多种降水产品在秦巴山区的精度评估

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1、分类号：Ｐ４２６．６Ｐ４０７１０６；学校代码：９７密级：公开学号：２０１５２０８０６ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ硕士字位论文ＭＡ’ＳＴＥＲＳＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ多种降水产品在春巴山区的精度评估学科名称：地图学与地理信息系统作者：王戈飞指导老师：张世强教授西北大学学位评定委员会二〇—八年六月EvaluationofMultiplePrecipitationProductsintheQinling-DabaMountainsAthesissubmittedtoNorthwestUniversityinparti

2、alfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCartographyandGeographyInformationSystemByWangGefeiSupervisor:ZhangShiqiangProfessorJune2018摘要摘要作为重要的水文气象变量，降水对气象、气候、水文、生态和地质等多领域的研究均具有重要的理论与实际意义。精确获取降水的时空分布，也是认识水文过程并进行干旱监测、水资源利用开发的基础和前提。秦巴山区是我国重要的南北地理分界线，是800mm等降水量线和亚热带与暖温带的分界线，同时是南水北调中线

3、工程的重要水源地，是天然的动植物资源宝库，其地理与生态意义至关重要。准确而连续的降水资料是该地区进行水资源科学管理的重要基础。随着卫星观测技术以及数值同化技术的长足进步，时空连续性较好的降水产品大量涌现，为传统的点状降水观测提供了有益的补充。但降水产品在不同地区的精度有较大的不确定性，在应用前必须对不同降水产品的适用性进行评估。本文以秦巴山区27个气象站点观测的降水资料为基础，利用降水重心法、相关分析法等对CMORPH、GPCP-2、TRMM3B43、GPCC、CMFD、ERA-Interim、JRA-55、NCEP/NCAR-1共8种降水产品分别进行了月、季和年尺度的精度对

4、比和分析，为优选适用于秦巴山区的降水产品提供了依据。得到的主要结论如下：（1）从时序变化特征看，大多数降水产品所呈现的降水时空分布与实际较为吻合，尤其是CMFD、GPCC、TRMM3B43三种降水产品，而ERA-Interim和JRA-55的数值模拟能力仍有待提高；从空间分布上来看，CMFD、GPCC、TRMM3B43、GPCP-2和JRA-55五种降水产品效果较好，均能呈现出秦巴山区西南地区降水多西北地区降水少的基本空间分布特征，其中，CMFD效果最好；从降水重心的空间位置和移动方向看，大部分降水产品能够反映秦巴山区降水的基本变化趋势，其中以CMFD与实际情况最为吻合，TR

5、MM3B43和GPCC同样表现较好，而JRA-55和NCEP/NCAR-1与实测降水的差异最大。秦巴山区地面观测降水和各种降水产品均未发现明显的降水梯度。（2）在月尺度上，CMFD在12个月份中均处于高相关和明显相关的范围内，精度为8种降水产品中最高，其次为GPCC、TRMM3B43、GPCP-2和ERA-Interim，JRA-55和CMORPH表现较差，NCEP/NCAR-1无法在月尺度表现出模拟降水的能力；I西北大学硕士学位论文在季节尺度上，CMFD表现最佳，NCEP/NCAR-1效果最差，其他6种降水产品的精度排序大致为GPCC、TRMM3B43、GPCP-2、CMO

6、RPH、ERA-Interim、JRA-55，此外，8种降水产品在夏季和秋季的表现要优于冬季和春季，可见模拟实测降水的精度高低可能与降水量的多少有一定的关联；在年尺度上，8种降水产品的精度排序由高到低依次为：CMFD>GPCC>TRMM3B43>GPCP-2>CMORPH>JRA-55>ERA-Interim>NCEP/NCAR-1。（3）在单个站点尺度上，在不同季节的代表月份中，8种降水产品表现有所差异，综合来看，CMFD、GPCC和TRMM3B43效果较好，CMORPH和NCEP/NCAR-1始终为8种降水产品中最差，但相较于在时间尺度的整体精度评估来看，NCEP/NCA

7、R-1虽然效果较差，但相关系数等有明显提高；在相对干燥与湿润年份中，GPCC、CMFD、TRMM3B43和GPCP-2四种降水产品的表现较为稳健，降水差异百分比PPD(PrecipitationPercentageDifference)保持在10%以内，而ERA-Interim和JRA-55在湿润年份的表现远优于干燥年份。（4）综合来看，CMFD、GPCC和TRMM3B43三种降水产品在秦巴山区的适用性较强，而CMORPH和NCEP/NCAR-1则为8种降水产品中最差。关键词：秦巴山区，降水产品，降水重