[發(fā)明專(zhuān)利]基于耦合模型集成模擬的洪水對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響的評(píng)估方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911078355.1
• 申請(qǐng)日: 2019-11-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111027175B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王立誠(chéng);顧西輝;劉劍宇;孔冬冬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/20
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/20;G06Q10/06;G06Q50/26
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 金慧君

1.基于耦合模型集成模擬的洪水對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響的評(píng)估方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：數(shù)據(jù)采集；采集實(shí)測(cè)全球氣象數(shù)據(jù)、水文數(shù)據(jù)、土地利用數(shù)據(jù)和地形地貌數(shù)據(jù)；

步驟S2：未來(lái)不同溫升情景設(shè)計(jì)；根據(jù)政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)IPCC發(fā)布的《全球升溫1.5度特別報(bào)告》，分別挑選出溫升1℃、1.5℃和2℃的時(shí)期；利用第五次氣候模式比較計(jì)劃CMIP5全球氣候模式對(duì)未來(lái)氣候變化的模擬結(jié)果，得到不同溫室氣體排放的濃度路徑下RCPs模擬全球氣象數(shù)據(jù)；以此為基準(zhǔn)，生成不同升溫時(shí)期按照不同溫室氣體排放濃度下的全球氣候模式；

步驟S3：陸面水文模型建立；考慮不同的產(chǎn)匯流機(jī)制和蒸發(fā)機(jī)制下洪水過(guò)程，將步驟S2生成的所述全球氣候模式進(jìn)行耦合，得到全球氣候模式-陸面水文模型耦合模型，根據(jù)實(shí)測(cè)全球氣象數(shù)據(jù)和水文數(shù)據(jù)對(duì)全球氣候模式-陸面水文模型耦合模型進(jìn)行模型參數(shù)率定和模型驗(yàn)證；

步驟S4：陸面水文模型初始場(chǎng)設(shè)置；將步驟S2中得到的模擬的全球氣象數(shù)據(jù)，進(jìn)行降尺度分析，以及雙線性插值，處理為與陸面水文模型空間尺度一致的全球氣象數(shù)據(jù)；

步驟S5：不同溫升情景下陸面水文模型模擬洪水過(guò)程；依據(jù)步驟S4中設(shè)置好的陸面水文模型初始場(chǎng)和處理的與陸面水文模型空間尺度一致的全球氣象數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)步驟S3中已完成模型參數(shù)率定和模型驗(yàn)證的全球氣候模式-陸面水文模型耦合模型，模擬一種溫升情景下的洪水時(shí)空變化演化過(guò)程，并保存洪水的模擬結(jié)果；重復(fù)此過(guò)程，直至完成所有溫升情景下的洪水時(shí)空變化演化過(guò)程；

步驟S6：社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響評(píng)估模型的建立；根據(jù)不同的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展路徑，建立全球氣候模式-陸面水文模型-社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展路徑模式耦合模式；

步驟S7：評(píng)估洪水對(duì)不同社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展路徑下未來(lái)不同時(shí)期的社會(huì)經(jīng)濟(jì)的影響；分地區(qū)分不同溫升情景下計(jì)算社會(huì)經(jīng)濟(jì)暴露度；將陸面水文模型結(jié)果進(jìn)行集成平均，對(duì)比參考時(shí)期，計(jì)算不同區(qū)域、不同社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展路徑下的洪水變率與洪水量級(jí)的面積、人口以及GDP暴露度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于耦合模型集成模擬的洪水對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響的評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述實(shí)測(cè)全球氣象數(shù)據(jù)包括全球各個(gè)站點(diǎn)的日均氣溫、降水、蒸發(fā)量和太陽(yáng)輻射；所述水文數(shù)據(jù)包括日均降水、蒸發(fā)量以及徑流量；所述地形地貌數(shù)據(jù)包括各地地形高度數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于耦合模型集成模擬的洪水對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響的評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S2中，使用滑動(dòng)平均計(jì)算方法識(shí)別溫升1℃、1.5℃和2℃的時(shí)期，根據(jù)CMIP5氣候變化預(yù)估實(shí)驗(yàn)，包含4種溫室氣體排放的濃度路徑，分別為RCP 2.6/4.5/6.0/8.5；以此為基準(zhǔn)，共可得到十二種未來(lái)溫升情景。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于耦合模型集成模擬的洪水對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響的評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述全球氣候模式的變量包括氣溫、氣壓、風(fēng)速和流體密度；所述陸面水文模型的參數(shù)包括植被參數(shù)、土壤參數(shù)和大氣強(qiáng)迫資料。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于耦合模型集成模擬的洪水對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響的評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S2中，全球氣候模式的大氣運(yùn)動(dòng)基本方程組為：

C_vdT+pdα＝dQ

p＝ρRT

式中：為運(yùn)動(dòng)速度，ρ為空氣流體密度，P為大氣壓強(qiáng)，為地球自轉(zhuǎn)角速度，為重力加速度，為分子粘性力，C_v為干空氣比定容熱容，α為比容，Q為外源對(duì)每單位質(zhì)量空氣的加熱率，T為溫度，R為氣體常數(shù)，為梯度算子。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于耦合模型集成模擬的洪水對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響的評(píng)估方法，其特征在于，所述步驟S4中，全球氣候模式的降尺度分析采用多元回歸和天氣發(fā)生器相耦合的降尺度方法，即統(tǒng)計(jì)降尺度模型SDSM，依據(jù)步驟S1中的實(shí)測(cè)全球氣象數(shù)據(jù)和水文數(shù)據(jù)對(duì)步驟S2中的全球氣候模式模擬的全球氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行校正和降尺度處理，使用雙線性插值方法對(duì)全球氣候模式模擬的全球氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行插值處理和驅(qū)動(dòng)高分辨率的陸面水文模型。