基于改進(jìn)U-Net的CMIP5全球氣候模式降尺度方法及其在鄱陽湖流域的應(yīng)用*

李克誠，陸建忠，張可睿，陸呈瑜，陳 璞，袁明坤

(1：武漢大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，武漢 430079)

(2：武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，武漢 430079)

氣候變化問題是當(dāng)今世界各國關(guān)注的焦點(diǎn)[1]. 政府間氣候變化專門委員會(IPCC)第五次評估報告指出[2]，1880-2012年，全球表面平均氣溫上升約0.85℃,全球的氣候和環(huán)境受到重要影響. 區(qū)域氣候研究是氣候領(lǐng)域的重要研究方向. 由于區(qū)域氣候受到當(dāng)?shù)亟?jīng)緯度、地勢地貌、土地利用類型等因素影響表現(xiàn)出極強(qiáng)的區(qū)域分布特征[3]，全球氣候模式并不適合于小尺度上區(qū)域氣候變化的研究，為此有學(xué)者提出全球氣候模式降尺度的概念.

當(dāng)前氣候降尺度方法主要分動力降尺度法和統(tǒng)計(jì)降尺度法兩種：Vannucchi等[4]利用動力降尺度方法對西北地中海地區(qū)的風(fēng)浪進(jìn)行了分析，這種方法的缺點(diǎn)是模型繁雜、計(jì)算量較大[5-6]. 而統(tǒng)計(jì)降尺度模型方法相對簡便易行，是最常用的方法之一[7-9]，如Pomee等[10]利用多元線性回歸法建立統(tǒng)計(jì)降尺度模型對巴基斯坦印度河流域氣溫進(jìn)行了預(yù)測，劉子豪等[11]利用Penman-Monteith(P-M)公式、逐步回歸分析法建立統(tǒng)計(jì)降尺度模型對鄱陽湖流域未來參考物蒸散量進(jìn)行了預(yù)估. 上述研究中基于線性回歸的統(tǒng)計(jì)降尺度模型并不能模擬復(fù)雜的非線性關(guān)系，存在精度不足的問題，目前有部分學(xué)者研究基于非線性模型的統(tǒng)計(jì)降尺度算法，如申澤西等[12]通過構(gòu)建非線性回歸降尺度模型(SNSDM)分析中國北部農(nóng)牧交錯帶及半干旱半濕潤氣候過渡……