统计降尺度方法及水文应用

全球气候模式的输出与流域水文模型相结合是评估气候变化水文响应的常用方法，然而由于全球气候模式输出的气象变量空间分辨率低、偏差大，在输入水文模型之前一般需要进行降尺度或偏差校正。本书以统计降尺度方法为研究对象，在综合评估现有多种方法的表现并分析其不确定性的基础上，重点针对基于模型输出统计的偏差校正方法，分析全球气候模式输出变量偏差的非一致性对偏差校正的影响，提出考虑降水时序的随机偏差校正方法、考虑变量间相关性的多变量偏差校正方法和考虑空间相关性的多站点偏差校正方法，并对比验证其在水文过程模拟中的表现。

序
前言
第1章 绪论 1
1.1 统计降尺度方法的研究进展 2
1.1.1 PP方法 3
1.1.2 MOS方法 5
1.1.3 SWG方法 6
1.1.4 统计降足度方法在气候与水文模拟中的对比研究 8
1.2 统计降尺度方法研究的挑战 10
1.2.1 统计降尺度方法的表现与不确定性 10
1.2.2 气候模式输出变量偏差的非一致性 11
1.2.3 多变量时空相关性 12
1.3 本书的主要内容 15
参考文献 16
第2章 多类型统计降尺度方法的评估与对比 23
2.1 研究区域与数据资料 23
2.1.1 研究区域 23
2.1.2 数据资料 25
2.2 多类型方法在气象变量统计降尺度中的评估与对比 27
2.2.1 研究方法 27
2.2.2 多类型方法在降水降欠度中的对比分析结果 34
2.2.3 多类型方法在气温降凡度中的对比分析结果 39
2.3 统计降尺度方法在径流模拟中的评估与对比 42
2.3.1 研究方法 42
2.3.2 统计降凡度方法在径流模拟中的对比分析结果 46
2.4 本章小结 48
参考文献 49
第3章 统计降尺度方法的不确定性 52
3.1 研究区域与数据资料 52
3.1.1 研究区域 52
3.1.2 数据资料 53
3.2 统计降尺度方法在未来降水和气温预估中的不确定性 53
3.2.1 研究方法 53
3.2.2 基于等权重的统计降足度方法的不确定性评括结果 55
3.2.3 基于非等权重的统计降足度方法的不确定性评估结果 61
3.3 统计降尺度方法在未来径流预估中的不确定性 63
3.3.1 研究方法 63
3.3.2 基于等权重的统计降足度方法的不确定性结果 64
3.3.3 基于非等权重的统计降足度方法的不确定性结果 68
3.4 本章小结 72
参考文献 73
第4章 气候模式输出变量偏差的非一致性对偏差校正的影响 75
4.1 研究区域与数据资料 75
4.1.1 研究区域 75
4.1.2 数据资料 77
4.2 气候模式输出变量偏差非一致性的检验 80
4.2.1 研究方法 80
4.2.2 基于历史观测数据的偏差非一致性检验结果 83
4.2.3 基于气候模式数据的偏差非一致性检验结果 90
4.3 气候模式输出变量偏差非一致性的成因及影响 97
4.3.1 研究方法 97
4.3.2 气候内部变率对偏差非一致性的影响 101
4.3.3 气候模式敏感性对偏差非一致性的影响 106
4.4 气候模式输出变量偏差非一致性对径流模拟的影响 114
4.4.1 研究方法 114
4.4.2 气候内部变率对径流模拟的影响 116
4.4.3 气候模式敏感性对径流模拟的影响 119
4.5 本章小结 122
参考文献 123
第5章 考虑降水时序的随机偏差校正方法 126
5.1 研究区域与数据资料 126
5.1.1 研究区域 126
5.1.2 数据资料 127
5.2 考虑降水时序的偏差校正方法介绍 127
5.2.1 基于马尔可夫链的降水发生状态模拟 128
5.2.2 基于马尔可夫链的单站点偏差校正方法 128
5.2.3 考虑降水时序的多站点偏差校正方法 129
5.3 考虑降水时序的偏差校正方法在降水偏差校正中的评估 130
5.3.1 研究方法 130
5.3.2 月降水均值与降水的条件转移概率的相关性验证 131
5.3.3 考虑降水时序的偏差校正方法的验证 133
5.4 考虑降水时序的偏差校正方法在径流模拟中的评估 138
5.4.1 研究方法 138
5.4.2 气象变量多站点相关性模拟效果 142
5.4.3 考虑降水时序的偏差校正方法在径流模拟中的评仿结果 144
5.5 本章小结 146
参考文献 147
第6章 考虑变量间相关性的多变量偏差校正方法 149
6.1 研究区域与数据资料 149
6.1.1 研究区域 150
6.1.2 数据资料 151
6.2 基于置乱算法的多变量偏差校正方法介绍 152
6.2.1 单变量分位数匹配方法 152
6.2.2 自由分布置乱算法 152
6.2.3 两阶段偏差校正方法的步# 152
6.3 多变量偏差校正方法在气象变量偏差校正中的对比评估 154
6.3.1 研究方法 154
6.3.2 多变量偏差校正方法的校正效果分析结果 157
6.3.3 历史和未来时段气温与降水间相关性的一致性分析 169
6.4 多变量偏差校正方法在水文模拟中的对比评估 171
6.4.1 研究方法 171
6.4.2 水文状态变量模拟结果分析 174
6.4.3 径流变量模拟结果分析 178
6.5 本章小结 185
参考文献 186
第7章 考虑空间相关性的多站点偏差校正方法 189
7.1 研究区域与数据资料 189
7.1.1 研究区域 189
7.1.2 数据资料 190
7.2 多站点偏差校正方法在气象变量偏差校正中的对比评估 190
7.2.1 研究方法 190
7.2.2 多站点偏差校正方法在气象变量偏差校正中的对比评估结果 194
7.3 多站点偏差校正方法在径流模拟中的对比评估 201
7.3.1 研究方法 201
7.3.2 多站点偏差校正方法在径流模拟中的对比评估结果 202
7.4 本章小结 206
参考文献 207
附录 本书中使用的GCMs清单 208