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USCRN气候基准站网布局理论在我国的应用

胡婷 周江兴 代刊

胡婷, 周江兴, 代刊. USCRN气候基准站网布局理论在我国的应用. 应用气象学报, 2012, 23(1): 40-46..
引用本文: 胡婷, 周江兴, 代刊. USCRN气候基准站网布局理论在我国的应用. 应用气象学报, 2012, 23(1): 40-46.
Hu Ting, Zhou Jiangxing, Dai Kan. Application of USCRN station density strategy to China climate reference network. J Appl Meteor Sci, 2012, 23(1): 40-46.
Citation: Hu Ting, Zhou Jiangxing, Dai Kan. Application of USCRN station density strategy to China climate reference network. J Appl Meteor Sci, 2012, 23(1): 40-46.

USCRN气候基准站网布局理论在我国的应用

资助项目: 

公益性行业 (气象) 科研专项 GYHY20090604

详细信息
    通信作者:

    胡婷, E-mail: hu.tings@163.com

Application of USCRN Station Density Strategy to China Climate Reference Network

  • 摘要: 基于美国气候基准站网 (USCRN,US Climate Reference Network) 的均匀正三角网格布局模式,以站网对我国平均降水量和气温的方差解释量分别能够达到95%和98%为标准,利用我国2416个观测站的降水量和气温数据研究了我国气候观测站网的布局设计,得到能反映我国整体气候特征的站网最少台站数。结果表明:为显著减少全国尺度上的气候不确定性,需要新建边长为3°纬距的正三角均匀网格 (103个站点) 站网,并在全国范围内开展站址考察、总结评估和运行检验工作,才能得到新的气候基准站网;在已有气候观测系统基础上改进完善而不新建系统,则改进的气候基准站网为最接近边长为2°纬距的正三角网格分布 (229个站点),其中199个预期位置或其附近已建有观测站点,没有对应实际站点的30个预期位置主要分布在青藏高原西南大部,这些地区将是未来建站的重点。
  • 图  1  我国气候站网年平均降水量 (a)、气温 (b) 与143个气候基准站的比较

    Fig. 1  Comparison of annual precipitation (a) and temperature (b) from all 2416 stations in China to those from China Climate Reference Network with 143 stations

    图  2  我国气候基准观测站网布局 (共143个站)

    Fig. 2  Layout of China Climate Reference Network with 143 stations

    图  3  我国新建站网布局

    Fig. 3  Layout of new-established China Climate Reference Network

    图  4  我国已有站网优化布局

    Fig. 4  Layout of complement China Climate Reference Network

    图  5  全国年平均、1月和7月降水量解释方差与站点数的关系

    Fig. 5  Explained variances vs number of stations for different precipitation series

    表  1  USCRN站网在减少气候不确定性方面的逐年贡献情况

    Table  1  USCRN annual reduction in climate uncertainty

    截止时间 USCRN
    站点数
    降水量
    解释方差
    气温
    解释方差
    2000年[13] 2
    2001年[13] 8
    2002年9月[13] 23 74% 74%
    2003年10月[13] 40 大约80% 大约80%
    2004年10月[14] 58 90.20% 96.7%
    2005年10月[15] 72 91.1% 96.9%
    2006年10月[16] 77 91.8% 97.0%
    2007年10月[17] 96 94.0% 97.7%
    2008年10月[18] 114 95.1% 98.3%
    2009年10月[19] 114 95.1% 98.3%
    2010年10月[20] 114 95.1% 98.3%
     注:数据来自USCRN 2003—2010年财年报告[13-20]
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    表  2  不同边长的均匀三角网格站网的降水量和气温的解释方差

    Table  2  Explained variances of precipitation and temperature in different equilateral triangular grids

    格距 站点数目 降水量解释方差/% 气温解释方差/%
    三角网格点数 有数据的三角格点数 年平均 1月 7月 年平均 1月 7月
    5.0° 41 41 72.4 72.7 73.9 98.8 99.6 94.3
    4.5° 47 46 79.6 80.3 83.8 98.9 99.4 97.8
    4.0° 59 55 77.5 87.7 82.3 98.9 99.3 98.4
    3.5° 73 70 85.3 86.3 91.1 98.5 99.4 98.6
    3.0° 103 95 95.2 86.6 94.4 99.2 99.7 99.1
    2.5° 146 134 96.1 89.4 95.6 99.5 99.9 99.3
    2.0° 229 199 96.4 95.0 96.0 99.8 99.8 99.8
    1.5° 404 326 99.7 99.4 98.8 99.9 99.9 99.9
    1.0° 921 634 99.8 99.2 99.2 99.9 99.9 99.9
    下载: 导出CSV
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    [19] NOAA-NESDIS. United States Climate Reference Network (USCRN), FY 2009 Annual Report. 2009[2010-12-28]. http://www1.ncdc.noaa.gov/pub/data/uscrn/publications/annual _reports/FY09_USCRN_Annual_Report.pdf.
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出版历程
  • 收稿日期:  2011-06-03
  • 修回日期:  2011-11-08
  • 刊出日期:  2012-02-29

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