū)明顯改善。觀測與預(yù)報結(jié)合的氣象干旱預(yù)報具有4個月的預(yù)見期長度，超過4個月預(yù)見期長度的干旱預(yù)報沒有預(yù)報技能。氣象干旱預(yù)報技能同樣具有明顯的區(qū)域性和季節(jié)性，并且預(yù)見期長度的影響大于空間尺度的影響。 （3）應(yīng)用統(tǒng)計后處理方法－貝葉斯融合方法－訂正NCEP CFSv2在中國區(qū)域的季節(jié)降水和氣溫預(yù)報。貝葉斯融合方法具有兩個優(yōu)點：訂正和融合。春季降水預(yù)報在所有區(qū)域都沒有訂正效果，主要通過融合氣候態(tài)信息；夏季降水預(yù)報的訂正效果在濕潤地區(qū)比較明顯；秋季降水預(yù)報的訂正效果主要集中在除青藏高原外的內(nèi)陸區(qū)域。對于溫度的訂正，在每個季節(jié)和區(qū)域都有明顯改善。 （4）探索了訂正的降水和氣溫預(yù)報在中國區(qū)域的季節(jié)干旱預(yù)報潛力。通過設(shè)計干旱監(jiān)測和干旱預(yù)報對比實驗，分別利用觀測的降水和氣溫數(shù)據(jù)以及訂正的CFSv2降水和氣溫預(yù)報驅(qū)動水文模型，研究主要嘗試了三個季節(jié)（1997年秋季、2002年春季、2003年夏季）的土壤濕度監(jiān)測和土壤濕度預(yù)報，土壤濕度轉(zhuǎn)換為百分位數(shù)作為土壤濕度干旱指數(shù)。土壤濕度監(jiān)測干旱指數(shù)顯示1997-2003年干旱主要發(fā)生在黃河和長江流域、中國的西北地區(qū)和東北地區(qū)。通過與相應(yīng)季節(jié)的土壤濕度監(jiān)測干旱指數(shù)進行對比，1997年秋季土壤濕度預(yù)報干旱指數(shù)的干旱空間范圍與監(jiān)測干旱指數(shù)的干旱空間范圍一致，但其干旱嚴(yán)重程度存在明顯差異；2002年春季土壤濕度預(yù)報干旱指數(shù)只體現(xiàn)了氣候態(tài)土壤濕度干旱狀況；2003年夏季土壤濕度預(yù)報干旱指數(shù)在黃河流域和華北地區(qū)具有一定的預(yù)報能力，但是，在中國東北地區(qū)和南方地區(qū)，預(yù)報干旱指數(shù)的嚴(yán)重程度差異較大。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：北京師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：P456
【目錄】：

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