气温作为研究气候演变最基础的物理量,其日值序列的完整性和准确性对于气候分析与评估工作有着重要意义。近些年随着大量无人值守地面加密自动气象站的布设,不断出现随机站点和随机长度这种双随机特点的气象资料序列缺失,给气候分析和...气温作为研究气候演变最基础的物理量,其日值序列的完整性和准确性对于气候分析与评估工作有着重要意义。近些年随着大量无人值守地面加密自动气象站的布设,不断出现随机站点和随机长度这种双随机特点的气象资料序列缺失,给气候分析和业务应用造成了不小的障碍。针对现有气象数据插补方案的不足,提出了一种全新的基于动态时间规整(dynamic time warping,DTW)的气温日值数据二次插补方法。该方法采用了一种实时的插补策略,主要技术内容包括:1)利用一元线性回归方程将原始气温观测时间序列分解出拟合直线和残差曲线,并将二者重构组成新的气温序列;2)给出了气温插补区的定义和插补条件;3)提出了利用动态时间规整方法计算站点间距离的新模式。利用山东省2021年的气温实况数据对该方法进行了双随机检验,检验结果表明:该方法可以满足日平均气温、日最高气温和日最低气温数据的插补需求;在插补流程中采用DTW距离测度和二次插补的组合方法,其插补效果优于目前常见的基于站点地理临近关系的组合方法;该方法对地形有一定的敏感性,平原或丘陵地区的插补效果要优于山地地区。展开更多
济南地区南部为山区,北部为平原,南北海拔跨度较大,地形条件复杂.为了探究天气研究与预报模型(Weather Research and Forecasting,WRF)的模拟结果对不同陆面资料的敏感性,本研究使用中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spe...济南地区南部为山区,北部为平原,南北海拔跨度较大,地形条件复杂.为了探究天气研究与预报模型(Weather Research and Forecasting,WRF)的模拟结果对不同陆面资料的敏感性,本研究使用中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)土地利用和植被覆盖两类陆面资料替换模式中默认的陆面资料,分别进行了4组敏感性试验,模拟了济南地区2020年7月气温和降水.结果表明:模拟的温度误差和降水误差普遍为南部山区偏大,北部平原偏小;只改变土地利用资料使北部平原地区的温度模拟误差显著减小(均方根误差、平均误差分别减小了0.2~1.0℃和0.2~0.8℃);只改变植被覆盖资料使得南部山区的温度和降水的模拟误差明显减小,模拟的温度均方根误差减小了0.2~1.2℃,模拟的日降水量均方根误差减小了0.2~1.2 mm/d;同时改变土地利用和植被覆盖资料模拟的温度和降水的效果最好,全市大部分站点的模拟误差有明显减小.降水对植被覆盖资料的敏感性比气温更高.展开更多
文摘气温作为研究气候演变最基础的物理量,其日值序列的完整性和准确性对于气候分析与评估工作有着重要意义。近些年随着大量无人值守地面加密自动气象站的布设,不断出现随机站点和随机长度这种双随机特点的气象资料序列缺失,给气候分析和业务应用造成了不小的障碍。针对现有气象数据插补方案的不足,提出了一种全新的基于动态时间规整(dynamic time warping,DTW)的气温日值数据二次插补方法。该方法采用了一种实时的插补策略,主要技术内容包括:1)利用一元线性回归方程将原始气温观测时间序列分解出拟合直线和残差曲线,并将二者重构组成新的气温序列;2)给出了气温插补区的定义和插补条件;3)提出了利用动态时间规整方法计算站点间距离的新模式。利用山东省2021年的气温实况数据对该方法进行了双随机检验,检验结果表明:该方法可以满足日平均气温、日最高气温和日最低气温数据的插补需求;在插补流程中采用DTW距离测度和二次插补的组合方法,其插补效果优于目前常见的基于站点地理临近关系的组合方法;该方法对地形有一定的敏感性,平原或丘陵地区的插补效果要优于山地地区。
文摘济南地区南部为山区,北部为平原,南北海拔跨度较大,地形条件复杂.为了探究天气研究与预报模型(Weather Research and Forecasting,WRF)的模拟结果对不同陆面资料的敏感性,本研究使用中分辨率成像光谱仪(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,MODIS)土地利用和植被覆盖两类陆面资料替换模式中默认的陆面资料,分别进行了4组敏感性试验,模拟了济南地区2020年7月气温和降水.结果表明:模拟的温度误差和降水误差普遍为南部山区偏大,北部平原偏小;只改变土地利用资料使北部平原地区的温度模拟误差显著减小(均方根误差、平均误差分别减小了0.2~1.0℃和0.2~0.8℃);只改变植被覆盖资料使得南部山区的温度和降水的模拟误差明显减小,模拟的温度均方根误差减小了0.2~1.2℃,模拟的日降水量均方根误差减小了0.2~1.2 mm/d;同时改变土地利用和植被覆盖资料模拟的温度和降水的效果最好,全市大部分站点的模拟误差有明显减小.降水对植被覆盖资料的敏感性比气温更高.
