大范围干旱动态监测与预测

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.1.1 我国干旱历史概况 1
1.1.2 我国干旱防御问题 2
1.1.3 旱情动态监测与预测的意义 3
1.2 干旱概述 4
1.2.1 干旱分类 4
1.2.2 干旱指数 6
1.2.3 干旱监测与预测 14
1.3 主要内容 18
1.3.1 干旱监测与预测关键信息提取与融合 18
1.3.2 干旱监测与预测指标体系构建与分析 20
1.3.3 大范围干旱监测预测方法与集成 21
第2章 致旱天气系统异常特征分析 22
2.1 致旱天气系统异常特征分析方法 22
2.1.1 信号场方法 22
2.1.2 信号场方法存在的问题 24
2.1.3 信号场方法改进方案 25
2.1.4 信号场方法改进效果 26
2.2 致旱天气系统模式概化 28
2.2.1 致旱天气系统概化方法 28
2.2.2 华北地区致旱天气系统概化分析 31
2.2.3 西南地区致旱天气系统概化分析 32
2.3 西南特大干旱天气系统异常特征分析 35
2.3.1 2009～2010年西南地区干旱过程 35
2.3.2 干旱前期高度信号场异常特征演变 37
2.3.3 风场异常特征 38
2.4 西南地区致旱因子相关区分析 41
2.4.1 海温场相关区 41
2.4.2 500hPa高度场相关区 44
2.4.3 关键区致旱特征 47
2.5 本章小结 48
第3章 多源降水与多源气温融合 50
3.1 概述 50
3.2 多源降水融合方法改进及效果分析 51
3.2.1 多源降水融合方法及改进 51
3.2.2 资料介绍与方案设计 52
3.2.3 融合效果分析 54
3.3 全国范围多源降水融合 63
3.3.1 TRMM测雨产品与测站降水融合 63
3.3.2 CFSR再分析资料与测站降水融合 68
3.4 全国范围多源气温融合 71
3.4.1 *高气温融合 71
3.4.2 *低气温融合 73
3.5 本章小结 75
第4章 全国土壤田间持水量分布 77
4.1 田间持水量研究进展 77
4.1.1 统计模型 78
4.1.2 物理经验模型 79
4.1.3 存在的不足 80
4.2 全国田间持水量确定方法 81
4.2.1 我国土壤类型分布 81
4.2.2 田间持水量主要影响因素及因子筛选 82
4.2.3 田间持水量集成数据来源 88
4.2.4 田间持水量集成方法 91
4.3 结果验证与合理性分析 94
4.3.1 田间持水量集成结果与合理性分析 94
4.3.2 站点田间持水量验证 96
4.3.3 土壤单元田间持水量验证 98
4.3.4 与其他产品比较 100
4.4 本章小结 100
第5章 综合气象干旱指数 102
5.1 综合气象干旱指数构建 102
5.1.1 资料选用 102
5.1.2 帕尔默干旱指数 102
5.1.3 帕尔默干旱指数与标准化干旱指数相关性分析 112
5.1.4 综合气象干旱指数建立 113
5.2 综合气象干旱指数适用性分析 114
5.2.1 对区域干旱受旱/成灾面积的反映 115
5.2.2 对径流丰枯的反映 117
5.3 区域干旱频率分析方法 118
5.3.1 区域干旱事件识别 119
5.3.2 区域干旱多变量联合分布模型 120
5.4 1958～2014年中国气象干旱的时空变化 126
5.4.1 全国综合气象干旱指数趋势分析 126
5.4.2 1958～2014年中国极端干旱的变化趋势 129
5.4.3 干旱历时和干旱强度 130
5.4.4 不同区域干旱面积的长期变化 132
5.4.5 干旱化区域干旱特征分析 135
5.5 本章小结 142
第6章 土壤含水量距平指数 143
6.1 大范围土壤含水量模拟 143
6.1.1 VIC模型简介 143
6.1.2 水文参数网格化方案优化 144
6.1.3 模拟土壤含水量验证 154
6.2 土壤含水量距平指数构建 161
6.2.1 SMAPI 161
6.2.2 SMAPI等级划分标准 167
6.2.3 基于SMAPI的干旱事件识别方法 180
6.3 土壤含水量距平指数验证 182
6.3.1 西南地区典型干旱事件分析 182
6.3.2 华北地区典型干旱事件分析 183
6.3.3 2000年全国典型干旱事件分析 185
6.4 基于SMAPI的全国农业干旱特征分析 186
6.4.1 多年平均特征 186
6.4.2 多年季节平均特征 189
6.4.3 年代变化特征 191
6.5 本章小结 193
第7章 标准化径流指数 194
7.1 全国范围网格化径流模拟 194
7.1.1 流域尺度网格汇流模型建立 195
7.1.2 全国范围网格汇流模型构建 206
7.1.3 全国网格径流模拟及验证 214
7.2 标准化径流指数的建立 220
7.2.1 SRI定义 220
7.2.2 概率分布线型优选 220
7.2.3 干旱等级划分 222
7.2.4 时间尺度分析 222
7.2.5 SRI的适用性分析 223
7.3 全国七大流域水文干旱分析及时空变化 226
7.3.1 全国七大流域水文干旱分析 226
7.3.2 流域典型水文干旱的时空变化 230
7.4 本章小结 234
第8章 基于环流异常的干旱预测模型 236
8.1 基于环流指数的年尺度干旱预测模型 236
8.1.1 致旱因子挑选及建模评价方法 236
8.1.2 聚类回归预测模型 244
8.1.3 主分量回归预测模型 247
8.1.4 模型对比分析 250
8.1.5 全国九大干旱分区预测应用 251
8.2 基于天气系统异常的季节尺度干旱预测模型 254
8.2.1 概述 254
8.2.2 预测指标构建 255
8.2.3 异常信号指标与SPI3的同期逐步回归模型构建 267
8.2.4 干旱趋势状态判别与确定 269
8.2.5 模型验证 272
8.3 本章小结 275
第9章 多模式降水预报分析与集成 277
9.1 中期降水预报 277
9.1.1 全球数值模式简介 277
9.1.2 降水预报检验方法 278
9.1.3 ECMWF、GFS、GEM模式比较分析 279
9.2 短期降水预报 284
9.2.1 全国10km WRF模式构建与验证 285
9.2.2 短期降水预报检验分析 295
9.3 多模式降水预报集成 297
9.3.1 降水预报集成方法 298
9.3.2 降水预报偏差订正结果检验 298
9.3.3 多模式降水集成结果检验 304
9.4 本章小结 308
第10章 大范围干旱动态监测与预测系统 309
10.1 系统总体设计 309
10.1.1 关键技术思路 309
10.1.2 系统组成 310
10.2 系统主要功能 310
10.2.1 中长期预测模型子系统 310
10.2.2 多模式降水预报子系统 315
10.2.3 水文过程模拟子系统 318
10.2.4 气象-水文耦合计算子系统 326
10.2.5 查询统计分析子系统 328
10.3 系统应用 332
10.3.1 2009～2010年西南大旱 333
10.3.2 2011年长江中下游大旱 341
10.3.3 2014年河南大旱 348
10.4 本章小结 355
参考文献 356