《大範圍乾旱動態監測與預測》是一本2021年出版的圖書，由科學出版社出版
基本介紹
- 中文名：大範圍乾旱動態監測與預測
- 作者：陸桂華,吳志勇,何海
- 出版時間：2021年
- 出版社：科學出版社
- ISBN：9787030677624
- 類別：工業技術
- 開本：16 開
- 裝幀：精裝
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
《大範圍乾旱動態監測與預測》從致旱天氣系統異常特徵分析入手，基於陸氣耦合的思路，重點研究耦合氣象水文模型的大範圍乾旱動態監測與預測方法。針對中長期乾旱預測問題，運用改進的信號場技術，研究了天氣氣候系統異常與區域乾旱發生的關係，基於前期和同期大氣環流異常信號構建了基於環流異常的中長期乾旱年尺度和季尺度預測模型。針對點尺度觀測土壤含水量難以識別大範圍乾旱的問題，構建了基於水文模擬的大範圍乾旱識別指標體系，結合全國實際旱情的發生頻率制定了土壤含水量距平指數乾旱等級劃分標準。此外，提出了子流域回響函式與擴散波相結合的匯流方法，構建了基於格線與子流域融合的大尺度匯流模型，建立了全國範圍逐日的、格線化的標準化徑流乾旱指數。評估了多種數值天氣預報模式在中國區域的預報效果，構建了適用於中國九大幹旱區的多模式降水預報集成方案。採用氣象-水文耦合的方式，基於遙感、水文、氣象等多源信息，構建了可業務化運行的大範圍乾旱動態監測與預測系統，實現了大範圍乾旱時空變化的動態監測，以及年尺度、季尺度和旬尺度的多尺度預測。
圖書目錄
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 我國乾旱歷史概況 1
1.1.2 我國乾旱防禦問題 2
1.1.3 旱情動態監測與預測的意義 3
1.2 乾旱概述 4
1.2.1 乾旱分類 4
1.2.2 乾旱指數 6
1.2.3 乾旱監測與預測 14
1.3 主要內容 18
1.3.1 乾旱監測與預測關鍵信息提取與融合 18
1.3.2 乾旱監測與預測指標體系構建與分析 20
1.3.3 大範圍乾旱監測預測方法與集成 21
第2章 致旱天氣系統異常特徵分析 22
2.1 致旱天氣系統異常特徵分析方法 22
2.1.1 信號場方法 22
2.1.2 信號場方法存在的問題 24
2.1.3 信號場方法改進方案 25
2.1.4 信號場方法改進效果 26
2.2 致旱天氣系統模式概化 28
2.2.1 致旱天氣系統概化方法 28
2.2.2 華北地區致旱天氣系統概化分析 31
2.2.3 西南地區致旱天氣系統概化分析 32
2.3 西南特大幹旱天氣系統異常特徵分析 35
2.3.1 2009～2010年西南地區乾旱過程 35
2.3.2 乾旱前期高度信號場異常特徵演變 37
2.3.3 風場異常特徵 38
2.4 西南地區致旱因子相關區分析 41
2.4.1 海溫場相關區 41
2.4.2 500hPa高度場相關區 44
2.4.3 關鍵區致旱特徵 47
2.5 本章小結 48
第3章 多源降水與多源氣溫融合 50
3.1 概述 50
3.2 多源降水融合方法改進及效果分析 51
3.2.1 多源降水融合方法及改進 51
3.2.2 資料介紹與方案設計 52
3.2.3 融合效果分析 54
3.3 全國範圍多源降水融合 63
3.3.1 TRMM測雨產品與測站降水融合 63
3.3.2 CFSR再分析資料與測站降水融合 68
3.4 全國範圍多源氣溫融合 71
3.4.1 **氣溫融合 71
3.4.2 **氣溫融合 73
3.5 本章小結 75
第4章 全國土壤田間持水量分布 77
4.1 田間持水量研究進展 77
4.1.1 統計模型 78
4.1.2 物理經驗模型 79
4.1.3 存在的不足 80
4.2 全國田間持水量確定方法 81
4.2.1 我國土壤類型分布 81
4.2.2 田間持水量主要影響因素及因子篩選 82
4.2.3 田間持水量集成數據來源 88
4.2.4 田間持水量集成方法 91
4.3 結果驗證與合理性分析 94
4.3.1 田間持水量集成結果與合理性分析 94
4.3.2 站點田間持水量驗證 96
4.3.3 土壤單元田間持水量驗證 98
4.3.4 與其他產品比較 100
4.4 本章小結 100
第5章 綜合氣象乾旱指數 102
5.1 綜合氣象乾旱指數構建 102
5.1.1 資料選用 102
5.1.2 帕爾默乾旱指數 102
5.1.3 帕爾默乾旱指數與標準化乾旱指數相關性分析 112
5.1.4 綜合氣象乾旱指數建立 113
5.2 綜合氣象乾旱指數適用性分析 114
5.2.1 對區域乾旱受旱/成災面積的反映 115
5.2.2 對徑流豐枯的反映 117
5.3 區域乾旱頻率分析方法 118
5.3.1 區域乾旱事件識別 119
5.3.2 區域乾旱多變數聯合分布模型 120
5.4 1958～2014年中國氣象乾旱的時空變化 126
5.4.1 全國綜合氣象乾旱指數趨勢分析 126
5.4.2 1958～2014年中國**乾旱的變化趨勢 129
5.4.3 乾旱歷時和乾旱強度 130
5.4.4 不同區域乾旱面積的長期變化 132
5.4.5 乾旱化區域乾旱特徵分析 135
5.5 本章小結 142
第6章 土壤含水量距平指數 143
6.1 大範圍土壤含水量模擬 143
6.1.1 VIC模型簡介 143
6.1.2 水文參數格線化方案最佳化 144
6.1.3 模擬土壤含水量驗證 154
6.2 土壤含水量距平指數構建 161
6.2.1 SMAPI 161
6.2.2 SMAPI等級劃分標準 167
6.2.3 基於SMAPI的乾旱事件識別方法 180
6.3 土壤含水量距平指數驗證 182
6.3.1 西南地區典型乾旱事件分析 182
6.3.2 華北地區典型乾旱事件分析 183
6.3.3 2000年全國典型乾旱事件分析 185
6.4 基於SMAPI的全國農業乾旱特徵分析 186
6.4.1 多年平均特徵 186
6.4.2 多年季節平均特徵 189
6.4.3 年代變化特徵 191
6.5 本章小結 193
第7章 標準化徑流指數 194
7.1 全國範圍格線化徑流模擬 194
7.1.1 流域尺度格線匯流模型建立 195
7.1.2 全國範圍格線匯流模型構建 206
7.1.3 全國格線徑流模擬及驗證 214
7.2 標準化徑流指數的建立 220
7.2.1 SRI定義 220
7.2.2 機率分布線型優選 220
7.2.3 乾旱等級劃分 222
7.2.4 時間尺度分析 222
7.2.5 SRI的適用性分析 223
7.3 全國七大流域水文乾旱分析及時空變化 226
7.3.1 全國七大流域水文乾旱分析 226
7.3.2 流域典型水文乾旱的時空變化 230
7.4 本章小結 234
第8章 基於環流異常的乾旱預測模型 236
8.1 基於環流指數的年尺度乾旱預測模型 236
8.1.1 致旱因子挑選及建模評價方法 236
8.1.2 聚類回歸預測模型 244
8.1.3 主分量回歸預測模型 247
8.1.4 模型對比分析 250
8.1.5 全國九大幹旱分區預測套用 251
8.2 基於天氣系統異常的季節尺度乾旱預測模型 254
8.2.1 概述 254
8.2.2 預測指標構建 255
8.2.3 異常信號指標與SPI3的同期逐步回歸模型構建 267
8.2.4 乾旱趨勢狀態判別與確定 269
8.2.5 模型驗證 272
8.3 本章小結 275
第9章 多模式降水預報分析與集成 277
9.1 中期降水預報 277
9.1.1 全球數值模式簡介 277
9.1.2 降水預報檢驗方法 278
9.1.3 ECMWF、GFS、GEM模式比較分析 279
9.2 短期降水預報 284
9.2.1 全國10km WRF模式構建與驗證 285
9.2.2 短期降水預報檢驗分析 295
9.3 多模式降水預報集成 297
9.3.1 降水預報集成方法 298
9.3.2 降水預報偏差訂正結果檢驗 298
9.3.3 多模式降水集成結果檢驗 304
9.4 本章小結 308
第10章 大範圍乾旱動態監測與預測系統 309
10.1 系統總體設計 309
10.1.1 關鍵技術思路 309
10.1.2 系統組成 310
10.2 系統主要功能 310
10.2.1 中長期預測模型子系統 310
10.2.2 多模式降水預報子系統 315
10.2.3 水文過程模擬子系統 318
10.2.4 氣象-水文耦合計運算元系統 326
10.2.5 查詢統計分析子系統 328
10.3 系統套用 332
10.3.1 2009～2010年西南大旱 333
10.3.2 2011年長江中下游大旱 341
10.3.3 2014年河南大旱 348
10.4 本章小結 355
參考文獻 356
