天氣發(fā)生器MulGETS和k-NN對(duì)區(qū)域歷史氣象場(chǎng)特征重現(xiàn)能力的比較
摘要:傳統(tǒng)單站點(diǎn)天氣發(fā)生器未考慮不同站點(diǎn)氣象變量間的空間相關(guān)性,導(dǎo)致其在區(qū)域影響評(píng)價(jià)中的應(yīng)用受到限制,而多站點(diǎn)天氣發(fā)生器可以克服單站點(diǎn)天氣發(fā)生器的缺點(diǎn),近年來(lái)得到迅速發(fā)展。評(píng)估和驗(yàn)證多站點(diǎn)天氣發(fā)生器對(duì)區(qū)域歷史氣象場(chǎng)特征的重現(xiàn)能力是開展影響評(píng)價(jià)的前提和基礎(chǔ)。為此,本研究選取MulGETS(參數(shù)型)和k-NN(非參數(shù)型)發(fā)生器為代表模型,利用湘江流域12個(gè)氣象站點(diǎn)1981-2010年日序列降水量、最高氣溫、最低氣溫資料,通過均值、標(biāo)準(zhǔn)差、偏度、極值、空間相關(guān)系數(shù)、空間連接度和自相關(guān)系數(shù)等指標(biāo)的對(duì)比,評(píng)估了MulGETS和k-NN模型的優(yōu)缺點(diǎn)及適用性。結(jié)果表明:MulGETS和k-NN模型均較好地再現(xiàn)了原氣象場(chǎng)的均值、標(biāo)準(zhǔn)差和偏度,k-NN表現(xiàn)稍好于MulGETS。同時(shí)k-NN相比MulGETS在保持氣象要素空間相關(guān)性上具有優(yōu)勢(shì),特別是降水量的空間間歇性。由于算法本身的限制,k-NN無(wú)法模擬出超出歷史數(shù)據(jù)范圍的極值,而MulGETS具備一定的極值模擬能力。此外,MulGETS和k-NN在重現(xiàn)原始日尺度降水量的自相關(guān)性上均存在不足。總體來(lái)看,兩個(gè)模型各具優(yōu)勢(shì)和不足,MulGETS更適于極端氣象事件模擬,而k-NN可以更好地體現(xiàn)原始?xì)庀髨?chǎng)的空間差異,實(shí)際使用時(shí)應(yīng)根據(jù)不同的研究目的選擇合適的模型。
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