大范圍干旱動態(tài)監(jiān)測與預(yù)測

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 我國干旱歷史概況 1
1.1.2 我國干旱防御問題 2
1.1.3 旱情動態(tài)監(jiān)測與預(yù)測的意義 3
1.2 干旱概述 4
1.2.1 干旱分類 4
1.2.2 干旱指數(shù) 6
1.2.3 干旱監(jiān)測與預(yù)測 14
1.3 主要內(nèi)容 18
1.3.1 干旱監(jiān)測與預(yù)測關(guān)鍵信息提取與融合 18
1.3.2 干旱監(jiān)測與預(yù)測指標(biāo)體系構(gòu)建與分析 20
1.3.3 大范圍干旱監(jiān)測預(yù)測方法與集成 21
第2章 致旱天氣系統(tǒng)異常特征分析 22
2.1 致旱天氣系統(tǒng)異常特征分析方法 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(jìn)方案 25
2.1.4 信號場方法改進(jìn)效果 26
2.2 致旱天氣系統(tǒng)模式概化 28
2.2.1 致旱天氣系統(tǒng)概化方法 28
2.2.2 華北地區(qū)致旱天氣系統(tǒng)概化分析 31
2.2.3 西南地區(qū)致旱天氣系統(tǒng)概化分析 32
2.3 西南特大干旱天氣系統(tǒng)異常特征分析 35
2.3.1 2009～2010年西南地區(qū)干旱過程 35
2.3.2 干旱前期高度信號場異常特征演變 37
2.3.3 風(fēng)場異常特征 38
2.4 西南地區(qū)致旱因子相關(guān)區(qū)分析 41
2.4.1 海溫場相關(guān)區(qū) 41
2.4.2 500hPa高度場相關(guān)區(qū) 44
2.4.3 關(guān)鍵區(qū)致旱特征 47
2.5 本章小結(jié) 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(jìn)及效果分析 51
3.2.1 多源降水融合方法及改進(jìn) 51
3.2.2 資料介紹與方案設(shè)計 52
3.2.3 融合效果分析 54
3.3 全國范圍多源降水融合 63
3.3.1 TRMM測雨產(chǎn)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 全國范圍多源氣溫融合 71
3.4.1 *高氣溫融合 71
3.4.2 *低氣溫融合 73
3.5 本章小結(jié) 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(jìn)展 77
4.1.1 統(tǒng)計模型 78
4.1.2 物理經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?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(shù)據(jù)來源 88
4.2.4 田間持水量集成方法 91
4.3 結(jié)果驗(yàn)證與合理性分析 94
4.3.1 田間持水量集成結(jié)果與合理性分析 94
4.3.2 站點(diǎn)田間持水量驗(yàn)證 96
4.3.3 土壤單元田間持水量驗(yàn)證 98
4.3.4 與其他產(chǎn)品比較 100
4.4 本章小結(jié) 100
第5章 綜合氣象干旱指數(shù) 102
5.1 綜合氣象干旱指數(shù)構(gòu)建 102
5.1.1 資料選用 102
5.1.2 帕爾默干旱指數(shù) 102
5.1.3 帕爾默干旱指數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化干旱指數(shù)相關(guān)性分析 112
5.1.4 綜合氣象干旱指數(shù)建立 113
5.2 綜合氣象干旱指數(shù)適用性分析 114
5.2.1 對區(qū)域干旱受旱/成災(zāi)面積的反映 115
5.2.2 對徑流豐枯的反映 117
5.3 區(qū)域干旱頻率分析方法 118
5.3.1 區(qū)域干旱事件識別 119
5.3.2 區(qū)域干旱多變量聯(lián)合分布模型 120
5.4 1958～2014年中國氣象干旱的時空變化 126
5.4.1 全國綜合氣象干旱指數(shù)趨勢分析 126
5.4.2 1958～2014年中國極端干旱的變化趨勢 129
5.4.3 干旱歷時和干旱強(qiáng)度 130
5.4.4 不同區(qū)域干旱面積的長期變化 132
5.4.5 干旱化區(qū)域干旱特征分析 135
5.5 本章小結(jié) 142
第6章 土壤含水量距平指數(shù) 143
6.1 大范圍土壤含水量模擬 143
6.1.1 VIC模型簡介 143
6.1.2 水文參數(shù)網(wǎng)格化方案優(yōu)化 144
6.1.3 模擬土壤含水量驗(yàn)證 154
6.2 土壤含水量距平指數(shù)構(gòu)建 161
6.2.1 SMAPI 161
6.2.2 SMAPI等級劃分標(biāo)準(zhǔn) 167
6.2.3 基于SMAPI的干旱事件識別方法 180
6.3 土壤含水量距平指數(shù)驗(yàn)證 182
6.3.1 西南地區(qū)典型干旱事件分析 182
6.3.2 華北地區(qū)典型干旱事件分析 183
6.3.3 2000年全國典型干旱事件分析 185
6.4 基于SMAPI的全國農(nóng)業(yè)干旱特征分析 186
6.4.1 多年平均特征 186
6.4.2 多年季節(jié)平均特征 189
6.4.3 年代變化特征 191
6.5 本章小結(jié) 193
第7章 標(biāo)準(zhǔn)化徑流指數(shù) 194
7.1 全國范圍網(wǎng)格化徑流模擬 194
7.1.1 流域尺度網(wǎng)格匯流模型建立 195
7.1.2 全國范圍網(wǎng)格匯流模型構(gòu)建 206
7.1.3 全國網(wǎng)格徑流模擬及驗(yàn)證 214
7.2 標(biāo)準(zhǔn)化徑流指數(shù)的建立 220
7.2.1 SRI定義 220
7.2.2 概率分布線型優(yōu)選 220
7.2.3 干旱等級劃分 222
7.2.4 時間尺度分析 222
7.2.5 SRI的適用性分析 223
7.3 全國七大流域水文干旱分析及時空變化 226
7.3.1 全國七大流域水文干旱分析 226
7.3.2 流域典型水文干旱的時空變化 230
7.4 本章小結(jié) 234
第8章 基于環(huán)流異常的干旱預(yù)測模型 236
8.1 基于環(huán)流指數(shù)的年尺度干旱預(yù)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(yù)測模型 244
8.1.3 主分量回歸預(yù)測模型 247
8.1.4 模型對比分析 250
8.1.5 全國九大干旱分區(qū)預(yù)測應(yīng)用 251
8.2 基于天氣系統(tǒng)異常的季節(jié)尺度干旱預(yù)測模型 254
8.2.1 概述 254
8.2.2 預(yù)測指標(biāo)構(gòu)建 255
8.2.3 異常信號指標(biāo)與SPI3的同期逐步回歸模型構(gòu)建 267
8.2.4 干旱趨勢狀態(tài)判別與確定 269
8.2.5 模型驗(yàn)證 272
8.3 本章小結(jié) 275
第9章 多模式降水預(yù)報分析與集成 277
9.1 中期降水預(yù)報 277
9.1.1 全球數(shù)值模式簡介 277
9.1.2 降水預(yù)報檢驗(yàn)方法 278
9.1.3 ECMWF、GFS、GEM模式比較分析 279
9.2 短期降水預(yù)報 284
9.2.1 全國10km WRF模式構(gòu)建與驗(yàn)證 285
9.2.2 短期降水預(yù)報檢驗(yàn)分析 295
9.3 多模式降水預(yù)報集成 297
9.3.1 降水預(yù)報集成方法 298
9.3.2 降水預(yù)報偏差訂正結(jié)果檢驗(yàn) 298
9.3.3 多模式降水集成結(jié)果檢驗(yàn) 304
9.4 本章小結(jié) 308
第10章 大范圍干旱動態(tài)監(jiān)測與預(yù)測系統(tǒng) 309
10.1 系統(tǒng)總體設(shè)計 309
10.1.1 關(guān)鍵技術(shù)思路 309
10.1.2 系統(tǒng)組成 310
10.2 系統(tǒng)主要功能 310
10.2.1 中長期預(yù)測模型子系統(tǒng) 310
10.2.2 多模式降水預(yù)報子系統(tǒng) 315
10.2.3 水文過程模擬子系統(tǒng) 318
10.2.4 氣象-水文耦合計算子系統(tǒng) 326
10.2.5 查詢統(tǒng)計分析子系統(tǒng) 328
10.3 系統(tǒng)應(yīng)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(jié) 355
參考文獻(xiàn) 356