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中国汛期降水及其极端值的统计推断模型研究

作　者: 程智
导　师: 戴新刚
学　校: 兰州大学
专　业: 气象学
关键词: ENSO NAO 东亚季风指数线性回归夏季降水广义极值分布
分类号: P426.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文使用再分析资料与降水观测资料,以一个预测东亚夏季风指数的多元线性回归模型为基础,增加了高原积雪项,建立模型来预测各站点的夏季降水量,根据我国夏季降水距平值的气候分布,使用广义极值原理来推断夏季的极端降水分布。对过去的1979-2010年的统计回归检验表明,本文使用的东亚夏季风指数只与一部分台站夏季降水的线性关系是显著的,故而尝试跳过东亚夏季风指数,直接利用影响因子预测站点降水。考虑单站降水存在噪音,所以对全部站点进行分区后,建立先预测区域再估计站点降水的模型。对比各个模型在2005-2009年的预测结果发现,利用因子直接预测站点降水的回归模型好于间接利用夏季风指数来预测站点降水的,用因子直接预测区域降水再估计站点降水的回归模型好于用因子直接预测站点降水的。对降水资料使用不同的方式处理时发现,在相同条件下,对降水资料先取对数后再标准化的效果,要比直接标准化好。比较各个模型的预报评分和距平相关系数,获得“最优”模型,即降水资料对数标准化下的先用四因子直接预测区域降水再估计站点降水的模型。该模型在2005-2009年的夏季降水独立样本预测检验中：平均预报评分P为76.2,距平相关系数达到0.261。评分P超过全国水平的区域有：东北、华北、黄淮、华南及北疆。在应用中,仅使用一个模型来预测全国所有站点的夏季降水,仍有一定局限性,故使用一种集合模型来预测夏季降水。在对2010年的夏季降水预测试验中,其降水距平符号正确率为55%,预报评分P为71；大于16个单模型结果的平均值,同时高于“最优”模型,后者正确率为51.9%,评分P为67.6。综合6年的预测结果看,总体上在东北地区、华北、长江中下游及华南地区表现尚佳,即对东部地区的夏季降水预测情况较好。实际操作中,预测夏季降水距平分布时,可不局限单一模型,综合所有模型挑选出在历史回报中相关较好的区域作为重点地区,判断预测年的旱涝。使用在预测夏季降水中表现突出的“最优”模型得到的降水量期望值,结合由广义极值分布函数拟合得到的夏季降水极端值的分布函数,来判断2005-2009年的汛期极端降水分布情况。大体上对北方地区的极端降水判断结果要好于对南方,但更多的是漏报；仅在2005和2008年的有较好表现,且常出现在东北和长江中下游。在对2010年的预测中,增加集合模型的结果,并与“最优”模型的结果进行对比,观测值在大部分地区出现极端降水的站点,前者均有正确判断,同时好于后者的预测结果,空报的站点数较之后者也少。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-14
  1.1 国内研究现状  10-12
  1.2 本文研究的前提及内容  12-14
    1.2.1 前提  12-13
    1.2.2 内容  13-14
第二章资料与方法  14-18
  2.1 资料  14-15
    2.1.1 来源  14
    2.1.2 处理  14-15
  2.2 计算方法  15-18
第三章夏季降水独立样本检测结果  18-31
  3.1 站点降水直接预测模型  18-20
  3.2 区域—站点降水预测模型  20-25
  3.3 集合模型  25-29
  3.4 小结  29-31
第四章我国夏季极端降水估计  31-40
  4.1 广义极值分布  31-34
  4.2 极端降水估计参数的空间分布特征  34-37
  4.3 给定重现期的极值分位数的空间分布特征  37-38
  4.4 小结  38-40
第五章夏季极端降水估计的独立样本检验  40-46
  5.1 2005-2009年的结果分析  40-43
  5.2 2010年个例分析  43-44
  5.3 小结  44-46
第六章总结与展望  46-49
  6.1 总结  46-47
  6.2 展望  47-49
参考文献  49-52
附录  52-53
在学期间研究成果  53-54
致谢  54

中国汛期降水及其极端值的统计推断模型研究

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