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基于Copula函数的北方典型旱区干旱频率分析

1.4万字 56页 原创作品，已通过查重系统


摘 要
一直以来干旱问题都是全世界各个国家的热点问题，尤其是在全球气候变化的大环境下，其严重性更是触目惊心。因干旱有着频率高、烈度大、历时长、范围广等一系列特点，其对国民经济尤其是农业有着破坏性的影响。故对干旱问题的研究，将为灾情的预报、缓解，甚至降低灾情发生的可能性，提供重要与可行的技术指导与支撑，为国民经济稳定发展提供保障。
本文利用频率分析的手段对干旱进行分析、研究，依靠历史长系列气象资料，选取合理干旱指标，结合游程理论，得到干旱特征变量（如干旱历时、烈度）样本及其概率分布函数。在过去的干旱频率研究中因技术手段的限制，往往只能采用单一变量的方法，不能全面、准确地描述干旱事件。本研究采用二维Copula函数将干旱历时、烈度两变量结合起来共同描述干旱事件的手段，与单一变量相比优势显著。根据变量实际值间存在的Kendall相关系数，结合Copula函数理论计算出二维联合分布函数，建立各类干旱频率事件的计算公式，并进行干旱频率分析计算，得到条件概率分布、联合超越概率分布及重现期、同现超越概率分布及重现期等结果。
本研究旨在利用北方典型旱区实测长系列降雨量资料及作物需水量数据，定义干旱事件。结合游程理论识别干旱过程，提取干旱历时、干旱烈度作为特征变量。进而构造Copula二维联合分布函数，计算干旱事件发生频率，深入揭示研究区域干旱情况的真实特征。通过对研究区域的干旱频率分析结果，将为区域干旱情况的识别、抗旱减灾等等一系列工作提供理论依据与技术支持。


关键词：Copula函数；适线法；干旱频率分析；干旱重现期