本发明专利技术提供一种考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，包括：获取特定全球水文数据，特定全球水文数据包括全球观测水文站点的径流、全球降雨、融雪以及潜在蒸散发；基于特定全球水文数据，评估降雨和径流、潜在蒸散发和径流、融雪和径流的目标变化趋势，并在变化显著性处于特定阈值时，检验所有目标变化趋势是否显著；若检验所有目标变化趋势均显著，基于Budyko假设建立考虑融雪的Budyko水热耦合方程；基于Budyko水热耦合方程扩展Budyko框架至径流变化趋势评估，建立径流变化趋势定量归因框架。以较简易的方式，综合探讨各环境因素对径流变化趋势的作用机制，实现全球不同纬度带径流变化趋势定量归因。径流变化趋势定量归因。径流变化趋势定量归因。
【技术实现步骤摘要】
考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法和装置
[0001]本专利技术涉及水文水资源
，尤其涉及一种考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法。
技术介绍
[0002]变化环境下陆地水文循环变化趋势及其机理，是水文水资源学研究的热点问题。在全球变暖背景下，水文循环系统持续变化，径流作为陆地水文循环的关键环节，水文过程也处于快速变化中。定量评估变化环境对径流长期变化趋势的影响，对理解历史径流变化规律以及未来水资源预测具有重要意义。许多学者已通过综合分析不同区域的径流时空变化趋势，评估径流变化趋势的影响因素，然而，不同地区的径流变化受当地环境因子综合影响，且区域尺度研究径流数据来源以及研究方法不同，均可能导致研究结果出现偏差。融雪是冰冻圈的主要部分，在高纬度/高海拔地区，融雪量是当地径流的主要补给来源，对区域水循环具有重要意义，结合Budyko水热耦合平衡方程与径流趋势检验方法，通过构建考虑融雪的径流变化趋势归因模型，以较简易的方式，综合探讨各环境因素对径流变化趋势的作用机制，实现全球不同纬度带径流变化趋势定量归因。
[0003]综上，如何有效便捷地考虑融雪对径流变化趋势的影响，以简易的方式建立模型，仍然是本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
[0004]本专利技术提供一种考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，用以解决现有技术中尚无有效便捷地考虑融雪对径流变化趋势的影响的方案，也没有建立简易的模型的问题。
[0005]本专利技术提供一种考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，包括：
[0006]获取特定全球水文数据，所述特定全球水文数据包括全球观测水文站点的径流数据、全球降雨数据、融雪数据以及潜在蒸散发数据；
[0007]基于所述特定全球水文数据，评估降雨和径流、潜在蒸散发和径流、融雪和径流的目标变化趋势，并在变化显著性处于特定阈值时，检验所有目标变化趋势是否显著；
[0008]若检验所有目标变化趋势均显著，则基于Budyko假设建立考虑融雪的Budyko水热耦合方程；
[0009]基于所述Budyko水热耦合方程扩展Budyko框架至径流变化趋势评估，建立径流变化趋势定量归因框架。
[0010]根据本专利技术提供的一种考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，所述获取特定全球水文数据，所述特定全球水文数据包括全球观测水文站点的径流数据、全球降雨数据、融雪数据以及潜在蒸散发数据，具体包括：
[0011]搜索并下载GSIM数据集中的全球观测水文站点的径流数据；
[0012]搜索并下载全球路面数据同化系统的降雨数据、融雪数据以及潜在蒸散发数据。
[0013]根据本专利技术提供的一种考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，基于所述特定全球水文数据，评估降雨和径流、潜在蒸散发和径流、融雪和径流的目标变化趋势，具体包括：
[0014]基于所述特定全球水文数据，使用Mann
‑
Kendall趋势检验法以及Sen
’
s斜率估计方法，评估降雨和径流、潜在蒸散发和径流、融雪和径流的目标变化趋势。
[0015]根据本专利技术提供的一种考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，所述变化显著性处于特定阈值，具体包括：
[0016]变化显著性水平α＝0.1。
[0017]根据本专利技术提供的一种考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，所述基于Budyko假设建立考虑融雪的Budyko水热耦合方程，具体包括：
[0018]通过以下公式表示考虑融雪要素的Budyko水热耦合平衡方程：
[0019][0020]其中，snowmelt为融雪量，P和PET分别表示流域内降水及潜在蒸散发；n为流域下垫面参数，R为流域水量。
[0021]根据本专利技术提供的一种考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，考虑融雪要素的Budyko水热耦合平衡方程的推导过程，具体包括：
[0022]通过如下公式确定流域水热耦合平衡方程：
[0023][0024]式中，P，ET和PET分别表示流域内降水、蒸发及潜在蒸散发；n为流域下垫面参数；
[0025]通过如下公式确定流域水量平衡方程：
[0026][0027]其中，R为流域水量；
[0028]最后将融雪量snowmelt+降雨P代替降雨P代入如上公式，得到考虑融雪要素的Budyko水热耦合平衡方程：
[0029][0030]其中，snowmelt为融雪量；
[0031]进而通过以下公式导出考虑融雪的径流变化全微分分解：
[0032][0033]其中，
[0034]根据本专利技术提供的一种考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，所述基于所
述Budyko水热耦合方程扩展Budyko框架至径流变化趋势评估，建立径流变化趋势定量归因框架，具体包括：
[0035]将每五年平均的降雨P、蒸发ET、潜在蒸散发PET和融雪量snowmelt作为输入变量，计算每五年下垫面参数n，使其符合流域水热耦合平衡方法，则径流趋势评估方程通过如下公式表示：
[0036][0037]其中，ΔR
x
代表因子x对径流变化的影响量，x表示因子集合{下垫面参数n，融雪量snowmelt，潜在蒸散发PET，降雨P}中的任一元素，ε
x
为因子x的平均值，Δx代表因子x相对于基准期的变化量；
[0038][0039]其中，Trend(x)表示各因子对径流变化趋势的影响量；
[0040][0041]式中，
[0042]Trend(R)表示所述因子集合中的所有因子对径流变化趋势的影响总量，Trend(R)表示所述因子集合中的所有因子对径流变化趋势的影响总量，及分别为降雨P，潜在蒸散发PET，融雪量snowmelt及下垫面参数n变化对径流变化趋势的影响量。
[0043]本专利技术还提供一种考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因装置，包括：
[0044]获取单元，用于获取特定全球水文数据，所述特定全球水文数据包括全球观测水文站点的径流数据、全球降雨数据、融雪数据以及潜在蒸散发数据；
[0045]检验单元，用于基于所述特定全球水文数据，评估降雨和径流、潜在蒸散发和径流、融雪和径流的目标变化趋势，并在变化显著性处于特定阈值时，检验所有目标变化趋势是否显著；
[0046]建立单元，用于若检验所有目标变化趋势均显著，则基于Budyko假设建立考虑融雪的Budyko水热耦合方程；
[0047]扩展单元，用于基于所述Budyko水热耦合方程扩展Budyko框架至径流变化趋势评估，建立径流变化趋势定量归因框架。
[0048]本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述的考虑融雪影
响的径流变化趋势定量归因方法的步骤。
[0049]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，其特征在于，包括：获取特定全球水文数据，所述特定全球水文数据包括全球观测水文站点的径流数据、全球降雨数据、融雪数据以及潜在蒸散发数据；基于所述特定全球水文数据，评估降雨和径流、潜在蒸散发和径流、融雪和径流的目标变化趋势，并在变化显著性处于特定阈值时，检验所有目标变化趋势是否显著；若检验所有目标变化趋势均显著，则基于Budyko假设建立考虑融雪的Budyko水热耦合方程；基于所述Budyko水热耦合方程扩展Budyko框架至径流变化趋势评估，建立径流变化趋势定量归因框架。2.根据权利要求1所述的考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，其特征在于，所述获取特定全球水文数据，所述特定全球水文数据包括全球观测水文站点的径流数据、全球降雨数据、融雪数据以及潜在蒸散发数据，具体包括：搜索并下载GSIM数据集中的全球观测水文站点的径流数据；搜索并下载全球路面数据同化系统的降雨数据、融雪数据以及潜在蒸散发数据。3.根据权利要求1所述的考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，其特征在于，基于所述特定全球水文数据，评估降雨和径流、潜在蒸散发和径流、融雪和径流的目标变化趋势，具体包括：基于所述特定全球水文数据，使用Mann
‑
Kendall趋势检验法以及Sen
’
s斜率估计方法，评估降雨和径流、潜在蒸散发和径流、融雪和径流的目标变化趋势。4.根据权利要求1所述的考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，其特征在于，所述变化显著性处于特定阈值，具体包括：变化显著性水平α＝0.1。5.根据权利要求1所述的考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，其特征在于，所述基于Budyko假设建立考虑融雪的Budyko水热耦合方程，具体包括：通过以下公式表示考虑融雪要素的Budyko水热耦合平衡方程：其中，snowmelt为融雪量，P和PET分别表示流域内降水及潜在蒸散发；n为流域下垫面参数，R为流域水量。6.根据权利要求5所述的考虑融雪影响的径流变化趋势定量归因方法，其特征在于，考虑融雪要素的Budyko水热耦合平衡方程的推导过程，具体包括：通过如下公式确定流域水热耦合平衡方程：式中，P，ET和PET分别表示流域内降水、蒸发及潜在蒸散发；n为流域下垫面参数；通过如下公式确定流域水量平衡方程：
其中，R为流域水量；最后将融雪量snowmelt+降...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞明哲，刘剑宇，游元媛，张嘉文，冯星昱，程楠，任明煊，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。