【摘 要】
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在全球变暖的背景下,极端降水事件频发,其中短历时的极端降水事件增加得更为显著。中亚由于其复杂的地理条件,生态环境异常脆弱,对气候变化更加敏感,因此揭示中亚地区极端降水日变化的时空特征及其可能的物理因子,对提升该地区的气象灾害预警预报能力具有重要意义。考虑中亚地区缺乏小时站点观测数据,在开展相关研究之前,有必要对多源降水产品的在中亚地区的适用性进行系统的评估。故本研究首先选取5套卫星降水产品——TR
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在全球变暖的背景下,极端降水事件频发,其中短历时的极端降水事件增加得更为显著。中亚由于其复杂的地理条件,生态环境异常脆弱,对气候变化更加敏感,因此揭示中亚地区极端降水日变化的时空特征及其可能的物理因子,对提升该地区的气象灾害预警预报能力具有重要意义。考虑中亚地区缺乏小时站点观测数据,在开展相关研究之前,有必要对多源降水产品的在中亚地区的适用性进行系统的评估。故本研究首先选取5套卫星降水产品——TRMM3B42RT、TRMM3B42、PERSIANN、PERSIANN-CCS、IMERG,4套再分析降水产品——ERA-Interim、ERA-5、JRA55、MERRA-2,和1套多源融合降水产品——MSWEP,并采用无需观测数据的新评估方法,即double instrumental variable(IVd),以相关系数和均方根误差等指标详细评估各套降水产品,并甄别“最优”产品。在此基础上,基于“最优”产品MSWEP,分析1979—2016年中亚降水和极端降水的时空变化特征趋势;最后从大气水分平衡方程出发,探讨极端降水日变化的物理成因。主要结论如下:(1)从相关系数、均方根误差和可评估格点数来看,卫星产品中表现最好的是IMERG,而再分析和多源融合降水产品中表现最好的为MSWEP。从不同时次的评估结果看,除MERRA-2对日间3h降水的均方根误差小于夜间,其余产品的各时次3h降水的相关系数和均方根误差空间分布相差不大,且极端降水量和极端降水频次的再现能力相差也不大。(2)由年和季节3h降水量和3h极端降水量评估结果,卫星降水产品整体表现优于再分析和多源融合降水产品,特别是冬季夜间降水,多数时次的“最优”产品为TRMM3B42。就国界分区和地理高程分区的评估结果而言,多数地区的基于相关系数的“最优”产品为MSWEP,而基于均方根误差的“最优”产品为IMERG。(3)中亚15%的降水事件贡献的降水量将近年总量的50%;塔吉克斯坦和吉尔吉斯斯坦地区小雨减少,大雨增加,且小雨减少多于大雨增加。(4)中亚极端降水日变化特征分为三种类型,第一种为单峰型,代表区为哈萨克斯坦北区、天山西区和天山东区,峰值位于午后;第二种为双峰型,代表区为哈萨克斯坦西区,主峰位于午后,次峰位于夜间;第三种为无峰型,代表区为中亚平原区,没有明显的日变化。(5)中亚平原区没有明显的日变化特征,可能是由于该区多沙漠,降水量少。
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