[发明专利]一种基于重力卫星的月尺度水资源干旱评估方法

说明书

本发明公开了一种基于重力卫星的月尺度水资源干旱评估方法，首先获取重力卫星反演的重力卫星数据和水文气象数据，其中，重力卫星数据是单位为等效水高的陆地水储量数据，水文数据为预设区域的径流数据，气象数据包括降水量、最高气温、最低气温、平均气温、平均相对湿度、平均风速及日照时数；之后将重力卫星反演的陆地水储量数据与Budyko框架耦合，通过模型率定，得到参与月尺度水循环的陆地水储量、最大陆地水储量；其次，计算区域水资源水供应及需求量；最后依据每月的水资源供应量及需求量，建立反应月尺度的水资源干旱评估指标。本发明能够有效评估区域月尺度的水资源干旱程度，为水资源管理提供理论依据和技术支持。

技术领域

本发明涉及数据处理领域，特别涉及一种基于重力卫星的月尺度水资源干旱评估方法。

背景技术

区域水资源支撑着该地区生态系统的正常功能，并对人类社会经济发展起着重要作用。随着气候变化的加剧，增加了区域水资源的不确定性，准确评估区域水资源干旱状况对水资源管理极其重要。目前评估区域水资源干旱状况的方法主要包括：以降水变化作为分析要素的标准降雨指数(SPI)，直接以径流变化作为分析要素的径流干旱指数，或以潜在蒸散发和降水之比的干旱指数等。其中同时考虑了潜在蒸散发与降水两个水循环过程的干旱指数具有一定的物理机制，因此应用较为广泛。然而由于没有考虑陆地水储量在水循环中的作用，干旱指数对年内水资源干旱状况的评估能力较弱。为了评估月尺度的水资源干旱状况，需要将陆地水储量考虑到干旱指数中。

区域水资源的干旱状况主要取决于各系统的水供应量与水需求量关系，其中水供应量包括来自大气系统的降水和来自陆地系统的陆地水储量，相似的，水需求量也包括来自大气系统的潜在蒸散发和来自陆地系统的最大陆地水储量。因此，评估陆地水储量状况是建立月尺度水资源干旱评估指标的关键。区域陆地水储量难于实地直接观测，卫星观测能够提供有效的手段，如2002年启动的地球恢复和重力反演卫星(Gravity Recovery andClimate Experiment,GRACE，简称重力卫星)能够反演每月的区域陆地水储量状况。然而，重力卫星反演的陆地水储量状况不等于参与水循环的陆地水储量，所以其并不能直接作为评估指标的一部分。因此需要借助重力卫星反演的陆地水储量数据量化参与水循环的陆地水储量，并进一步将其考虑到区域水资源干旱评估指标中。

现有的干旱指数主要应用于每年或多年的水资源干旱评估，无法评估月尺度的水资源干旱状况。其无法应用在月尺度的原因是它没有考虑到陆地水储量对水资源的贡献，因此，本发明结合重力卫星反演的陆地水储量状况，欲建立一种适用于月尺度水资源干旱评估的方法。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种基于重力卫星的月尺度水资源干旱评估方法，能够有效评估区域月尺度的水资源干旱程度，为水资源管理提供理论依据和技术支持。

为此，本发明提供一种基于重力卫星的月尺度水资源干旱评估方法，包括如下步骤：

步骤1：获取待评估区域的重力卫星反演的陆地水储量数据TWSA；蒸散发、降水以及潜在蒸散发；

步骤2：将重力卫星反演的陆地水储量数据耦合到Budyko框架中，

TWS_t＝TWSA_t+A

E_t＝P_t-R_t-ΔTWS_t

ΔTWS_t＝TWSA_t-TWSA_t-1