全球气候变化加剧水文循环,极端降水事件频发,降水集中度指标是诊断降水时空分布特征的关键工具。现有研究存在站点观测碎片化、历史基准与未来预估脱节等问题。本数据集整合 1961-2022 年中国地面观测与格点观测数据,以及 2015-2100 年 4 种 SSP 情景下经统计降尺度的 CMIP6 预估数据,空间分辨率 0.25°,构建包含降水集中度(PCD)、降水集中期(PCP)、日降水集中度指数(DPCI)、月降水集中度指数(MPCI)4 项核心指标的时空连续数据集(MPCID)。
经站点数据验证,PCD 误差最小、相关性最优,数据集可支撑中国降水时空分布规律、水文与农业气候影响评估、适应性管理策略制定等研究。
| 采集时间 | 1961/01/01 - 2100/12/31 |
|---|---|
| 采集地点 | 中国 |
| 数据量 | 144.2 MiB |
| 数据格式 | *.nc, *.csv |
| 数据空间分辨率(/米) | 0.25°(约 30km) |
| 数据时间分辨率 | 年 |
| 坐标系 | WGS84 |
1. 地面日降水数据(1961-2020):中国气象局中国地面气候资料日值数据集(V3.0),经质量控制与均一性检验,筛选 651 个站点;
2. 格点观测数据(1961-2022):CN05.1 格点降水数据集,0.25°×0.25°,中国科学院气候变化研究中心发布;
3. 气候模式数据:24 个 CMIP6 全球气候模式输出降水数据,覆盖 SSP1-2.6、SSP2-4.5、SSP3-7.0、SSP5-8.5 四种情景。
1. 数据预处理:对站点数据进行质量控制、缺值插补;对 CMIP6 模式数据进行统一分辨率重采样、日历格式转换;
2. 空间插值:采用 KD-Tree + 反距离权重(IDW)将站点数据插值为格点数据;
3. 统计降尺度:采用分位数映射(QM)、分位数增量映射(QDM)统计降尺度方法对 CMIP6 数据进行偏差校正,优选重采样后使用分位数增量映射方法为最优框架;
4. 指标计算:基于向量分析法计算 PCD、PCP,基于洛伦兹曲线计算 DPCI,基于方差法计算 MPCI;
5. 精度验证:采用 MAE、RMSE、BIAS、CORR、IVS、TS 等指标开展多维度验证。
1. 历史期验证:PCD 的 MAE=0.034、RMSE=0.042、CORR=0.902,精度最优;PCP 相关性高但误差较大;DPCI 误差可控但日尺度相关性有限;MPCI 对极端降水敏感性较低;
2. 未来情景验证:四种 SSP 情景下,PCD 的 MAE 为 0.094-0.096,RMSE 为 0.122-0.125,性能稳定;resample-QDM 降尺度方法误差最小;
3. 空间验证:数据集能准确刻画中国降水集中度 “北高西低” 等空间分异特征,复杂地形区结果需结合站点密度审慎解读。
| # | 编号 | 名称 | 类型 |
| 1 | 42261026 | 中国天山早春固液降水转变对积雪消融的影响机理 | 国家自然科学基金 |
| 2 | 41761014 | 天山高寒山区降水形态转变驱动因子研究 | 国家自然科学基金 |
| 3 | XJYS0907-2023-01 | 中国高寒地区固液降水形态转变评估 | 其他 |
| 4 | 25JR6KA005 | 中国西北高寒区固液降水形态转变评估研究 | 其他 |
| # | 标题 | 文件大小 |
|---|---|---|
| 1 | 中国多降水集中度指标数据集(1961-2100 年).zip | 144.2 MiB |
| # | 类别 | 标题 | 作者 | 年份 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 论文 | MPCID: A new high-resolution multi-precipitation concentration indicators dataset for mainland China | 张栋洋,李雪梅,李兰海,唐源隆,王桂钢,段焕娥,杨传明,姜筱筱 | 2026 |
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