城市地区场次降雨时空展布方法研究

作     者：刘业森 刘媛媛 刘舒 杜庆顺 LIU Yesen;LIU Yuanyuan;LIU Shu;DU Qingshun

作者机构：中国水利水电科学研究院北京100038 水利部防洪抗旱减灾工程技术研究中心北京100038 水利部数字孪生流域重点实验室北京100038 淮河水利委员会沂沭泗水利管理局水文局(信息中心)徐州221018 

出 版 物：《中国防汛抗旱》 (China Flood & Drought Management)

年 卷 期：2024年第34卷第6期

页      面：18-25页

学科分类：07[理学] 070601[理学-气象学] 0706[理学-大气科学] 

基　　金：国家自然科学基金重大项目(52394235) 

主　　题：降雨过程 场次划分 时空模式 机器学习 时空展布 城市洪涝 北京市 

摘      要：受气候变化和城市规模不断扩张等因素影响,城市地区降雨过程的时空动态性愈发明显,通常采用的点、面雨量等表达方式难以体现这种时空动态性。随着降雨观测技术的进步,大多城市积累了长序列降雨观测数据,其中蕴含了丰富的降雨时空过程信息,为预报降雨或设计降雨的时空展布提供了可能。设计了一套降雨时空展布方法,包括数据收集、标准化处理、降雨场次划分、时空模式提取、标准网格插值、时空展布等环节,并提出每个环节的处理步骤和关键问题。以北京市为例,对该技术方法进行了验证,选择了12 h、24 h、72 h 3个历时的场次降雨,提取的时空模式和展布结果表达出了场次降雨的时空动态性,并与历史的降雨过程表现出很好的匹配性。表明该方法可用于城市地区降雨典型模式提取,以及降雨过程的时空展布。该方法利用历史降雨数据提取降雨展布模板,输入场次降雨(或预报降雨)的总雨量,得到该场次降雨的时空分布过程,展布结果可为洪水预报提供更为准确的降雨输入条件。