变化环境下滦河流域干旱等级预测问题研究

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针对气候变化下滦河流域气象干旱等级预测的研究需求,通过将大尺度气候因子作为预报因子,在条件分布模型的基础上建立了考虑气候变化的干旱预测模型,并采用一种简单的评分方法评估并比较了条件分布模型与多元正态分布模型、马尔科夫链模型以及条件分布模型与考虑气候变化的干旱预测模型的预测精度。主要研究内容和成果如下:  (1)干旱指标计算。分别对3月、6月、12月、24月累积降雨量进行正态性检验,并基于累积降雨量服从正态分布计算相应时间尺度下的标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI),对各雨量站SPI时间序列进行分析,发现时间尺度越短,SPI指数对降水的响应越迅速,旱涝转化也越加频繁。  (2)不考虑气候变化的干旱预测模型构建。以SPI指数作为各站干旱指标,建立条件分布模型、多元正态分布模型和马尔科夫链模型,分别进行预测期为1月、2月、3月的干旱等级预测,计算不同干旱等级间的转换概率,分析时间尺度、预测期对条件分布模型转换概率的影响,并采用一种简单的评分模型评估并比较三种模型的预测精度。  (3)气候预报因子筛选。利用Pearson相关性检验法和Shapiro-Wilk正态性检验法分别对各站SPI时间序列与大尺度气候因子(Nino3.4、NAO、PDO、AO)时间序列进行相关性检验和多元正态性检验,选取相关性和正态性均显著的大尺度气候因子作为该站进行干旱预测的气候预报因子。  (4)考虑气候变化的干旱预测模型构建。基于气候预报因子和条件分布模型,构建考虑气候变化的干旱预测模型,计算不同干旱等级间的转换概率,并利用蒙特卡洛模拟方法验证气候因子对转换概率的影响。依次考虑一种和两种气候预报因子,代入条件分布模型分别进行预测期为1月、2月、3月的干旱等级预测,评估并比较考虑气候预报因子和不考虑气候预报因子的模型的预测准确度。
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