極端降水和水分虧缺的驅動機制

目錄
第一篇 降水產品適用性及在干旱監(jiān)測中的應用
第1章 緒論 3
1.1 研究背景及意義 3
1.1.1 降水產品性能評估及其在干旱研究中的重要性 3
1.1.2 旱災和極端事件對社會經(jīng)濟系統(tǒng)的影響 5
1.1.3 旱澇和極端事件的驅動機制尚不明確 7
1.2 國內外研究進展 9
1.2.1 基于多源遙感和再分析產品的降水和干旱評估 9
1.2.2 氣候變化和人類活動對旱澇的影響 20
1.2.3 氣候變化和人類活動對極端水文氣象事件的影響 25
1.3 目前的研究中存在的問題 31
參考文獻 32
第2章 IMERG V06降水產品的評估校正 49
2.1 材料與方法 49
2.1.1 研究區(qū)域概況 49
2.1.2 研究數(shù)據(jù) 49
2.1.3 衛(wèi)星數(shù)據(jù)的重采樣 52
2.1.4 TMPA 3B42 V7和IMERG V06產品性能評價 52
2.1.5 衛(wèi)星降水產品的率定與驗證 53
2.1.6 衛(wèi)星降水的校正與預測 54
2.2 結果與分析 55
2.2.1 日尺度下IMERG和TMPA降水產品精度評估 55
2.2.2 月尺度下IMERG和TMPA降水產品精度評估 61
2.2.3 年尺度下IMERG和TMPA降水產品精度評估 69
2.2.4 不同時間尺度下IMERG和TMPA降水產品精度的綜合比較 74
2.2.5 IMERG月降水數(shù)據(jù)的校正與預測 75
2.3 討論 76
2.4 小結 77
參考文獻 78
第3章 不同類型降水產品的適用性分析 81
3.1 研究區(qū)域概況及研究方法 81
3.1.1 研究區(qū)域概況 81
3.1.2 研究數(shù)據(jù) 82
3.1.3 格網(wǎng)降水數(shù)據(jù)的重采樣 84
3.1.4 評估指標 84
3.1.5 Q-Q圖 85
3.1.6 泰勒圖 85
3.2 結果與分析 86
3.2.19 套降水產品的時空分布 86
3.2.29 套降水產品的精度檢驗 89
3.2.39 套降水產品不同月份精度差異分析 98
3.3 討論 105
3.4 小結 106
參考文獻 107
第4章 基于不同降水產品的氣象干旱監(jiān)測 109
4.1 研究區(qū)、數(shù)據(jù)收集及研究方法 109
4.1.1 研究區(qū)和數(shù)據(jù)集 109
4.1.2 干旱指數(shù)的計算 110
4.1.3 干旱面積的估算 114
4.1.4 評估指標 114
4.1.5 基于小波分析的干旱時頻變化 115
4.1.6 基于游程理論的旱情診斷 115
4.2 結果與分析 116
4.2.1 基于不同類型降水產品的干旱指數(shù)精度評估 116
4.2.2 基于不同類型降水產品干旱監(jiān)測的時間分析 123
4.2.3 基于不同類型降水產品干旱監(jiān)測的空間分析 139
4.3 討論 145
4.4 小結 146
參考文獻 146
第二篇 氣候變化和人類活動對中國不同分區(qū)干濕程度的影響
第5章 水分虧缺/盈余的關鍵環(huán)流驅動因子篩選 151
5.1 研究區(qū)概況與研究方法 151
5.1.1 研究區(qū)概況 151
5.1.2 數(shù)據(jù)來源 151
5.1.3 水分虧缺/盈余量的計算方法 155
5.1.4 趨勢分析和突變檢驗 155
5.1.5 多重共線性分析 156
5.1.6 皮爾遜相關分析及其顯著性檢驗 156
5.2 結果與分析 157
5.2.1 不同分區(qū)水分虧缺/盈余量（D）的時間變化 157
5.2.2 D值的空間變化特征 161
5.2.3 D值的變化趨勢 162
5.2.4 篩選的關鍵環(huán)流指數(shù) 164
5.3 討論 170
5.3.1 干旱指數(shù)的選擇 170
5.3.2 環(huán)流指數(shù)的選擇 170
5.4 小結 171
參考文獻 172
第6章 基于關鍵環(huán)流指數(shù)的水分虧缺/盈余預測 173
6.1 數(shù)據(jù)來源與分析方法 173
6.1.1 數(shù)據(jù)來源和D值的計算 173
6.1.2 多元線性回歸函數(shù)建模 173
6.2 結果與分析 174
6.2.1 計算與模擬的D值之間的關系 174
6.2.2 模型性能的評價 175
6.2.3 D值與環(huán)流指數(shù)的定量關系 176
6.2.4 D值的預測 178
6.2.5 D值預測結果的評價 178
6.3 討論 179
6.3.1 不同預測方法在干旱預測中的不確定性 179
6.3.2 中國不同分區(qū)干旱的變化趨勢 180
6.4 小結 181
參考文獻 182
第7章 社會經(jīng)濟狀況對極端干濕事件的影響 183
7.1 材料與方法 183
7.1.1 研究區(qū)域概況和數(shù)據(jù)來源 183
7.1.2 SPEI的計算 185
7.1.3 線性斜率估計和相關分析 185
7.2 結果與分析 186
7.2.1 不同社會經(jīng)濟發(fā)展水平下人口和GDP的空間變化 186
7.2.2 SPEI_MAX和SPEI_MIN的時間變化 187
7.2.3 SPEILS、SPEI_MAXLS和SPEI_MINLS的空間分布 191
7.2.4 社會經(jīng)濟指標和干旱指數(shù)線性斜率之間的關系 192
7.2.5 不同社會經(jīng)濟發(fā)展水平下干旱指數(shù)線性斜率的變化 196
7.2.6 極端濕潤和極端干旱事件的發(fā)生 196
7.3 討論 199
7.4 小結 200
參考文獻 201
第8章 氣候變化和人類活動對干旱的貢獻度 203
8.1 材料與方法 203
8.1.1 數(shù)據(jù)來源 203
8.1.2 不確定性分析 203
8.2 結果與分析 204
8.2.1 溫室氣體濃度的時空變化特征 204
8.2.2 氣候變化和人類活動對干旱的貢獻度分析 206
8.3 討論 207
8.4 小結 208
參考文獻 208
第三篇 氣候變化和人類活動對極端降水事件的影響
第9章 影響極端降水指數(shù)的關鍵環(huán)流指數(shù) 213
9.1 材料與方法 213
9.1.1 研究區(qū)概況及降水和大氣環(huán)流指數(shù) 213
9.1.2 極端降水指數(shù)的選取 213
9.1.3 影響極端降水指數(shù)的關鍵環(huán)流指數(shù)篩選 214
9.2 結果與分析 215
9.2.1 極端降水指數(shù)時空變化特征 215
9.2.2 共線性分析初步篩選的環(huán)流指數(shù) 218
9.2.3 環(huán)流指數(shù)與極端降水指數(shù)相關關系的周期性 218
9.2.4 滯后 0～12個月環(huán)流指數(shù)的篩選 220
9.2.5 影響不同分區(qū)極端降水指數(shù)的關鍵環(huán)流指數(shù) 227
9.3 討論 227
9.4 小結 229
參考文獻 229
第10章 基于環(huán)流指數(shù)的極端降水指數(shù)預測 231
10.1 極端降水指數(shù)建模與預測方法 231
10.2 結果與分析 232
10.2.1 率定期和驗證期的模擬效果 232
10.2.2 不同分區(qū)模型模擬極端降水指數(shù)評價 233
10.2.3 極端降水指數(shù)的多元線性回歸方程 236
10.2.4 極端降水事件的預測結果 237
10.2.5 模型預測極端降水事件的結果評價 238
10.3 討論 240
10.4 小結 241
參考文獻 242
第11章 社會經(jīng)濟發(fā)展水平對極端降水事件的影響 244
11.1 材料與方法 244
11.1.1 數(shù)據(jù)來源 244
11.1.2 社會經(jīng)濟發(fā)展水平的劃分 244
11.1.3 極端降水指數(shù)挑選 245
11.1.4 線性斜率估計 245
11.2 結果與分析 245
11.2.1 人口和GDP的空間分布及趨勢變化 245
11.2.2 極端降水指數(shù)的空間分布及趨勢變化 247
11.2.3 極端降水指數(shù)的時間變化 249
11.2.4 人口線性斜率與極端降水指數(shù)線性斜率之間的相關性 251
11.2.5 GDP線性斜率與極端降水指數(shù)線性斜率之間的相關性 253
11.2.6 社會經(jīng)濟發(fā)展水平對EPILS的影響 254
11.3 討論 255
11.3.1 不同社會經(jīng)濟發(fā)展水平下城市擴張對極端降水的影響 255
11.3.2 氣溶膠影響的不確定性 256
11.3.3 城市化對極端高溫的影響 256
11.3.4 人口（或GDP）增加如何影響極端降水事件 257
11.3.5 城市化帶來的極端降水的挑戰(zhàn) 257
11.4 小結 258
參考文獻 258
第12章 氣候變化與人類活動對極端降水事件的貢獻度 261
12.1 數(shù)據(jù)與方法 261
12.1.1 數(shù)據(jù)來源 261
12.1.2 方差分析方法 262
12.2 結果與分析 262
12.2.1 溫室氣體排放濃度的時空演變特征 262
12.2.2 氣候變化與人類活動對極端降水事件的貢獻度 263
12.2.3 不同社會經(jīng)濟發(fā)展水平下氣候變化和人類活動對極端降水事件的貢獻度 266
12.2.4 不同分區(qū)氣候變化與人類活動對極端降水事件的貢獻度 267
12.3 討論 268
12.4 小結 269
參考文獻 269
第13章 結論及建議 271
13.1 主要結論 271
13.2 建議 275