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两套新型高分辨率再分析降水资料在湖南年季尺(2)
作者:网站采编关键词:
摘要：本文中降水的偏差是指再分析内插格点降水数据与实况站点降水数据的差值。降水的绝对偏差即降水偏差的绝对值；降水的相对偏差为绝对偏差除以相应的
本文中降水的偏差是指再分析内插格点降水数据与实况站点降水数据的差值。降水的绝对偏差即降水偏差的绝对值；降水的相对偏差为绝对偏差除以相应的实况降水值再乘以100%。季节划分是：春季为3—5月，夏季为6—8月，秋季为9—11月，冬季为12月至翌年2月。
2 结果与分析
2.1 年平均降水量比较
根据世界气象组织的一般做法，气候要素的30 a平均可代表当地气候平均状况。本文中CMFD、CRA-40 与OBS 资料的年平均降水量均指其1979—2018年40 a均值。图2给出CMFD、CRA-40再分析资料与实况资料的年平均降水量空间分布。
图2 1979—2018年CMFD资料(a)、CRA-40资料(b)与实况(c)年均降水量空间分布(单位:mm)Fig.2 Spatial distribution of annual averaged precipitation(unit:mm)for(a)CMFD data,(b)CRA-40 data and(c)observations from 1979 to 2018.
从图2 中可见，CMFD、CRA-40 资料均在一定程度上反映出湘南和湘东降水多、湘中和湘北降水少的分布特征。将上述两套再分析资料与实况进行比较可知：CMFD 较好地反映了湖南省年平均降水量自湘东南到湘西北“多、少、多”的分布特征，且降水大值中心在湘西北111.5°E、28.5°N附近，与实况基本一致，但其中心值与实况相比略有偏差，而在湘东113°E、27.5°N附近存在则一个虚假大值中心(图2a)；CRA-40对湘东113°E以东地区降水量向东逐渐增大的特征体现较好，且在量值上也基本接近实况，但对湘南地区降水从西到东“多、少、多”的分布特征反映不好，同时对湘西北地区降水大值中心也无体现，这可能与资料分辨率有一定关系(图2b)。可见，上述两套再分析资料对少雨区反映均较好，CMFD对湘西北、湘南地区降水分布反映较CRA-40 好，而CRA-40 对湘东地区降水分布反映要好于CMFD。
另外，分别统计上述两套再分析资料的湖南省各站点年均降水量绝对偏差可知，将偏差分为0～50、50.1～100、100.1～150、＞150 mm 四个区间(图3)，CMFD 资料的降水值绝对偏差在0～50 mm的站点最多，该区间站点数占所有站点数的56.8%，50.1～100 mm 区间次之，占比20%；CRA-40资料的降水值绝对偏差主要集中在0～50 mm和50.1～100 mm区间，分别占比为40%和35.8%。而上述两套再分析资料年均降水绝对偏差在100 mm以上的站点数量相当，占比为23%～24%。
图3 CMFD、CRA-40再分析资料的不同年均降水量绝对偏差值区间的站点数分布Fig.3 Distribution of the number of stations in the different absolute deviation intervals of annual averaged precipitation for CMFD and CRA-40.
2.2 季、月平均降水量比较
统计结果表明，湖南省各站点1979—2018年40 a平均降水量在1 165.7～1 719.8 mm 之间，雨水充沛，属全国多雨省份之一，但降水量时间分配不均(张剑明等，2008；张瑞和彭月，2011；张剑明等，2012；高长春等，2018)。因此，有必要对CMFD、CRA-40 再分析资料在各季、月的降水量进行质量评估。图4 给出CMFD、CRA-40 再分析资料在湖南1979—2018 年四季的平均降水量与实况降水。从中看到，相对实况降水，CMFD、CRA-40资料均反映出湖南春、夏季降水明显多于秋、冬季的特征；就全省平均而言，两套再分析资料的四个季节降水与实况相比均较接近，尤其是CRA-40资料更接近实况。
图4 CMFD、CRA-40再分析资料及实况降水(OBS)在湖南1979—2018年各季的平均降水量(单位:mm)Fig.4 Average precipitation(unit:mm)for CMFD,CRA-40 and OBS in Hunan in each season from 1979 to 2018.
从全省平均看，上述两套再分析资料在湖南各季的降水偏差均不大，但全省平均不足以反映两套再分析降水资料的差异，因此有必要从各季降水偏差的空间分布进一步评估两套再分析资料的质量。图5给出CMFD、CRA-40 资料1979—2018 年40 a 各季平均降水量偏差的空间分布。
图5 CMFD(a1—a4)与CRA-40(b1—b4)资料的湖南春季(a1,b1)、夏季(a2,b2)、秋季(a3,b3)、冬季(a4,b4)平均降水量绝对偏差空间分布Fig.5 Spatial distribution of the absolute deviations of average precipitation for(a1-a4)CMFD and(b1-b4)CRA-40 in Hunan in(a1,b1)spring,(a2,b2)summer,(a3,b3)autumn and(a4,b4)winter.
从图5中看到，CMFD资料的春季平均降水量在湘南地区存在较大偏差，有8个站的降水偏差大于50 mm，夏季平均降水在湘东地区及湘西个别站点偏差较大，秋季平均降水量大于50 mm 以上偏差的站点主要集中在湘东地区，冬季平均降水量其偏差均在-50～50 mm之间(图5a1—a4)；CRA-40 资料的春、夏季平均降水偏差均在湘南、湘东地区较大，且这两个季节均有台站降水偏差大于50 mm，秋季和冬季平均降水量偏差较前两个季节更小，偏差在-50～50 mm 之间(图5b1—b4)。总体上，CMFD、CRA-40 资料在四个季节的降水偏差主要集中在-50～50 mm，冬季偏差最小，无绝对偏差超过50 mm 的站点；CMFD 资料的四个季节平均降水量均以大于实况值为主，而CRA-40 资料的四个季节平均降水量在湘北以负偏差为主，而在湘南地区则以正偏差为主。结合本文第2.1 节年平均降水量空间分布结果可知，湖南省降水存在湘北少、湘南多的特点，即CRA-40 在降水少的地区为负偏差，在降水多的地区偏差则以正偏差为主，但从全省平均看，CRA-40 的降水偏差要小于CMFD，这进一步印证了图4中的结果。
文章来源：《湖南水利水电》 网址: http://www.hnslsdzz.cn/qikandaodu/2021/0708/658.html