一种天山北坡中低海拔地区的年平均降雨量推算方法与流程

1.本发明涉及降雨量推算技术领域，具体为一种天山北坡中低海拔地区的年平均降雨量推算方法。


背景技术：

2.降水作为大气最活跃的要素，在各种时空尺度的大气过程中扮演重要的角色，其量作为最重要的气象要素，决定一个地区(流域)的水分和热量状况，是气候分析、水资源评价、水分循环、水量平衡、水文模型等计算和研究中必不可少的输入参数。获取精确的降雨空间分布特征的一种方法就是建立密度极高的雨量站网。虽然我国已建立了相当多的遥测雨量站和气象站，但这只是有限的观测点，其资料密度远不能满足流域水文模型的需求。地处干旱半干旱地区的天山作为世界七大山系之一，位于欧亚大陆腹地，是世界上最大的独立纬向山系，也是世界上距离海洋最远和全球干旱地区最大的山系。它横亘在新疆中部并贯穿全境，是影响新疆乃至我国中、西部地区天气气候和生态环境的重要天然屏障。天山河流大多数是山区性河流，气象站点较稀疏,这种问题更为突出。
3.海拔是影响降水的重要因子，在中低海拔地区，降水与海拔高度有很强的线性关系；因此需要一种能够对天山北坡中低海拔地区年平均降雨量进行推算的方法。


技术实现要素：

4.针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种天山北坡中低海拔地区的年平均降雨量推算方法，其根据天山北坡年降雨量与海拔的相关关系，直接对天山北坡中低海拔地区的年平均降雨量进行测算。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.一种天山北坡中低海拔地区的年平均降雨量推算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据国家气象局提供的天山北坡中低海拔地区气象站站点的实际海拔高度与气象站点历年降雨量日值，计算出天山北坡中低海拔地区气象站站点的年平均降雨量；
7.步骤2：根据步骤1所得的年平均降雨量，建立天山北坡中低海拔地区气象站站点高程与年平均降雨量之间的回归模型，构建年平均降雨量与海拔高度之间的线性回归方程，使用相关系数r2对线性回归模型进行可靠性检验，得到天山北坡中低海拔地区高程与该海拔高度的年平均降雨量之间的相关关系；
8.步骤3：根据海拔高度与年平均降雨量的相关关系构建天山北坡中低海拔地区降水直减率；
9.步骤4：根据新疆维吾尔自治区的数字高程模型求得天山北坡中低海拔地区任意一点的高程；
10.步骤5：根据年平均降雨量与海拔高度的线性回归方程以及天山北坡中低海拔地区任意一点的高程数据，进而推求任意一点的年平均降雨量。
11.优选地，步骤2中构建所述年平均降雨量与海拔高度的线性回归方程的计算方式
为：y＝ax b，
12.其中：y为所求位置的年平均降雨量，单位为mm；x为所求位置的海拔高程，单位为km；a为回归系数，b为回归方程常数项，其计算方式为：
[0013][0014][0015]
其中：x
i
为天山北坡气象站点(i＝1,2，
…
，n)的高程，单位为km；y为天山北坡气象站点(i＝1,2，
…
，n)的年降雨量，单位为mm；
[0016]
求得天山北坡中低海拔地区年平均降雨量与海拔高度的线性回归方程为：
[0017]
y＝190.71x 76.989
[0018]
步骤2中相关系数r2的表达式为：
[0019][0020]
本发明的有益效果在于：将天山北坡中低海拔地区气象站点所测得的年降雨量与站点的高程进行结合，进而构建年降雨量与高程的相关关系，对天山北坡中低海拔无气象站点地区进行年平均降雨量的估算；弥补了原本无降雨量资料地区无法进行水文研究的缺陷，可简单求得年平均降雨量数据，简化与保障相关研究的进行。
附图说明
[0021]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]
图1为本发明实施例提供的一种天山北坡中低海拔地区的年平均降雨量推算方法的流程示意图。
具体实施方式
[0023]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]
如图1所示，一种天山北坡中低海拔地区的年平均降雨量推算方法，包括如下步骤：步骤1：根据国家气象局提供的天山北坡中低海拔地区气象站站点的实际海拔高度与气象站点历年降雨量日值，计算出天山北坡中低海拔地区气象站站点的年平均降雨量；
[0025]
步骤2：根据步骤1所得的年平均降雨量，建立天山北坡中低海拔地区气象站站点高程与年平均降雨量之间的回归模型，构建年平均降雨量与海拔高度之间的线性回归方程，使用相关系数r2对线性回归模型进行可靠性检验，得到天山北坡中低海拔地区高程与该海拔高度的年平均降雨量之间的相关关系；
[0026]
步骤3：根据海拔高度与年平均降雨量的相关关系构建天山北坡中低海拔地区降水直减率；
[0027]
步骤4：根据新疆维吾尔自治区的数字高程模型求得天山北坡中低海拔地区任意一点的高程；
[0028]
步骤5：根据年平均降雨量与海拔高度的线性回归方程以及天山北坡中低海拔地区任意一点的高程数据，进而推求任意一点的年平均降雨量。
[0029]
进一步，步骤2中构建所述年平均降雨量与海拔高度的线性回归方程的计算方式为：y＝ax b，
[0030]
其中：y为所求位置的年平均降雨量，单位为mm；x为所求位置的海拔高程，单位为km；a为回归系数，b为回归方程常数项，其计算方式为：
[0031][0032][0033]
其中：x
i
为天山北坡气象站点(i＝1,2，
…
，n)的高程，单位为km；y为天山北坡气象站点(i＝1,2，
…
，n)的年降雨量，单位为mm；
[0034]
求得天山北坡中低海拔地区年平均降雨量与海拔高度的线性回归方程为：
[0035]
y＝190.71x 76.989
[0036]
步骤2中相关系数r2的表达式为：
[0037][0038]
本发明中的设计弥补了原本无降雨量资料地区无法进行水文研究的缺陷，可简单求得年平均降雨量数据，简化与保障相关研究的进行。
[0039]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。


技术特征：
1.一种天山北坡中低海拔地区的年平均降雨量推算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：根据国家气象局提供的天山北坡中低海拔地区气象站站点的实际海拔高度与气象站点历年降雨量日值，计算出天山北坡中低海拔地区气象站站点的年平均降雨量；步骤2：根据步骤1所得的年平均降雨量，建立天山北坡中低海拔地区气象站站点高程与年平均降雨量之间的回归模型，构建年平均降雨量与海拔高度之间的线性回归方程，使用相关系数r2对线性回归模型进行可靠性检验，得到天山北坡中低海拔地区高程与该海拔高度的年平均降雨量之间的相关关系；步骤3：根据海拔高度与年平均降雨量的相关关系构建天山北坡中低海拔地区降水直减率；步骤4：根据新疆维吾尔自治区的数字高程模型求得天山北坡中低海拔地区任意一点的高程；步骤5：根据年平均降雨量与海拔高度的线性回归方程以及天山北坡中低海拔地区任意一点的高程数据，进而推求任意一点的年平均降雨量。2.根据权利要求1所述的一种天山北坡中低海拔地区的年平均降雨量推算方法，其特征在于，步骤2中构建所述年平均降雨量与海拔高度的线性回归方程的计算方式为：y＝ax b，其中：y为所求位置的年平均降雨量，单位为mm；x为所求位置的海拔高程，单位为km；a为回归系数，b为回归方程常数项，其计算方式为：为回归系数，b为回归方程常数项，其计算方式为：其中：x
i
为天山北坡气象站点(i＝1,2，
…
，n)的高程，单位为km；y为天山北坡气象站点(i＝1,2，
…
，n)的年降雨量，单位为mm；求得天山北坡中低海拔地区年平均降雨量与海拔高度的线性回归方程为：y＝190.71x 76.989步骤2中相关系数r2的表达式为：

技术总结
本发明提供了一种天山北坡中低海拔地区的年平均降雨量推算方法，包括如下步骤：步骤1：计算出天山北坡中低海拔地区气象站站点的年平均降雨量；步骤2：构建年平均降雨量与海拔高度之间的线性回归方程，得到相关关系；步骤3：根据海拔高度与年平均降雨量的相关关系构建天山北坡中低海拔地区降水直减率；步骤4：根据新疆维吾尔自治区的数字高程模型求得天山北坡中低海拔地区任意一点的高程；步骤5：根据年平均降雨量与海拔高度的线性回归方程以及天山北坡中低海拔地区任意一点的高程数据，进而推求任意一点的年平均降雨量。本方法弥补了原本无降雨量资料地区无法进行水文研究的缺陷，可简单求得年平均降雨量数据，简化与保障相关研究的进行。相关研究的进行。相关研究的进行。


技术研发人员：杨广 肖森元 何新林 谷新晨 刘兵 李小龙
受保护的技术使用者：石河子大学
技术研发日：2020.09.27
技术公布日：2021/10/22