×

使用量规和雷达数据对降雨强度进行时空中尺度模拟。 (英语) Zbl 1168.62103号

小结:为了获得准确的降水量预测,并验证降水量预测模型的性能,需要将空间和时间分辨率极高的网格化估计降雨强度值作为天气预测模型的主要输入。这些网格化降雨场也是预测山洪暴发的水文模型的主要驱动力,对于暴雨相关的灾害预测至关重要。降雨量信息可以从雨量计中获得,雨量计可以相对准确地估计点参考位置的实际降雨量,但它们不能很好地描述降雨场的时空结构。多普勒雷达数据提供了更好的时空覆盖,但多普勒雷达测量的是有效的雷达反射率(Ze),而不是降雨量(R)。因此,由于雷达数据的测量原理以及从(Ze)到(R)的转换,雷达数据的降雨量估计值存在各种不确定性。
我们引入了一个框架,将雷达反射率和量规数据结合起来,根据潜在的不可观测时空过程和真实降雨值写入不同的降雨信息源。我们使用空间logistic回归来根据潜在的真实降雨过程对两种数据源的降雨概率进行建模。我们描述了量规和雷达数据中偏差和误差的不同来源,并以观测数据为条件,利用其后验预测分布估计真实降雨强度。
我们的模型考虑到降雨过程时空依赖结构的非平稳性和不对称性,并允许降雨过程的时间演变依赖于雨场的运动,空间相关性依赖于地理特征。我们应用我们的方法在韩国上空的一个子域中估计每10分钟的降雨强度,该子域的空间分辨率为1km×1km。

MSC公司:

第62页第12页 统计在环境和相关主题中的应用
62立方米 空间过程推断
62M10个 统计学中的时间序列、自相关、回归等(GARCH)
86A32型 地理统计学
86A10美元 气象学和大气物理学

软件:

R(右)
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Bellon,A.、Lee,G.W.、Kilambi,A.和Zawadzki,I.(2006年)。用规范中尺度网实时比较VPR修正的日降雨量估计值。J.应用。气象气候学46 726-741。
[2] Chumchean,S.、Seed,A.和Sharma,A.(2004)。雷达反射率定标的应用,用于校正气候雷达降雨量估算中的距离相关偏差。J.大气海洋技术21 1545-1556。
[3] Craven,P.和Wahba,G.(1979年)。用样条函数平滑噪声数据:通过广义交叉验证方法估计正确的平滑程度。数字。数学。31 377-403. ·Zbl 0377.65007号 ·doi:10.1007/BF01404567
[4] Fuentes,M.(2002)。非平稳空间过程的周期图和其他谱方法。生物特征89 197-210·Zbl 0997.62073号 ·doi:10.1093/biomet/89.1.197
[5] Gelfand,A.E.、Banerjee,S.和Gamerman,D.(2005)。单变量和多变量动态空间数据的空间过程建模。环境计量16 465-479·doi:10.1002/env.715
[6] Germann,U.、Galli,G.、Boscacci,M.和Bolliger,M.(2006年)。山区雷达降水测量。季刊J.Roy。气象学会132 1669-1692。
[7] Germann,U.和Zawadzki,I.(2002年)。大陆雷达图像降水可预测性的尺度依赖性。第一部分:方法描述。每月天气回顾130 2859-2873。
[8] Gneiting,T.(2002)。时空数据的不可分离平稳协方差函数。J.Amer。统计师。协会97 590-600·兹比尔1073.62593 ·doi:10.1198/016214502760047113
[9] Green,J.R.(1964年)。降雨发生模型。J.罗伊。统计师。Soc.序列号。乙26 345-353·Zbl 0134.14201号
[10] Higdon,D.、Swall,J.和Kern,J.(1999)。非静态空间建模。贝叶斯统计学6(J.M.Bernardo等人,编辑)761-768。牛津大学出版社·Zbl 1005.00041号
[11] Hughes,J.P.和Guttorp,P.(1994年)。将空间相关性和大气数据纳入降水模型。美国气象学会33 1503-1515。
[12] Jordan,P.W.、Seed,A.W.和Austin,G.L.(2000)。雷达估计降雨量的采样误差。《地球物理研究杂志》105 2247-2257。
[13] Joss,J.和Waldvogel,A.(1990年)。降水测量和水文。气象雷达。美国气象学会(D.Atlas,ed.)577-606。
[14] Lee,G.W.和Zawadzki,I.(2005)。水滴大小分布的可变性:可变性的时间尺度依赖性及其对降雨量估算的影响。J.应用。气象学44 241-255。
[15] Lee,G.W.、Seed,A.W.和Zawadzki,I.(2007)。模拟液滴大小分布在空间和时间上的可变性。J.应用。气象学和气候学46 742-756。
[16] Lu,N.和Zimmerman,D.L.(2005)。使用周期图测试空间相关性中的方向对称性。J.统计。计划。推断129 369-385·Zbl 1058.62078号 ·doi:10.1016/j.jspi.2004.06.058
[17] Nychka,D.、Wikle,C.K.和Royle,J.A.(2002年)。非平稳空间协方差函数的多分辨率模型。统计模型1。2 315-331. ·Zbl 1195.62146号 ·doi:10.1191/1471082x02st037oa
[18] Park,M.S.和Fuentes,M.(2008)。测试时空过程中的不对称性。J.统计。计划。推理·Zbl 1140.62072号 ·doi:10.1016/j.jspi.2007.10.021
[19] R开发核心团队(2006)。R: 一种用于统计计算的语言和环境。可在http://www.R-project.org。
[20] Sanso,B.和Guenni,L.(2000)。降雨的非平稳多站点模型。J.Amer。统计师。协会95 1089-1100·Zbl 1018.62103号 ·doi:10.2307/2669745
[21] Sampson,P.D.和Guttorp,P.(1992年)。非平稳空间协方差结构的非参数估计。J.Amer。统计师。协会87 108-119。
[22] Scaccia,L.和Martin,R.J.(2005)。测试晶格过程中可分性的轴对称性。J.统计。计划。推论131 19-39·Zbl 1075.62086号 ·doi:10.1016/j.jspi.2004.01.003
[23] Spiegelhalter,D.J.、Best,N.G.、Carlin,B.P.和van der Linde,A.(2002)。模型复杂度和拟合度的贝叶斯度量(与讨论)。J.罗伊。统计师。Soc.序列号。乙64 583-639·Zbl 1067.62010年 ·数字对象标识代码:10.1111/1467-9868.00353
[24] Stein,M.L.(2005年)。时空协方差函数。J.Amer。统计师。协会100 310-321·Zbl 1117.62431号 ·doi:10.1198/016214500000854
[25] Wang,J.、Fisher,B.L.和Wolf,D.B.(2008)。根据倾卸式雨量计测量值估算降雨量。J.大气和海洋技术。
[26] Zawadzki,I.(1984)。影响雷达雨量测量精度的因素。在苏黎世举行的第22届雷达气象学会议上。美国气象学会251-256。
[27] Zhang,和Switzer,P.(2007)。适应历史雨量计数据的随机时空区域降雨模型。水资源研究43 W03441。DOI:10.1029/2005WR004654。
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。它的项目与zbMATH标识符启发式匹配,并且可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。