多源降水产品在天山典型流域的评估及径流模拟

摘要

[目的]为探究不同降水产品在天山高寒流域的特征差异及水文模拟应用潜力。[方法]结合不同统计指标及HBV水文模型，对比分析5套降水产品(基于站点插值的格点化数据CN05.1,卫星降水数据GPM、亚洲地区高质量高时空分辨率降水数据集AIMERG、再分析数据CMFD和ERA5)在玛纳斯河源区的降水时空分布特征，评估不同产品精度，研究不同降水产品在径流模拟中的适用性。[结果] 5套降水产品的年降水均呈现从北到南先增加后减小的空间特征，仅有AIMERG和CMFD可捕捉到冰川区降水高的特征；不同产品的降水年内变化特征一致，但夏季降水量差异显著，ERA5的夏季平均降水量达CN05.1的2倍，GPM降水量最低；GPM降水产品低估观测月降水，且在春季和冬季低估最为严重(64%～76%),而CMFD、ERA5和AIMERG 3套降水产品整体高估观测月降水，其中ERA5高估最为严重，尤其在夏秋季(134%～206%),CMFD对月降水略有高估。AIMERG与站点月降水的相关性较高，在雨季和非雨季也呈较高的日降水成功指数；基于AIMERG、CMFD及CN05.1的日径流模拟效果相近且精度高于其他数据集，纳什效率系数为0.81～0.82,相对误差低于6%,前2套降水产品对径流极值的模拟能力总体高于CN05.1。[结论] AIMERG和CMFD在玛纳斯河源区径流模拟中有较大的优势，研究可为气象资料匮乏的天山地区的径流模拟及水土流失预防研究提供数据参考。

关键词

径流模拟 / 玛纳斯河源区 / HBV水文模型 / 天山山区 / 卫星降水 / 再分析数据