中国不同站网对降水变化监测的代表性评价

中国不同站网对降水监测的代表性评估任玉玉任国玉2011年8月哈尔滨资料与方法（一）资料要求：–通过初步质量控制；–1971年以前建站；–在参考时段内（1971-2000年）无缺测；–在整个分析时段（1961-2009年）缺测不多于10年的记录。基准站131个，基本站628个，一般站1311个，GCOS站32个，共2070个国家站的月降水资料。75859510511512520253035404550GCOSstation75859510511512520253035404550Referencestation75859510511512520253035404550Basicstation75859510511512520253035404550Generalstation资料与方法（二）•假设国家站网的观测序列可以代表中国区域降水气候特征和气候变化趋势，将其作为标准站网，用以对比分析其它站网的代表性。•格点面积加权计算中国区域平均序列。•使用降水距平百分率的变化来反映降水的相对变化情况（参考期为1971-2000年）。结果分析平均降水量降水变化趋势6006507007508008501961196619711976198119861991199620012006annualprecipitation（mm）yearNationalstationR&BstationReferencestationBasicstationGCOSstationnationalstationR&BstationbasicstationreferencestationGCOSstation均值（mm）687.68683.39708.87699.47728.60标准差33.4633.3335.1239.8444.83相关性-0.9880.9770.9310.8471961-2009年中国年平均降水量-40-200204060801001961196619711976198119861991199620012006annualprecipitation（mm）yearR&BstationReferencestationBasicstationGCOSstation1961-2009年中国年平均降水量差值序列R&BstationbasicstationreferencestationGCOSstation均值（mm）-4.2921.1911.7840.92标准差5.147.5814.9824.26各月1961-2009年平均降水量（mm）nationalstationR&BstationbasicstationreferencestationGCOSstationJan13.4713.3913.9514.0414.95Feb18.1617.9418.9518.2520.43Mar29.3529.3230.9729.5631.91Apr48.1347.4149.9347.9753.71May74.7374.0877.9773.8480.87Jun105.30104.65108.05108.36114.48Jul123.65121.92124.70125.47132.37Aug116.30113.97116.16118.32122.96Sep77.4677.0680.0679.1176.33Oct46.2547.7050.6047.0343.54Nov23.0723.6524.7224.4223.84Dec12.5512.6513.1813.2313.22Year687.68683.39708.87699.47728.60与国家站网相比，不同站网1961-2009年各月平均降水量的差异（mm）R&BstationbasicstationreferencestationGCOSstationJan-0.080.480.571.47Feb-0.220.790.092.27Mar-0.031.630.222.57Apr-0.721.80-0.155.58May-0.663.24-0.906.13Jun-0.652.753.069.18Jul-1.731.051.828.72Aug-2.33-0.142.036.66Sep-0.402.601.66-1.13Oct1.464.350.78-2.70Nov0.581.661.360.77Dec0.100.620.680.67Year-4.2921.1911.7840.92与国家站网相比，不同站网1961-2009年各月平均降水量的相对差异（%）R&BstationbasicstationreferencestationGCOSstationJan-0.603.464.039.86Feb-1.234.150.4811.11Mar-0.095.260.748.04Apr-1.513.61-0.3210.39May-0.884.15-1.227.58Jun-0.622.542.828.02Jul-1.420.841.456.59Aug-2.05-0.121.715.42Sep-0.513.252.09-1.48Oct3.068.601.66-6.21Nov2.456.705.553.23Dec0.754.745.115.05Year-0.632.991.685.62average1.223.882.226.82809010011012013020304050GCOSstation809010011012013020304050Basicstation809010011012013020304050Referencestation0to200200to400400to600600to800800to10001000to12001200to2000中国1961-2009年格点年降水量（mm）809010011012013020304050R&Bstation809010011012013020304050Nationalstation809010011012013020304050GCOSstation809010011012013020304050Referencestation809010011012013020304050Basicstation与国家级站网相比，各站网1961-2009年年降水量相对差异（%）809010011012013020304050R&Bstation中国年降水距平百分率变化趋势nationalstationR&BstationbasicstationreferencestationGCOSstation线性趋势（%/decade）1.461.421.131.062.05相对差异--0.42-3.33-4.015.82绝对差异（%）--2.90-22.71-27.4039.771961-2009年中国各月及年降水距平百分率变化趋势（%/年）R&BstationbasicstationreferencestationGCOSstationJan-4.30-1.33-56.63-25.66Feb-6.1135.26-100.00-19.26Mar-3.59-7.87-35.93-5.70Apr-9.65-40.58-100.00-100.00May-1.86-59.95-4.67-15.01Jun4.70-14.80-17.4117.16Jul-15.68-15.00-50.5150.70Aug-43.81211.7853.6885.09Sep-25.12-100.00-100.00-100.00Oct13.1620.84100.00100.00Nov-74.204.10100.009.97Dec1.323.72-36.60-33.11Year-2.99-29.39-37.7428.451961-2009年各站网与高密度国家站中国各月及年降水距平百分率变化趋势的相对差异（%）1961-2009年降水变化趋势的空间分布(%/年)809010011012013020304050Referencestation809010011012013020304050Basicstation-0.4to-0.2-0.2to00to0.20.2to0.40.4to0.80.8to1.5809010011012013020304050R&Bstation809010011012013020304050Nationalstation809010011012013020304050GCOSstation809010011012013020304050GCOSstation809010011012013020304050Referencestation809010011012013020304050Basicstation809010011012013020304050R&Bstation1961-2009年格点降水变化观测相对误差（%）小结（一）•不同站网对我国年平均降水量的观测精度有一定的差异，但相对误差均没有超过10%。•我国各级台站观测到的年降水量的空间分布非常一致。在西北地区西部和中部、内蒙古中部地区的代表性相对较低，在江南地区的代表性较高，除GCOS站网外，对东北地区的观测相对误差也均没有超过10%。小结（二）•各级气象观测台站网络均能监测出中国年降水量上升的趋势。相对来说代表性最好的是基准基本站，基准站网和基本站网相差不大，GCOS站网最差。但对各月变化监测的综合分析发现，GCOS站网的代表性强过基准站网，代表性由高到低的顺序为国家级站网、基本站网、GCOS站网和基准站网。•各级台站对降水变化方向观测结果的空间分布大概一致，均能描述出我国降水西北东南增加、华北和中部地区减少的大趋势。但是具体的变化速度有较大的差异。总的来说，基准基本站和基准站网代表性相对较好，但在东北中东部地区、长江中游北侧局部地区的代表性仍然不理想。GCOS站网和基准站网对降水监测的代表性不理想。R&BstationbasicstationreferencestationGCOSstationJan-0.046-0.015-0.408-0.230Feb-0.0230.220-0.401-0.065Mar-0.027-0.056-0.203-0.041Apr-0.027-0.090-0.197-0.217May-0.009-0.187-0.022-0.065Jun0.011-0.029-0.0330.046Jul-0.022-0.022-0.0550.170Aug-0.011-0.0700.0430.210Sep-0.031-0.087-0.146-0.146Oct0.0240.041-0.156-0.428Nov-0.1560.016-0.3920.041Dec0.0110.033-0.229-0.213Year-0.004-0.033-0.0400.058average0.0310.0690.1790.1481961-2009年各站网与高密度国家站中国各月及年降水距平百分率变化趋势的绝对差异（%/年）