[发明专利]气候变化情景下干旱社会经济暴露度评估方法和系统

说明书

本发明公开了一种气候变化情景下干旱社会经济暴露度评估方法和系统，属于水利工程领域。首先提取多个全球气候模式输出数据；然后，采用偏差校正方法获得气候变化情景下的多模式气象系列；再基于彭曼公式计算各栅格的蒸散发系列，推求标准化降水蒸散指数，并通过游程理论提取对应的干旱特征值；基于Copula函数构建各栅格不同时期干旱历时和烈度的联合分布函数，并基于最可能组合法推求给定重现期对应的历时和烈度；最后考虑共享社会经济路径的动态人口和GDP情景，评估气候变化影响下干旱风险增加的社会经济暴露度。该方法对未来二维干旱灾害预测和损失评估具有重要的科学意义，可为科学评估多维气候灾害的社会经济暴露度提供了重要参考依据。

技术领域

本发明属于水利工程技术领域，更具体地，涉及一种气候变化情景下的干旱社会经济暴露度评估方法和系统。

背景技术

全球气候变化改变了陆地-大气系统的能量收支与水循环过程，干旱等极端水文灾害频发，给社会经济系统和生态环境的可持续发展带来巨大挑战。我国是受干旱灾害影响最严重的地区之一，气候增温速率远高于全球平均水平，到本世纪末气温或将上升4℃，严重威胁我国的粮食安全、农业安全和生态环境安全。深入理解气候变化情景下干旱灾害的社会经济影响，对未来旱情风险预测、防灾减灾和适应管理具有重要意义。

近年来国内外学者基于全球气候模式研究了未来干旱灾害的演变规律，部分研究定量评估了未来干旱事件对社会经济系统的影响。但是，受限于未来的社会经济发展情景难以预估，现有文献一般假定未来的人口和GDP数据与历史期的某一水平年不变，忽略了未来社会经济动态发展特征，不符合社会运行的客观规律，制约了干旱灾害社会经济影响评估的合理性和科学性。同时，现有文献一般基于单变量频率分析方法评估干旱事件的社会经济影响，而干旱事件通常由历时、烈度和强度等多种属性表征，现有方法难以准确描述干旱事件的物理属性，不利于评估未来气候变暖条件下干旱事件对社会系统的影响。

发明内容

针对相关技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种气候变化情景下的干旱社会经济暴露度评估方法和系统，旨在解决现有评估方法不符合社会运行的客观规律以及难以准确描述干旱事件的物理属性的问题。

为实现上述目的，本发明一方面提供了一种气候变化情景下的干旱社会经济暴露度评估方法，包括

S1.采集研究区域的M个全球气候模式输出数据，其中M＞1；

S2.基于所述全球气候模式输出数据，利用分位数偏差校正方法获得M组气候变化情景下的气象模拟系列；

S3.基于所述气候变化情景下的气象模拟系列，利用彭曼公式计算各栅格的蒸散发系列，推求干旱指标长序列，并通过游程理论提取对应的干旱历时与干旱烈度特征值；

S4.基于Copula函数构建各栅格不同时期干旱历时和烈度的联合分布函数，并基于最可能组合法获取重现期对应的干旱历时和烈度；

S5.确定给定重现期下干旱历时和干旱烈度的最可能组合情景，识别干旱潜在风险增加区域，进而评估气候变化影响下干旱风险增加的社会经济暴露度。

进一步地，所述步骤S4中干旱历时和烈度的联合分布函数为

F(d，s)＝C(F_D(d)，P_S(s))

其中，F_D(d)、F_S(s)分别代表干旱历时和干旱烈度的累积概率分布函数；C为Copula函数。

进一步地，采用极大似然法估计参数，并基于AIC准则从Clayton、Gumbel和Frank中选取最合适的Copula函数。

进一步地，所述步骤S5包括：

S501、识别干旱潜在风险增加区域；