【摘 要】
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精确的降水数据对于提高干旱和洪水的预报精度,防灾减灾具有重要的意义。卫星降水数据具有时间周期短、空间分辨率高、覆盖范围广等优点,在水文模拟、气象预报等方面得到了广泛的应用,但是其在应用的过程中会有一定的不确定性,在使用之前需要进行精度的评估。针对这一问题,本文以淮河流域中上游为例,研究了GPM、TRMM、PERSIANN这三种卫星降水产品在径流模拟中的应用。首先将淮河流域中上游地面站点降水数据作为
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精确的降水数据对于提高干旱和洪水的预报精度,防灾减灾具有重要的意义。卫星降水数据具有时间周期短、空间分辨率高、覆盖范围广等优点,在水文模拟、气象预报等方面得到了广泛的应用,但是其在应用的过程中会有一定的不确定性,在使用之前需要进行精度的评估。针对这一问题,本文以淮河流域中上游为例,研究了GPM、TRMM、PERSIANN这三种卫星降水产品在径流模拟中的应用。首先将淮河流域中上游地面站点降水数据作为参照值,划分日、月和季尺度,在不同时间尺度上对2008年至2018年GPM、TRMM、PERSIANN的降水数据进行精度评价,然后选取淮河流域中上游构建了SWAT模型,最后将卫星降水数据分别输入SWAT模型进行径流模拟,并与实测径流对比,评估卫星降水数据在水文预报中的适用性。结果如下:(1)在日尺度上GPM和TRMM表现较为接近,相关系数分别为0.55和0.54,相对偏差在7.5%左右,三种卫星降水产品与地面站点降水数据的相关性会随时间尺度的增大而提高;三种卫星数据在0-1mm的降水事件上都有一定的低估,同时对10-25mm的降水事件上有一定的高估;在对空间分布特征的描绘中,GPM降水产品的表现较为良好,TRMM数据和PERSIANN数据则是在东部与站点数据存在高估。(2)构建的SWAT模型在淮河流域中上游适应性良好,率定期和验证期的纳什效率系数分别为0.74和0.75,决定系数分别为0.73和0.71,可以用于评估GPM、TRMM、PERSIANN这三种卫星降水数据在淮河流域中上游径流模拟中的性能。(3)在日尺度的径流模拟中,站点数据、GPM数据和TRMM数据与实际径流数据的相关性较高;站点数据、GPM数据、TRMM数据模拟径流的NS值分别为0.76、0.75和0.65。而PERSIANN模拟径流的决定系数为0.61,NS值为0.52,在对径流过程模拟和峰现时间的捕捉上在三种卫星降水数据中均表现最差。在三种卫星数据中,GPM数据模拟的径流效果最好,无论是均值还是总体分布都比另外两种卫星数据所模拟的径流更贴近实测值。在月尺度的径流模拟中,三种数据模拟的径流值与实测径流值的NS和决定系数均超过了0.70,GPM降水数据略优于站点数据,然后是TRMM降水数据,PERSIANN降水数据最差。综上所述,评估多源卫星降水产品的精度,研究其在淮河流域径流模拟中的适用性,可以为科学管理淮河流域水资源管理提供重要的理论参考和技术支撑,对于流域管理部门积极应对和减缓气候变化影响、防灾减灾具有重要意义。
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