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降水相态分离单临界气温模型建立和检验

刘玉莲 任国玉 孙秀宝

刘玉莲, 任国玉, 孙秀宝. 降水相态分离单临界气温模型建立和检验. 应用气象学报, 2018, 29(4): 449-459. DOI: 10.11898/1001-7313.20180406..
引用本文: 刘玉莲, 任国玉, 孙秀宝. 降水相态分离单临界气温模型建立和检验. 应用气象学报, 2018, 29(4): 449-459. DOI: 10.11898/1001-7313.20180406.
Liu Yulian, Ren Guoyu, Sun Xiubao. Establishment and verification of single threshold temperature model for partition precipitation phase separation. J Appl Meteor Sci, 2018, 29(4): 449-459. DOI:  10.11898/1001-7313.20180406.
Citation: Liu Yulian, Ren Guoyu, Sun Xiubao. Establishment and verification of single threshold temperature model for partition precipitation phase separation. J Appl Meteor Sci, 2018, 29(4): 449-459. DOI:  10.11898/1001-7313.20180406.

降水相态分离单临界气温模型建立和检验

DOI: 10.11898/1001-7313.20180406
资助项目: 

中央引导地方科技发展专项 ZY18C12

公益性行业(气象)科研专项 GYHY201206012

公益性行业(气象)科研专项 GYHY201106013

中国气象局气候变化专项 CCSF201842

国家自然科学基金项目 41771067

详细信息
    通信作者:

    任国玉, 邮箱: guoyoo@cma.gov.cn

Establishment and Verification of Single Threshold Temperature Model for Partition Precipitation Phase Separation

  • 摘要: 使用雪日直接界定法,建立了中国大陆长江以北地区(30°N以北)降水相态分离单临界气温统计模型,分东部季风区、西北干燥区和青藏高原区3个不同气候区独立样本建模,检验模型外推使用的可能性,并对单临界气温分离的雨夹雪偏差进行分析。结果表明:所有地区独立样本建立模型估算的单临界气温与根据天气现象记录确定的单临界气温相关性均达到0.05显著性水平,3个气候区独立建模能够估算出降水相态单临界气温的范围及区域特性;以东部季风区和青藏高原区为样本独立建模的估算结果好于西北干燥区;3个独立模型估算的单临界气温偏差绝对值不大于1℃的气象站都多于74%,估算的标准差偏差在-0.5~0.5℃之间的气象站数量占比77%,在-1.0~1.0℃之间的气象站数量占比90%;日平均气温低于单临界气温的雨夹雪日数和降水量与实际降雪日和降雪量的比率北部略小、南部较大,东部季风区的南部雨夹雪界定的雪日和雪量比率均超过100%;使用统计模型确定不同区域雨夹雪中界定的雪日和雪量比率分布也具有可行性。
  • 图  1  中国长江以北地区分区及气象站分布

    Fig. 1  Division and station distribution in northern China

    图  2  东部季风区降水相态Td分布

    Fig. 2  Spatial distribution of precipitation phase temperature Td in Eastern Monsoon Region

    图  3  东部季风区Tp1Td差值和Td关系

    Fig. 3  The relationship of difference between Tp1 and Td to Td in Eastern Monsoon Region

    图  4  东部季风区根据Tp1界定的降雪日数(a)和降雪量(b)偏差百分率分布

    Fig. 4  Deviation distribution of snow day number(a) and snowfall(b) according to Tp1 in Eastern Monsoon Region

    图  5  3个气候区独立样本估算临界气温与Td差值空间分布

    Fig. 5  Spatial distribution of difference between the estimated temperature threshold of three climatic zones with independent sample fitting and Td

    图  6  分区独立样本估算检验

    (a)估算临界气温,(b)估算雪日雪量偏差,(c)偏差百分率统计

    Fig. 6  Partition independent sample fitting test

    (a)fitted temperature threshold, (b)fitted snow day number and snowfall deviation, (c)deviation percentage statistics

    图  7  分区样本估算临界气温界定的雪日和雪量偏差百分率分布

    (a)东部季风区估算雪日偏差,(b)西北干燥区估算雪日偏差,(c)青藏高原区估算雪日偏差,(d)东部季风区估算雪量偏差,(e)西北干燥区估算雪量偏差,(f)青藏高原区估算雪量偏差

    Fig. 7  Distribution of the deviation percentage of snow day number and snowfall defined by the temperature threshold of partition sample estimation

    (a)estimated snow day number deviation in Eastern Monsoon Region, (b)estimated snow day number deviation in Northwest Arid Area, (c)estimated snow day number deviation in the Tibetan Plateau Region, (d)estimated snowfall deviation in Eastern Monsoon Region, (e)estimated snowfall deviation in Northwest Arid Region, (f)estimated snowfall deviation in the Qinghai-Tibet Plateau

    图  8  低于Td的雨夹雪日数(a)和降水量(b)与实际降雪日数和降雪量的比率空间分布

    (图中红粗线为100%等值线)

    Fig. 8  Spatial distribution of the ratio of sleet day number(a) and sleet-fall(b) below Td in the actual snow day number and snowfall

    (the red thick line denotes 100%)

    表  1  分区独立样本估算临界气温

    Table  1  The estimated temperature threshold of the partitioned independent sample fitting

    区域 要素项 最小值/℃ 最大值/℃ 平均值/℃ 偏差绝对值低于0.5℃气象站占比/% 偏差绝对值低于1℃气象站占比/% Td相关系数
    东部季风区 Tp1 -0.20 6.34 0.78
    Tp1-Td -1.38 4.34 0.22 61 86 -0.31
    西北干燥区 Tp2 -3.90 6.59 0.86
    Tp2-Td -2.90 2.57 -0.33 43 74 0.05
    青藏高原区 Tp3 0.19 6.43 0.75
    Tp3-Td -2.53 4.16 0.18 44 76 -0.23
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    表  2  分区独立样本估算偏差检验

    Table  2  The estimated snowfall day number and snowfall deviation of the partitioned independent sample fitting

    区域 要素项 最小值/% 最大值/% 平均值/% 偏差绝对值低于10%气象站占比/% 偏差绝对值低于20%气象站占比/% Td相关系数
    东部季风区 雪日偏差 -14 15 1 95 100 -0.34
    雪量偏差 -15 27 2 90 99 -0.28
    西北干燥区 雪日偏差 -61 22 -3 85 94 0.18
    雪量偏差 -65 46 -2 84 94 0.23
    青藏高原区 雪日偏差 -8 39 3 86 94 -0.29
    雪量偏差 -13 57 5 78 90 -0.24
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-12-20
  • 修回日期:  2018-05-11
  • 刊出日期:  2018-07-31

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