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    流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法、設備及介質技術
    
                            
    技術編號：44352209 閱讀：2 留言：0更新日期：2025-02-25 09:37
    
                        
    
                        
    
                            
                            本申請公開了一種流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法、設備及介質，涉及流域未來氣候變化影響研究的全球氣候模型模擬性能評價技術領域，方法包括：在對應的評價準則下，根據(jù)地面氣象變量觀測數(shù)據(jù)、各個全球氣候模型的地面氣象變量模擬數(shù)據(jù)進行全球尺度模擬性能評價得到第一全球氣候模型子集；根據(jù)高空氣象變量觀測數(shù)據(jù)、各個全球氣候模型的高空氣象變量模擬數(shù)據(jù)對第一全球氣候模型子集中的模型進行區(qū)域尺度模擬性能評價得到第二全球氣候模型子集；根據(jù)地面氣象變量觀測數(shù)據(jù)、各個全球氣候模型的地面氣象變量模擬數(shù)據(jù)對第二全球氣候模型子集中的模型進行流域尺度模擬性能評價。本申請實現(xiàn)對全球氣候模型模擬性能的遞進式且系統(tǒng)的評價。
    
                            
                            
    


    
                            

                            
    【技術實現(xiàn)步驟摘要】
    
                                
    本申請涉及流域未來氣候變化影響研究的全球氣候模型模擬性能評價，特別是涉及一種流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法、設備及介質。

    技術介紹
    1、當前，全球氣候模型（general?circulation?models，gcms）是開展全球氣候模擬、氣候變化評估的有效工具，現(xiàn)已廣泛應用于流域未來氣候變化影響研究中。然而，不同gcms在模型機理、初始條件、分辨率、參數(shù)化方案等方面均有差異，這就造成了其輸出結果的精度在流域尺度上差異較大。盡管gcms對地面氣溫和降雨模擬精度持續(xù)提升，gcms仍是流域氣候變化影響研究結果不確定性的最大來源。普遍認為gcms的歷史模擬結果與同期觀測值的匹配度是衡量gcms流域氣候變化影響適用性的唯一可行的方法。因此，選擇表征流域氣候特征精準的gcms來生成未來氣候變化情景已成為提高未來氣候變化影響研究結果置信度的重要手段。
    2、在流域氣象變化影響研究中，傳統(tǒng)的gcms模擬性能評價常對部分gcms開展地面氣象變量（如降雨、氣溫等）平均態(tài)模擬效果評價，忽略了對影響地面觀測氣象要素的高空氣象變量模擬以及對地面觀測氣象要素的動態(tài)模擬性能評價，還因存在被評價gcms的主觀性選擇問題，使得現(xiàn)有gcms模擬性能評價難以做到對流域gcms模擬性能的全面科學系統(tǒng)的評估，這導致氣候變化影響研究結果可信度降低。

    技術實現(xiàn)思路
    1、本申請的目的是提供一種流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法、設備及介質，實現(xiàn)對全球氣候模型模擬性能的遞進式且系統(tǒng)的評價。
    2、為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┝巳缦路桨浮?/p>
    3、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法，包括以下多個步驟。
    4、獲取觀測數(shù)據(jù)及對應的全球氣候模型的模擬數(shù)據(jù)；所述觀測數(shù)據(jù)為地面氣象變量觀測數(shù)據(jù)時，對應的全球氣候模型的模擬數(shù)據(jù)為各個全球氣候模型的地面氣象變量模擬數(shù)據(jù)；所述觀測數(shù)據(jù)為高空氣象變量觀測數(shù)據(jù)時，對應的全球氣候模型的模擬數(shù)據(jù)為各個全球氣候模型的高空氣象變量模擬數(shù)據(jù)。
    5、以平均狀態(tài)為評價準則，根據(jù)所述地面氣象變量觀測數(shù)據(jù)、各個全球氣候模型的地面氣象變量模擬數(shù)據(jù)，在全球尺度上對各個全球氣候模型模擬性能進行評價，以得到第一全球氣候模型子集；所述第一全球氣候模型子集中各個全球氣候模型的模擬性能值均滿足第一預設性能條件。
    6、以平均狀態(tài)及相關性為評價準則，根據(jù)所述高空氣象變量觀測數(shù)據(jù)、各個全球氣候模型的高空氣象變量模擬數(shù)據(jù)，在區(qū)域尺度上對所述第一全球氣候模型子集中各個全球氣候模型模擬性能進行評價，以得到第二全球氣候模型子集；所述第二全球氣候模型子集中各個全球氣候模型的模擬性能值均滿足第二預設性能條件。
    7、以平均狀態(tài)、變化趨勢、相關性及概率分布為評價準則，根據(jù)所述地面氣象變量觀測數(shù)據(jù)、各個全球氣候模型的地面氣象變量模擬數(shù)據(jù)，在流域尺度上對所述第二全球氣候模型子集中各個全球氣候模型模擬性能進行評價。
    8、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N計算機設備，包括：存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序以實現(xiàn)流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法。
    9、第三方面，本申請?zhí)峁┝艘环N計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法。
    10、根據(jù)本申請?zhí)峁┑木唧w實施例，本申請具有了以下技術效果：本申請?zhí)峁┝艘环N流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法、設備及介質，適用于流域氣候變化影響研究，通過第一全球氣候模型子集、第二全球氣候模型子集、第三全球氣候模型子集的逐級篩選，實現(xiàn)模擬性能的遞進式評價，逐步縮小被評價全球氣候模型的個數(shù)，從而避免對全部全球氣候模型均進行評價時產(chǎn)生的數(shù)據(jù)處理量大的問題。并且，通過上述三個模型子集的篩選，能夠對更優(yōu)的全球氣候模型實現(xiàn)進一步、更細節(jié)的評價，所能得到的精確性也更高，避免了人為主觀選擇部分gcms所帶來模擬性能評價結果偏差的問題。本申請中兼顧了影響地面觀測氣象要素的高空氣象變量觀測數(shù)據(jù)并考慮gcms對其模擬性能評價，提升地面氣象變量模擬數(shù)據(jù)的可靠性。同時在評價準則的選擇中設置了平均狀態(tài)、變化趨勢、相關性及概率分布這四項，能夠確保最終得到的全球氣候模型模擬性能評價結果的穩(wěn)健性，有助于降低流域未來氣候情景構建的不確定性，提高未來流域氣候變化影響研究結果的置信度。
    11、綜上，本申請適用于流域氣候變化影響研究，能夠減少流域氣候變化影響模擬結果中的不確定性，可對流域尺度gcms模擬性能進行全面科學合理評估，對于提高流域氣候變化影響研究置信度至關重要。
    本文檔來自技高網(wǎng)...
                            
    
                            
    【技術保護點】
    
                                
    1.一種流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法，其特征在于，所述流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法包括：
    2.根據(jù)權利要求1所述的流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法，其特征在于，所述平均狀態(tài)用于表征在第一預設時長尺度內(nèi)，所述全球氣候模型的模擬數(shù)據(jù)在平均統(tǒng)計特征上，與對應的所述觀測數(shù)據(jù)的吻合程度；
    3.根據(jù)權利要求1所述的流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法，其特征在于，對各個全球氣候模型模擬性能進行評價的過程包括：
    4.根據(jù)權利要求3所述的流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法，其特征在于，所述評價準則為平均狀態(tài)時，對應的評價指標包括均值、標準差及均方根誤差；所述評價準則為變化趨勢時，對應的評標指標包括秩統(tǒng)計量及變化幅度；所述評價準則為相關性時，對應的評價指標包括年內(nèi)分布相關系數(shù)、年尺度空間相關系數(shù)；所述評價準則為概率分布時，對應的評價指標包括KL散度、Sscore值、BS值。
    5.根據(jù)權利要求3所述的流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法，其特征在于，各個評價指標下的評價分值的計算公式為：
    6.根據(jù)權利要求3所述的流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法，其特征在于，采用層次分析法，計算各個評價指標的主觀權重，包括：
    7.根據(jù)權利要求3所述的流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法，其特征在于，根據(jù)所有所述評價指標的組合權重及評價分值，計算所述全球氣候模型的綜合評分，包括：
    8.根據(jù)權利要求1所述的流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法，其特征在于，觀測數(shù)據(jù)及對應的全球氣候模型的模擬數(shù)據(jù)的獲取過程，包括：
    9.一種計算機設備，包括：存儲器、處理器以及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序以實現(xiàn)權利要求1-8中任一項所述的流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法。
    10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)權利要求1-8中任一項所述的流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法。
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    【技術特征摘要】
    
                                
    1.一種流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法，其特征在于，所述流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法包括：
    2.根據(jù)權利要求1所述的流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法，其特征在于，所述平均狀態(tài)用于表征在第一預設時長尺度內(nèi)，所述全球氣候模型的模擬數(shù)據(jù)在平均統(tǒng)計特征上，與對應的所述觀測數(shù)據(jù)的吻合程度；
    3.根據(jù)權利要求1所述的流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法，其特征在于，對各個全球氣候模型模擬性能進行評價的過程包括：
    4.根據(jù)權利要求3所述的流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價方法，其特征在于，所述評價準則為平均狀態(tài)時，對應的評價指標包括均值、標準差及均方根誤差；所述評價準則為變化趨勢時，對應的評標指標包括秩統(tǒng)計量及變化幅度；所述評價準則為相關性時，對應的評價指標包括年內(nèi)分布相關系數(shù)、年尺度空間相關系數(shù)；所述評價準則為概率分布時，對應的評價指標包括kl散度、sscore值、bs值。
    5.根據(jù)權利要求3所述的流域尺度下全球氣候模型模擬性能評價...
                            
    
                            
    【專利技術屬性】
    
                                技術研發(fā)人員：閆鐵柱，杜新忠，馮茂，李龍龍，張笑顏，
    
        申請(專利權)人：生態(tài)環(huán)境部土壤與農(nóng)業(yè)農(nóng)村生態(tài)環(huán)境監(jiān)管技術中心，
    
        類型：發(fā)明
    
        國別省市：
    
                            
    
                            
                        
    
                    
    
                    
                    
                     
                
    
                
                
    
                    
    
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