Page 309 - 《高原气象》2026年第2期
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2 期 康德奎等:网格气象要素产品在讨赖河流域的水文适用性分析 609
DAS 产品驱动的径流模拟得到的土壤含水量要远 模拟。不同潜在蒸散发输入对径流模拟的效果影
低于其他两套产品, 说明网格潜在蒸散发产品之间 响较小, 其原因主要与模型的参数率定过程有关。
的差异可能导致模拟土壤含水量的幅度差异更大。 分析其他水循环变量对不同潜在蒸散发产品输入
在关注水文模拟的其他水文变量时, 需要进一步注 的响应可知, 各潜在蒸散发产品输入下土壤含水量
意潜在蒸散发产品的选择。 和实际蒸散发在讨赖河流域年均值的波动区间分
对比 MOD11A1及站点观测地表温度数据驱动 别为 68. 83~106. 42 mm 和 291. 37~310. 56 mm。表
的讨赖河流域径流模拟结果可知, MOD11A1 驱动 明不同潜在蒸散发产品输入对土壤含水量模拟的
的径流模拟在率定期的表现与站点观测地表温度 影响较大, 对实际蒸散发模拟的影响较小。
基本一致, 在验证期的 NSE 分别为 0. 70 和 0. 61, (3) 在流域同时缺乏降水、 潜在蒸散发和地表
说明尽管 MOD11A1地表温度产品可以替代站点观 温度数据的情形下, GPM 和 MSWEP 降水产品、 3
测地表温度数据取得满意的径流模拟结果, 但是其 套潜在蒸散发产品与 MOD11A1产品组合在讨赖河
表 现 相 对 于 站 点 观 测 数 据 较 差 。 原 因 可 能 与 流域的径流模拟效果要优于其他产品组合, 其率定
MOD11A1 在西北干旱区内陆河流域应用的局限性 期和验证期的 NSE 均在 0. 53 以上, 可以取得较为
有关。尽管热红外波段反演的地表温度具有较高 满意的效果。说明在流域缺乏气象数据时, 完全基
分辨率, 但是由于热红外信号无法穿透云层, 会导 于网格气象要素产品数据作为 HBV-light 的气象驱
致其对地表温度的估算存在偏差。在青藏高原的 动数据在讨赖河上游山区进行水文模拟是可行的。
西北部、 西部地区, 年均地表温度变化主要是云量 然而, 本研究所得到的最优产品组合仅针对讨赖河
变化引起的辐射差异, 区域面积占比达到 38. 17% 流域, 其在西北干旱区无资料流域的广泛适用性还
(杨 梦 娇 等 , 2024), 这 在 一 定 程 度 上 限 制 了 其 需结合更多的流域进行进一步验证。此外, 水文模
应用。 型的模拟精度还受到模型参数的影响, 未来还需对
不同产品数据驱动的模型参数进行不确定性分析,
6 结论
以提高模拟的准确度。
本文分别分析了在缺乏一种或多种气象驱动
数据的情形下, 基于网格气象要素产品在讨赖河流 参考文献(References):
域进行水文模拟的可行性, 据此提出不同缺资料情 Al Khoury I, Boithias L, Sivelle V, et al, 2024. Evaluation of precipi‐
形下的水文模拟策略。主要的结论如下: tation products for small karst catchment hydrological modeling
(1) 在流域缺乏降水数据的情形下, 不同降水 in data-scarce mountainous regions[J]. Journal of Hydrology,
645: 132131. DOI: 10. 1016/j. jhydrol. 2024. 132131.
产品输入对径流模拟的效果影响很大, 验证期的
Beck H E, Pan M, Roy T, et al, 2019. Daily evaluation of 26 precipi‐
NSE 介于 0. 44~0. 58。GPM 和 MSWEP 驱动的径流
tation datasets using Stage-IV gauge-radar data for the CONUS
模拟效果要优于其他降水产品, 其验证期的 NSE分
[J]. Hydrology and Earth System Sciences, 23(1): 207-224.
别为 0. 58 和 0. 54, 取得了满意的径流模拟效果。 DOI: 10. 5194/hess-23-207-2019.
因此在缺乏降水数据时, 推荐使用 GPM 和 MSWEP Derin Y, Yilmaz K K, 2014. Evaluation of multiple satellite-based
降水产品作为降水的替代数据源。分析其他水循 precipitation products over complex topography[J]. Journal of
环变量对不同降水产品输入的响应可知, 各降水产 Hydrometeorology, 15(4): 1498-1516. DOI: 10. 1175/JHM-D-
13-0191. 1.
品输入下土壤含水量和实际蒸散发在讨赖河流域
Dinku T, Chidzambwa S, Ceccato P, et al, 2008. Validation of high‐
年 均 值 的 波 动 区 间 分 别 为 90. 18~246. 22 mm 和
resolution satellite rainfall products over complex terrain[J]. In‐
137. 34~310. 20 mm。不同降水产品输入对土壤含 ternational Journal of Remote Sensing, 29(14): 4097-4110.
水量和实际蒸散发的模拟影响较大。 DOI: 10. 1080/01431160701772526.
(2) 在流域缺乏潜在蒸散发数据的情形下, 不 Evin G, Le Lay M, Fouchier C, et al, 2024. Evaluation of hydrologi‐
同潜在蒸散发产品驱动的径流模拟效果差异较小, cal models on small mountainous catchments: impact of the mete‐
其验证期的 NSE 介于 0. 61~0. 74, 表明使用 GL‐ orological forcings[J]. Hydrology and Earth System Sciences, 28
(1): 261-281. DOI: 10. 5194/hess-28-261-2024.
DAS、 GLEAM 和 ERA5-Land 潜在蒸散发产品在讨
Finger D, Vis M, Huss M, et al, 2015. The value of multiple data set
赖河流域均可以取得满意的径流模拟效果。因此,
calibration versus model complexity for improving the perfor‐
在讨赖河流域可以使用 GLDAS、 GLEAM 和 ERA5- mance of hydrological models in mountain catchments[J]. Water
Land 等产品作为潜在蒸散发输入进行日尺度径流 Resources Research, 51 (4) : 1939-1958. DOI: 10. 1002/

