青藏高原东北边坡降水的地理影响因子与估测方法研究

The northeast slope of Qinghai-Tibet Plateau belongs to Intersection transitional and different climatic zones. The vary of weather and climate features are complicated.Spatial and temporal distribution of precipitation are severely unbalanced and also with ecological, environmental and other prominent issues. This project basing on the advanced experience of precipitation estimation techniques from domestic and foreign developed several aspects of work: (1) The analysis of main influencing factors of the precipitation in the northeast slope of the plateau region.(2)The study of the rain gauge precipitation estimation method which is basing on the dynamic weighting correction of influencing factors of moving area and the geostatistical theory and Radar-Precipitation Estimation Methods utilizing the cloud classification techniques are also been realized.(3) In this paper, Main feature extraction method,assigning weights method and integration with Multi-source data have been used to probe the key technology of precipitation estimation which has been applied in the test area. The study work of this project will improve the recognize of the mechanisms of precipitation distribution in the Edge of the plateau area of complex terrain with Fine climatic characteristics and the main influencing factors. On this basis, A new method was carried out to research the area suitable for the estimation of precipitation which has improved Precipitation estimation method on the complex terrain and the spatial and temporal forecast accuracy. Precipitation estimation results also help improve the numerical prediction model initial field data. At the same time the project provide a further understanding and clarify the climatic characteristics of the Qinghai-Tibet Plateau area.

青藏高原东北边坡处于不同气候区的交汇过渡带，天气特征和气候变化规律复杂，降水时空分布严重不均，生态、环境等问题异常突出。本项目在借鉴国内外降水估测技术有关先进经验的基础上，开展（1）高原东北边坡地区降水的主要影响因子及其影响规律分析；（2）基于地统计理论和滑动区域的影响因子动态加权修正的雨量计降水估测方法研究，以及利用云分类技术的雷达估测降水方法研究；（3）基于主特征提取法、分配权重法等方法融合多源资料的降水估测关键技术探讨，并在试验区域开展应用评估检验研究。上述研究工作将提高对高原边坡复杂地形区降水分布的精细化气候特征和主要影响因子及机制的认识，在此基础上开展适合于该地区的降水估测新方法研究，对改进目前复杂地形条件下降水估测方法、提高预报时空精度和预报效果均有一定的推动作用，降水估测结果也有助于改进数值预报模式初始场资料，同时对进一步了解和弄清青藏高原地区气候特征提供依据。

青藏高原东北边坡位于祁连山东段与秦岭山脉的交汇地带，是西风带气候区、高原气候区、东南亚季风区的边缘区域，局地降水时空分布极不均匀。本项目旨在揭示青藏高原东北边坡复杂地形区降水分布的地理地形因子及机制，并以此为基础开展降水分布精细化估算。.项目首先对观测资料进行了质量控制，（1）利用极值检查、时间连续性检查、空间连续性检查、内部一致性检查等方法，联合雷达观测资料，开展了降水加密观测资料的质量控制；（2）利用基于模糊逻辑技术的雷达回波分类算法，建立了C波段多普勒天气雷达地物杂波和超折射回波的质量控制技术；（3）利用“最大值法”建立了雷达回波层状云和对流云的自动识别技术。其次，分析了青藏高原东北边坡降水特征及影响因素，发现（1）该区域降水的空间分布总体上是从南向北递减，东北部最少；（2）近45年年平均降水量整体呈下降趋势，夏季平均降水量下降趋势明显，其余季节降水量变化呈上升趋势；（3）南亚季风对青藏高原东北边坡地区降水量影响显著，为明显的正相关，西风指数对高原东北边坡地区降水量有一定影响，与其北部降水量呈正相关，南部降水量呈负相关；（4）海拔小于1700m的站点，降水量与纬度和海拔高度呈负相关，与经度和坡度呈正相关，而大于1700m的站点，降水量与纬度、经度均呈现为负相关，与海拔高度呈正相关；（6）以此为基础基于多元逐步线性回归方法建立了降水估算模型，并设计了多元回归模型联合残差订正的降水估算方法，降水估算模型对秋、春季和年平均降水估算效果较好，夏、冬季较差，多元回归模型联合残差订正方法可有效提升降水估算能力，而按不同海拔高度站点建立的多元回归模型联合残差订正方法对雨季降水的估算能力更好。第三，建立了高原东北边坡地区的雷达联合雨量计估测降水方法，（1）建立基于不同初始雷达回波的组合平面，经验证发现基于DEM数据的观测区域内扫描波束未被遮挡的最低仰角扫描组合平面可用性最好；（2）建立了雷达估测降水Z-I气候统计关系；（3）建立了基于最优化算法的不同组合平面分类分级雷达估测降水技术；（4）利用影响降水分布的主要地理地形因子建立了基于准稳定移动窗口的地理地形因子实时动态订正降水估测算法，算法有效提升了复杂地形区的降水估测能力。.项目对于青藏高原东北边坡地区的水资源分布、干旱和洪涝灾害的预警管理等都具有一定的指导意义。