天氣發生器MulGETS和k-NN對區域歷史氣象場特征重現能力的比較
摘要：傳統單站點天氣發生器未考慮不同站點氣象變量間的空間相關性,導致其在區域影響評價中的應用受到限制,而多站點天氣發生器可以克服單站點天氣發生器的缺點,近年來得到迅速發展。評估和驗證多站點天氣發生器對區域歷史氣象場特征的重現能力是開展影響評價的前提和基礎。為此,本研究選取MulGETS(參數型)和k-NN(非參數型)發生器為代表模型,利用湘江流域12個氣象站點1981-2010年日序列降水量、最高氣溫、最低氣溫資料,通過均值、標準差、偏度、極值、空間相關系數、空間連接度和自相關系數等指標的對比,評估了MulGETS和k-NN模型的優缺點及適用性。結果表明:MulGETS和k-NN模型均較好地再現了原氣象場的均值、標準差和偏度,k-NN表現稍好于MulGETS。同時k-NN相比MulGETS在保持氣象要素空間相關性上具有優勢,特別是降水量的空間間歇性。由于算法本身的限制,k-NN無法模擬出超出歷史數據范圍的極值,而MulGETS具備一定的極值模擬能力。此外,MulGETS和k-NN在重現原始日尺度降水量的自相關性上均存在不足。總體來看,兩個模型各具優勢和不足,MulGETS更適于極端氣象事件模擬,而k-NN可以更好地體現原始氣象場的空間差異,實際使用時應根據不同的研究目的選擇合適的模型。
注: 保護知識產權,如需閱讀全文請聯系中國農業氣象雜志社
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