[发明专利]一种预测中国地区未来干旱状况变化的方法

说明书

本发明提供了一种预测中国地区未来干旱状况的方法，包括如下步骤：步骤1，大尺度气候变量与历史时期干旱状况的相关性分析；步骤2，大尺度气候变量筛选；步骤3，结合步骤2将筛选得到的大尺度气候变量因子数据进行处理并在R语言中建立未来干旱状况的逐步聚类预测模型；步骤4，预测分析未来中国地区的干旱状况。

技术领域

本发明涉及气候变化研究领域，尤其是涉及一种预测中国地区未来干旱状况的方法。

背景技术

气候变化是最近的关键问题之一。政府间气候变化专门委员会(IPCC)指出，气候变暖是不争的事实。例如，全球气温(即Tmean)未来将增加约0.3-4.8℃；未来的降水特征，如强度、频率和持续时间将进一步改变。降水量和气温的变化直接影响着旱情。它深刻影响着生态环境和人类活动，主要表现在农业、林业、渔业、水资源、人类健康等方面。作为常见的自然灾害之一，干旱的发生需要付出高昂的代价，每年都会造成巨大的经济损失。

在实际中，随着环境的变化，气候变化对干旱状况演变的影响越来越严重，受气候变化影响的干旱研究通常只针对某一特定历史时期，利用历史时期温度和降水气象数据计算干旱指标进而得到历史时期的干旱状况，较少的关注未来时期干旱状况的变化。因此，迫切需要加快我们对气候变化可能在区域或特定地区范围内以及长时间序列内产生的影响的认识。中国地区关于干旱的研究同样如此，较少涉及未来时期，主要集中于历史时期或某一特定干旱事件的分析，也没有针对干旱产生的深层次机理展开分析。因此，必须有一种可靠的科学的实用的方法来预测中国地区未来时期的干旱状况变化。

综上所述，如何准确预测未来时期的干旱状况，从而为应对未来时期干旱状况变化及评估未来时期干旱灾害带来的影响提供科学合理的建议，已经成为亟需解决的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种预测中国地区未来干旱状况的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，大尺度气候变量与历史时期干旱状况的相关性分析；

步骤2，大尺度气候变量筛选；

步骤3，结合步骤2将筛选得到的大尺度气候变量因子数据进行处理并在R语言中建立未来干旱状况的逐步聚类预测模型；

步骤4，预测分析未来中国地区的干旱状况。

优选的，步骤1中，利用最新的全球气候模型GCM数据CMIP6，初选多个大尺度气候变量因子，并利用气象站点实测温度和降水数据计算表征气象干旱的标准化降水蒸散指数SPEI，其中，大尺度气候变量因子和SPEI的计算均选择同一历史时期，即1981-2010年，将SPEI与大尺度气候因子分别进行相关性分析，得到其对应的相关系数。

优选的，步骤1中，初选的多个大尺度气候变量因子包括500hpa、700hpa、850hpa下的位势高度、相对湿度、绝对湿度、温度、经向风速、纬向风速及近地表处的大尺度降水、温度、10米经向风速、10米纬向风速、海平面汽压，共23种。

优选的，步骤2中，结合步骤1中得到的相关系数，按照从大到小的原则对其进行排序，选择相关系数大小排名前10的大尺度气候变量因子，去除自相关性较高的变量，剩余变量即为最终选择得到的用于后续建立预测模型的大尺度气候因子。

优选的，步骤3中，将1981-2010年的SPEI数值以及步骤2中最终筛选得到的大尺度气候变量因子分为两个时间段：1981-2000年和2001-2010年，其中，

1981-2000年用来建立逐步聚类预测模型：本时间段最终筛选得到的大尺度气候变量因子作为自变量x，本时间段的标准化降水蒸散指数SPEI作为因变量y,两者通过逐步聚类建立统计关系；