基于EOF和HHT的多站点降雨场随机模拟方法研究

• 作者: 伍甘霖 周凌峰 孟耀斌 张东妮 张朝 逯超
• 来源期刊: 北京师范大学学报（自然科学版）
• 学科: 地球科学
• 关键词: 多站点降雨模拟 主成分分析 经验模态分解 时域法 频谱法
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 页码范围: 263-271
• 页数: 9页
• 分类号: P49|P468.0
• 语种: 中文
• DOI: 10.16360/j.cnki.jbnuns.2019.02.014

摘要

提出一种新的基于希尔伯特谱分析的降水发生器EHS.该模型首先对原始降雨场进行高斯隐变量转换,转换后的标准化降雨场随后进行经验正交函数分析(EOFA),提取出主要空间模态和对应的主成分时间序列.对主成分序列进行经验模态分解(EMD)和希尔伯特谱分析(HAS)可以得到不同特征周期的本征模态函数(IMF)及其对应的瞬时振幅和瞬时频率,利用随机相位法仿真各项IMF分量,对模拟得到的IMF分量进行EMD重构、EOF重构和高斯隐变量反操作,即可得到多站点降雨模拟场.本文以月降雨量均值、月降雨量标准差,空间相关系数、空间连接度、自相关系数为指标,利用湘江流域实测的降水数据,通过与现有多站点降水发生器MulGETS的比较,评估多站点降水发生器EHS的性能和优缺点.研究结果表明,多站点降雨发生器EHS能很好地模拟湘江流域的降雨,重现历史降雨场的统计特征.该工具可为水文水环境模型、生态模型等提供数据支撑.