[发明专利]基于耦合模型集成模拟的洪水对社会经济影响的评估方法

说明书

本发明公开了一种评估洪水的社会经济影响的方法。本发明以陆面水文模型为基础，在全球气候模式预估的未来不同温升情景下模拟的气候条件基础上，通过开展不同产汇流机制和蒸发机制下洪水过程模拟的数值实验，建立全球气候模式‑陆面水文模型耦合模型，模拟全球的洪水过程。本发明方法提高了全球洪水过程模拟的时空分辨率，为全球洪水风险精细化评价和管理提供了可能，而且方法在考虑洪水模拟过程中的不同产汇流机制和蒸发机制的同时，充分考虑了不同社会经济发展路径下不同地区社会经济发展状况，据此评估的洪水风险在不同区域不同时间段对社会经济的影响也更加科学、合理。

技术领域

本发明涉及大气科学技术领域，尤其涉及基于耦合模型集成模拟的洪水对社会经济影响的评估方法。

背景技术

洪涝灾害具有显著的影响范围广、突发性强、历史久远、发生频繁、危害性大和季节性强的特点。随着洪涝灾害综合防御能力的显著提高，我国洪涝灾害死亡人口呈显著下降的趋势。但随着人口的增多和社会经济的发展，单位面积经济承载量和基础设施、物质财富等的暴露度在持续增加，导致暴雨洪涝灾害的经济损失居高不下。

洪涝灾害风险评估是当前的热点研究问题，尤其是在全球变暖背景下，未来洪涝风险将如何变化更是关注的焦点。全球变暖引起水文循环加剧，而洪水影响因素众多，响应规律区域差异明显，洪水对于变暖的响应结果并非高度可信。在多过程多模式的耦合方面，全球尺度洪水过程模拟影响因素繁多，物理过程多样，洪水风险评估涉及到气候模拟、水文模拟、社会经济模拟等多个方面，尚需发展跨学科多过程多模型耦合的洪水模拟与评估框架。

数值模式的发展为研究未来气候变化及其引起的极端气候事件提供了手段。尤其是随着计算机的发展，全球气候模式的分辨率也有了较大的提高，用于IPCC第五次评估报告(AR5)的全球20多个气候模式组、50多套参与第五次气候模式比较计划(CMIP5)气候模式结果为研究未来极端气候事件变化及其引起的灾害风险提供了基础。以往使用的方法中，研究气候变化背景下的洪水风险主要基于全球气候模式或者单个陆面水文模型。全球气候模式输出结果分辨率低，而且没有考虑汇流机制。单个陆面水文模型无法有效评估不同的产汇流机制和模拟结果的不确定性。此外，以往的研究在洪水风险评估中主要关注洪水本身的变化，忽视了社会经济的发展的影响。因此，耦合全球气候模式、陆面水文模型以及社会经济发展路径模式，对洪水风险进行全面综合评估，提高洪水风险评估的准确性和可靠性，以期完成科学技术的向社会经济方向的成果转化。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种基于耦合气候模式、陆面水文模型以及社会经济模式评估未来社会经济发展状况的方法。

本发明的基于耦合模型集成模拟的洪水对社会经济影响的评估方法，包括以下步骤：

步骤S1：数据采集；采集实测全球气象数据、水文数据、土地利用数据和地形地貌数据；

步骤S2：未来不同温升情景设计；根据《IPCC温升1.5度特别报告》，分别挑选出温升1℃、1.5℃和2℃的时期；利用CMIP5全球气候模式对未来气候变化的模拟结果，得到不同温室气体排放的浓度路径下(RCPs)模拟全球气象数据；以此为基准，生成不同升温时期按照不同温室气体排放浓度下的全球气候模式；

步骤S3：陆面水文模型建立；考虑不同的产汇流机制和蒸发机制下洪水过程，将步骤S2生成的所述全球气候模式进行耦合，得到全球气候模式-陆面水文模型耦合模型，根据实测全球气象数据和水文数据对全球气候模式-陆面水文模型耦合模型进行模型参数率定和模型验证；

步骤S4：陆面水文模型初始场设置；将步骤S2中得到的模拟的全球气象数据，进行降尺度分析，以及双线性插值，处理为与陆面水文模型空间尺度一致的全球气象数据；