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中国气象干旱时空特征与混合模型预测

文献类型: 中文期刊

作者: 刘洋洋;毛克彪;郭中华;袁紫晋

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关键词: 干旱预测;标准化降水蒸散发指数;离散小波变换;长短期记忆神经网络

期刊名称:干旱区地理

ISSN: 1000-6060

年卷期: 2025 年

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收录情况: 北大核心(2023版) ; ; CSCD(2025-2026年度) ; ; 科技核心(2024版)

摘要: 为提升干旱预测精度,基于1980—2023年中国地面气象观测数据,选取标准化降水蒸散发指数(SPEI)作为干旱指标,通过相关性分析筛选预测因子,采用Theil-Sen median趋势分析等方法,构建小波变换与长短期记忆神经网络结合的混合模型(WT-LSTM),设计单因子和多因子2种预测方案,分析中国气象干旱的时空演变特征。结果表明:(1)各因子的空间趋势分布不均匀,降水和潜在蒸散发整体为增加趋势,降水从东南向西北呈“增-减-增-减”的特征,潜在蒸散发在空间上从西北向东南递增,中国88.87%的区域年SPEI趋势系数小于0,干旱化趋势普遍。(2)中国年均干旱持续时间大部分在1—2月左右,干旱严重程度显著增加的区域主要在西北、华北、东北的北部,干旱特征趋势呈现出北部高、南部低的空间分布格局。(3)各季节干旱持续时间长的地区对应的干旱强度并不高,其中夏季干旱频率的高值区分布较为广泛,冬季的干旱频率最低。(4)相比LSTM,混合模型WT-LSTM的性能更优,而对于单因子,多因子增强了模型对复杂干旱模式的表征能力,显著提高了模型的预测效果。(5)混合模型下的单因子预测更适合气候干旱模式较稳定的区域,而多因子在新疆维吾尔自治区、青藏高原等气候复杂区对干旱趋势的捕捉能力更强。

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[2]基于可公度性理论的干旱预测方法研究. 李松旌,樊向阳,景若瑶,胡超,王和洲,黄仲冬. 2020

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