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《基于TRMM卫星雷达降雨的流域陆面水文过程》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第20卷第4期水科学进展Vol120,No142009年7月ADVANCESINWATERSCIENCEJul.,2009基于TRMM卫星雷达降雨的流域陆面水文过程1,21,32142杨传国,余钟波,林朝晖,郝振纯,王振龙,李敏(11河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,江苏南京210098;21中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心,北京100029;31DepartmentofGeoscience,UniversityofNevada,LasVegas,LasVegas89154,USA;41安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院,安徽蚌
2、埠233000)摘要:利用热带降雨观测计划(TRMM)卫星雷达降雨数据驱动分布式陆面水文模型,研究流域尺度陆面水文过程,评估该数据在水文模拟与预报等研究领域的性能。通过与实测雨量资料比较,验证TRMM卫星雷达降雨数据的质量。分别将TRMM卫星雷达降雨与观测降雨作为耦合模型的气象输入,模拟和研究淮河流域1998～2003年的陆面水文过程时空变化。结果表明,TRMM卫星雷达降雨数据能够很好地描述降雨的时空分布,利用TRMM降雨模拟的结果与利用观测降雨模拟的结果精度相当;模拟流量与实测资料基本吻合。卫星雷达降雨数据在陆面水文过程研究中具有广泛的应用前景。关键词:热带降
3、雨观测计划;卫星雷达降雨数据;水文过程;水文模型;时空尺度中图分类号:P339文献标识码:A文章编号:100126791(2009)0420461206水文模型是研究水循环过程、认识各个水文环节相互作用的重要工具,在流域洪水模拟预报、环境变化的水文响应等领域发挥了不可替代的作用。自20世纪80年代以来,具有物理基础的分布式水文模型逐步发展起[123]来,对模型参数初始化和气象驱动数据提出了更高的时空精度要求。目前地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)和遥感(RS)技术在水文气象等领域得到了广泛应用,为分布式陆面水文模型提供了高精度的植被、土[425]壤、
4、高程等下垫面参数数据。诸多研究表明降雨是造成陆面水文模型非确定性的最主要因素。对于一个大尺度流域或区域,传统的站点观测降雨很难同时满足时间和空间分辨率要求,并且在进行数据时空解集过程中不可避免地带入其它不确定性因素(如地形)的影响,一定程度上制约了分布式模型在流域水文模拟与预报方面[628]的应用。随着雷达技术及其产品订正方法的提高和改进,各种陆基和空基雷达能够获取区域以至全球降雨的高分辨率时空四维分布,在国际上已广泛应用于天气预报、气候分析和水文预报等领域。上述新技术新方法极大地推动了分布式水文模型的发展与应用,对于降雨时空分布、流域水文模拟与预报、天气系统(
5、如台风等)发展过程、气候变化等研究均有重要意义。本研究在淮河流域建立10km×10km网格分辨率的分布式水文模[9]型,分析热带降雨观测计划(TropicalRainfallMeasuringMission,TRMM)卫星雷达降雨数据产品的质量,并将其应用到流域陆面水文过程研究。1研究区域与模型介绍111研究区域淮河流域地处中国东部南北气候过渡带,位于东经111°55′～121°25′,北纬30°55′～36°36′,流域面积27万22km,蚌埠站集水面积1312万km。淮河流域多年平均降水量约为888mm,人口密度高,是中国重要的工农业产区。流域西部、西南部及
6、东北部为山区丘陵区,其余为广阔的平原。特殊的地形和地理位置,加之东亚季风收稿日期:2008207202基金项目:教育部长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT0717);财政部科技部公益类行业专项(GYHY200706005);国家自然科学基金资助项目(40575040;50679018);高等学校学科创新引智计划资助项目(B08048)作者简介:杨传国(1981-),男,山东青州人,博士研究生,主要从事环境与水文水资源研究。E2mail:chgyang@gmail1com462水科学进展第20卷特性,使得该流域历史上极端旱涝灾害事件频繁。近年来在全球变暖的背
7、景下,淮河流域极端事件有增多增强的趋势,严重威胁着该区域水资源安全和工农业经济的可持续发展。112陆面水文模型结构[10][11]分布式陆面水文模型利用“基于土壤含水量”的尺度转换方法耦合了粗网格的陆面模型(LSX)和细网格的水文模型。其中陆面模型中土壤分为6层,植被分为草地和树木两层,计算每个粗网格的水分、能量和动[3,12]量过程,包括蒸散发量、产流量和下渗量等。细网格水文模型采用了水文模型系统(HMS)的3个主要模块:地表水模块、地下水模块和河流2地下水相互作用模块,计算每个细网格的地表和地下水分运动过程,并模拟河流湖泊和地下水的相互作用。LSX是大气模型
8、GENESIS中的陆面模
