一种热浪-干旱复合灾害评估方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种热浪

【技术实现步骤摘要】
一种热浪
‑
干旱复合灾害评估方法和系统


[0001]本专利技术属于灾害风险预测领域，更具体地，涉及一种热浪
‑
干旱复合灾害评估方法和系统。

技术介绍

[0002]工业革命以来，人类经济活动快速发展，温室气体排放量持续增长，全球气候暖化加剧，极端水文事件对环境的影响也逐渐增大。其中，复合极端事件因其频发性及高破坏性，近年来受到普遍关注。热浪
‑
干旱作为最常见的复合灾害之一，已成为制约自然生态系统和社会经济可持续发展的重要障碍因素。例如：2003年欧洲的热浪
‑
干旱复合事件使7万多人成为受害者、2010俄罗斯发生的热浪
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干旱复合灾害事件导致该年俄罗斯粮食减产500万吨、2014年加利福尼亚发生的热浪
‑
干旱复合事件造成了超过2500人死亡等。气候变化包括人为气候强迫和气候内部变率两大部分，然而当前研究大多将极端水文事件的变化完全归因于人为气候强迫，忽略了气候内部变率的影响，气候变暖下，热浪
‑
干旱复合灾害发生的变化难以预料，如何预估热浪
‑
干旱复合风险是当前研究的难点。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种热浪
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干旱复合灾害评估方法和系统，能够准确预测并评估研究区域人为气候强迫下的以及考虑气候内部变率的热浪
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干旱复合事件风险。
[0004]为实现上述目的，按照本专利技术的第一方面，提供了一种热浪
‑
干旱复合灾害评估方法，包括：
[0005]S1，以ERA5
‑
Land数据为基准，分别对研究区域的CESM
‑
LE数据和CMIP6数据进行偏差校正，得到校正后的CESM
‑
LE数据和CMIP6数据；
[0006]S2，分别将所述校正后的CESM
‑
LE数据和CMIP6数据输入至率定好的VIC模型，得到土壤水的模拟序列；
[0007]S3，根据游程理论从所述校正后的CESM
‑
LE数据和CMIP6数据中提取热浪事件，从所述土壤水的模拟序列提取骤旱事件，以获取热浪
‑
干旱复合灾害的持续时间、影响面积、热浪烈度和骤旱烈度；其中，所述热浪
‑
干旱复合灾害为在骤旱事件持续时间内发生了热浪事件；
[0008]S4，基于Copula函数构建所述持续时间、影响面积、热浪烈度和骤旱烈度的联合分布函数；根据所述联合分布函数，获取在给定重现期下，所述校正后的CMIP6数据中的M个模式数据对应的M个干旱烈度和干旱历时的最可能组合情景，以及所述校正后的CESM
‑
LE数据中的N个成员数据对应的N个干旱烈度和干旱历时的最可能组合情景，并分别将其作为所述研究区域在考虑人为气候强迫、考虑气候内部变率时的热浪
‑
干旱复合灾害风险评估结果。
[0009]按照本专利技术的第二方面，提供了一种热浪
‑
干旱复合灾害评估系统，包括：计算机可读存储介质和处理器；
[0010]所述计算机可读存储介质用于存储可执行指令；
[0011]所述处理器用于读取所述计算机可读存储介质中存储的可执行指令，执行如第一方面所述的方法。
[0012]按照本专利技术的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令用于使处理器执行时实现如第一方面所述的方法。
[0013]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
[0014]1、本专利技术提出了一种耦合全球气候模式多成员数据与水文模型的区域热浪
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干旱灾害预测方法及系统，基于全球气候模式多成员数据和气候多模式集合数据提取热浪事件，构建基于机器学习
‑
VIC模型的耦合模型链获取高精度的模拟土壤水序列，以提取骤旱事件，从而获取热浪
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干旱复合灾害的持续时间、影响面积、热浪烈度和骤旱烈度；并且，考虑到热浪
‑
干旱复合事件本身是多维事件，具有多维属性，若仅考虑时间维度或者空间维度将导致评估结果的准确度不高，基于此，本专利技术基于Copula函数构建了高维风险评估模型，用于获取具有多维风险度量的风险评估结果，从而实现对研究区域在人为气候强迫下以及考虑气候内部变率的热浪
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干旱复合事件风险的准确预测和评估。
[0015]2、本专利技术提供的方法，采用保留趋势的分位数偏差校正方法校正气象模拟序列，可以保留数据序列的方差或者均值的变化趋势，使土壤水模拟序列结果更加准确。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例提供的热浪
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干旱复合灾害评估方法的流程示意图图；
[0017]图2为CESM
‑
LE气候模式多成员数据框架图；
[0018]图3为游程理论的示意图。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0020]本专利技术实施例提供一种热浪
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干旱复合灾害评估方法，如图1所示，包括：
[0021]S1，收集研究区域的CESM
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LE气候模式多成员数据和CMIP6气候多模式集合数据，同时收集ERA5
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Land大气再分析资料，以ERA5
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Land数据为基准，分别对CESM
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LE气候模式多成员数据和CMIP6气候多模式集合数据进行偏差校正。
[0022]具体地，如图2所示，CESM
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LE(Community Earth System Model Large Ensemble)提供了100个集合成员在1920～2100年的气候模拟，每个成员基于同一个模式和相同的外部强迫，各集合成员的差别只在于大气初始状态的不同，通过CESM
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LE可以有效量化气候内部变率的影响，为研究未来气候情景提供可靠工具。
[0023]基于此，本专利技术实施例提供的方法采用CESM
‑
LE提供的全球气候模式多成员数据，以及CMIP6气候多模式数据。CESM
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LE旨在研究气候变化中内部变率的影响。其中，每个成员具有不同的初始状态，受控于同样的外部强迫，代表现实可能发生的一种情况；CMIP6气候
多模式集合数据用于计算人为气候强迫的影响。
[0024]进一步地，ERA5
‑
Land大气再分析数据集是目前时空分辨率最高的全球再分析数据之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热浪
‑
干旱复合灾害评估方法，其特征在于，包括：S1，以ERA5
‑
Land数据为基准，分别对研究区域的CESM
‑
LE数据和CMIP6数据进行偏差校正，得到校正后的CESM
‑
LE数据和CMIP6数据；S2，分别将所述校正后的CESM
‑
LE数据和CMIP6数据输入至率定好的VIC模型，得到土壤水的模拟序列；S3，根据游程理论从所述校正后的CESM
‑
LE数据和CMIP6数据中提取热浪事件，从所述土壤水的模拟序列提取骤旱事件，以获取热浪
‑
干旱复合灾害的持续时间、影响面积、热浪烈度和骤旱烈度；其中，所述热浪
‑
干旱复合灾害为在骤旱事件持续时间内发生了热浪事件；S4，基于Copula函数构建所述持续时间、影响面积、热浪烈度和骤旱烈度的联合分布函数；根据所述联合分布函数，获取在给定重现期下，所述校正后的CMIP6数据中的M个模式数据对应的M个干旱烈度和干旱历时的最可能组合情景，以及所述校正后的CESM
‑
LE数据中的N个成员数据对应的N个干旱烈度和干旱历时的最可能组合情景，并分别将其作为所述研究区域在考虑人为气候强迫、考虑气候内部变率时的热浪
‑
干旱复合灾害风险评估结果。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述持续时间、影响面积、热浪烈度和骤旱烈度的联合分布函数为：F(HD
d
,HD
a
,H
s
,D
s
)＝C[F(HD
d
),F(HD
a
),F(H
s
),F(D
s
)]；其中，F(HD
d
)、F(HD
a
)、F(H
s
)、F(D
s
)分别为热浪
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干旱复合灾害持续时间、热浪
‑
干旱复合灾害影响面积、热浪烈度和骤旱烈度的累计概率分布函数；C[F(HD
d
),F(HD
a
),F(H
s
),F(D
s
)]为Copula联合分布的概率分布函数；所述最可能组合情景的计算公式为：其中，(HD
d*
,HD
a*
,H
s*
,D
s*
)表...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾子也，顾磊，李昊川，方威，张千宜，朱思鹏，尹家波，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：