日降水量空间插值方法研究摘要.pdf

第 18卷 5期 应 用 气 象 学 报 Vo1．18。NO．5 2007年 10月 J0URNALOFAPPLIEDMETEOROLOGICALSCIENCE October2007 日降水量空间插值方法研究 高 歌 ¨ 龚乐冰2 赵珊珊 张 强1) (国家气候中心 中国气象局气候研究开放实验室 ，北京 100081) ’(乌普萨拉大学地球科学中心，瑞典) 摘 要 采用反距离权重法和普通克里格方法对26。～34。N，103。～115。E范围内2004年逐 日降水量进行空间插值试验分 析 ，分辨率为 1km×1km。采用交叉检验方法和准确率方法对两种方法插值的总体效果及不同等级的降水插值效果 进行综合对 比。结果表 明：两种方法插值效果近似 ，插值结果与实测值相关系数分别为 0．83和0．82。但对 日雨量较 大的情况，两种方法插值效果均有所降低 ，相关系数为0．66和 0．67。两种方法的实测值与插值结果的相关系数在不 同季节非常接近 ，并且均以春季最大，其次为冬、秋季 ，夏季相关系数最小；通过采用平均误差、平均绝对误差和均方 根 3个指标衡量及不同等级雨量的插值准确率统计 比较，普通克里格方法插值效果略好于反距离权重法。 关键词 ：日降水量 ；插值 ；反距离权重法 ；普通克里格方法 值及相关应用研究 。本文通过对 比这两种方法 引 言 的插值效果 ，确定合适 的方法，用于业务运行 ，为进 一 步开展地质灾害评估提供气候背景资料 。 我国南方地区地形复杂，夏季降水频繁 ，暴雨多， 常常引发较严重的泥石流、滑坡等地质灾害，给当地 1 资料和方法 的人民生活和经济发展造成较大威胁。降水为泥石 流和滑坡灾害的主要诱 因之一，如果能了解较小尺度 1．1 气象资料 上的降水情况，则对局地泥石流 、滑坡 防御减灾具有 研究采用 26。～34。N，103。～l15。E范围内2004 重大的意义。然而，由于气象观测站点有限，难 以获 年逐 日降水资料作为空间插值 的基础。逐 日降水资 得较高空间分辨率的气象信息。人们常采用降尺度 料取 自国家气象信息中心实时资料库，并经过初步 的方法，以便获得高分辨率的降水空间分布。降尺度 的质量检查。 方法一般包括动力和统计降尺度方法，采用 中小尺度 1，2 网格 动力模式方法进行降尺度 ，结果较为合理 ，但因模式 采用经纬度格式表示等距 网格，分辨率为 1km 模拟范围有限，而且计算量大 ，耗时长。统计降尺度 ×1km 。 方法，则具有效果好，速度快 的特点。这里采用降水 1．3 地 图投影 空间插值方法，试图获取高空间分辨率的降水分布。 由于两种算法中，均需要计算距离 ，本研究采用 关于站点气候资料插值 的方法 已有许 多研 以该区域中心为投影原点的多圆锥投影。相对于其 究 1【-11~。降水具有间断性和空间不连续性 ，而且 日 他投影方法，该方法投影产生 的平面距离与实际球 降水量零值较多，因此降水的空间插值与其他要素 面大圆弧距离 的相关系数高，大于 0．999。 轴为 相 比具有更大的困难_12l。本研究主要采用两种方 东西 向，Y轴为南北向。 法——反距离权重法和地统计学 中常用 的普通克里 1．4 方法 格方法进行细网格插值研究。目前地统计学原理和 采用两种常用方法进行插值并对 比：反距离