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SWAT模型中国大气同化驱动数据集(CMADS V1.0)
英文标题:China Meteorological Assimilation Driving Datasets for the SWAT model Version 1.0
  1. 摘要

    CMADS(The China Meteorological Assimilation Driving Datasets for the SWAT model) 系列数据集引入世界各类再分析场及中国气象局大气同化系统(CLDAS)技术,利用数据循环嵌套、重采样,模式推算及双线性插值等多种技术手段而建立。CMADS数据集按照SWAT模型输入驱动数据格式进行了格式整理与修正,使SWAT模型可直接使用该数据集而不需要任何格式转换。CMADS系列数据集同时建立了两种格式的数据(.dbf和.txt),方便其他它模型应用人员及气象分析人员调用与分析。CMADS数据源介绍:气温、气压、比湿、风速驱动数据采用了2421个国家级自动站和业务考核的39439个区域自动站2008年1月以来地面基本气象要素逐小时观测数据以及相应时期的台站信息(台站经纬度、海拔高度),利用多重网格三维变分方法(STMAS),在NCEP/GFS背景场基础上制作地面基本要素分析场;其中,中国区域以外,只对NCEP/GFS背景数据做地形调整、变量诊断,并插值到分析格点;中国区域以内,利用STMAS算法,将经过前处理的NCEP/GFS背景数据和自动站观测融合,并与中国区域以外的数据进行拼接。降水:由多卫星与地面自动站降水融合而成。其中,中国区域以外采用NCEP-CPC制作的CMORPH卫星融合降水产品,中国区域采用CMORPH产品为背景场融合中国降水自动站观测制作的中国区域小时降水量融合产品。辐射:基于DISSORT辐射传输模型,获取来自FY2E卫星一级产品实时反演太阳短波辐射产品。主要以ISCCP资料为背景数据,利用大气辐射传输模式DISORT对FY2D/E标称图数据进行反演,计算出分析格点上的地面入射太阳总辐射辐照度。CMADSV1.0系列数据集空间覆盖整个东亚(0°N-65°N,60°E-160°E), 空间分辨率分别为CMADS V1.0版本: 1/3°,CMADS V1.1版本: 1/4°,CMADS V1.2版本: 1/8°及CMADS V1.3版本: 1/16°,以上分辨率均为逐日(CLDAS同化场基本分辨率为1/16°,保证了CMADS数据集最高分辨率达1/16°),时间尺度为2008-2016年。

    本页发布的数据集为CMADSV1.0版本数据集(空间分辨率:1/3°。时间分辨率:逐日。空间覆盖范围:东亚(0°N-65°N,60°E-160°E)。提供要素:日平均2米温度,日最高\低2米温度,日累计24时降水量,日平均太阳辐射,日平均气压,日比湿度,日相对湿度,日平均10米风速,提供数据格式:dbf及txt。该驱动数据已在我国多个流域进行了驱动验证,效果表现良好。

    数据集元数据介绍

    CMADS--SWAT驱动数据总体存放路径说明:

    数据集分为专门驱动SWAT模型的子数据驱动集与其他模型使用的数据驱动集

    1)专门驱动SWAT模型的子数据集路径为:CMADS-V1.0\For-swat\

    2)专门其他模型使用的子数据集路径为:CMADS-V1.0\For-other-model\

    CMADS--SWAT驱动数据各子集文件路径及名说明

    CMADS--SWAT驱动数据子集路径

    1)CMADS的SWAT子数据驱动集(For-swat文件夹内),包含Station\与Fork\子目录。

    其中Station\目录下为SWAT模型需要的所有输入数据(逐日)。以上输入数据分别位于以下目录:

    Relative-Humidity-58500\ 日平均相对湿度(fraction)

    Precipitation-58500\ 日累计降水量(mm)

    Solar radiation-58500\ 日平均太阳辐射(MJ/m2)

    Tmperature-58500\ 日最高、最低2米气温(℃)

    Wind-58500\ 日平均10米风速(m/s)

    CMADS--SWAT驱动数据子集命名格式

    中国大气数据同化SWAT模型数据集(CMADS)的SWAT子集文件命名:

    数据集代码由要素代码:R、P、S、T、W+维度格网数-经度格网数组成(经纬度网格数提取参见CMADS数据集使用手册.pdf)。

    CMADS--SWAT驱动数据子集命名格式实体文件的内容描述:

    数据集时间尺度:2008年-2016年间共9年数据文件

    空间分辨率:1/3度

    时间分辨率:逐日

    要素数据存放格式:dbf

    索引表存放格式:txt

    CMADS--SWAT驱动数据子集索引表:

    其中Fork\目录下为SWAT模型需要的所有站点索引表。以上输入数据索引表均可用以下索引表索引:

    PCPFORK.txt 降水索引表

    RHFORK.txt 相对湿度索引表

    SORFORK.txt 太阳辐射索引表

    TMPFORK.txt 温度索引表

    WINDFORK.txt 风速索引表

    CMADS其他模式驱动数据子集路径

    CMADS的SWAT子数据驱动集(For-other-model文件夹内),包括常规模型需要的所有气象输入数据(逐日)。以上输入数据分别位于以下目录:

    Atmospheric-Pressure-txt\ 日平均大气压强(hPa)

    Average-Temperature-txt\ 日平均2米气温(℃)

    Maximum-Temperature-txt\ 日最高2米气温(℃)

    Minimum-Temperature-txt\ 日最低2米气温(℃)

    Precipitation-txt\ 日累计降水(mm)

    Relative-Humidity-txt\ 日平均相对湿度(fraction)

    Solar-Radiation-txt\ 日平均太阳辐射(MJ/m2)

    Specific-Humidity-txt\ 日平均比湿(g/kg)

    Wind-txt\ 日平均10米风速(m/s)

    For-other-model 子集文件命名:

    CMADS_V1.0_PRS_纬度格网数-经度格网数.txt 日平均大气压强(hPa)

    CMADS_V1.0_TMP_AVG_纬度格网数-经度格网数.txt 日平均2米气温(℃)

    CMADS_V1.0_TMP_MAX_纬度格网数-经度格网数.txt 日最高2米气温(℃)

    CMADS_V1.0_TMP_MIN_纬度格网数-经度格网数.txt 日最低2米气温(℃)

    CMADS_V1.0_24h_PRE_纬度格网数-经度格网数.txt 日 24h 累计降水(mm)

    CMADS_V1.0_RHU_纬度格网数-经度格网数.txt 日平均相对湿度(fraction)

    CMADS_V1.0_SOR_纬度格网数-经度格网数.txt 日平均太阳辐射(MJ/m 2 )

    CMADS_V1.0_SHU_纬度格网数-经度格网数.txt 日平均比湿(g/kg)

    CMADS_V1.0_WIND_纬度格网数-经度格网数.txt 日平均10米风速(m/s)

    数据存储信息

    存储格式和读取:数据集存储格式分为SWAT子集文件(dbf文件),及其他模式数据集(txt文件)。

    数据集附属说明文档:

    metadata:元数据文档(CMADS_META_C.pdf)。

    description:说明文档(CMADS_DOCU_C.pdf)。

    数据总量:33.6GB

    占用空间:35.2GB

    时间范围:2008年-2016年

    时间分辨率:逐日

    地理范围描述:东亚

    最西经度:60°E

    最东经度:160°E

    最北纬度:65°N

    最南纬度:0°N

    台站数量:58500站

    空间分辨率: 1/3°×1/3°网格点

    垂直范围:无

    主要制作及其他贡献人:孟现勇,王浩,雷晓辉,师春香,刘时银,刘志辉,蔡思宇,胡佳军,张雪松,龙爱华,陈曦,殷刚,白磊,张涛,廖卫红,杨明祥,常顺利,赵红刚,赵求东,吉晓楠,武泓静,郑斌,曹开军

    第一制作单位:中国水利水电科学研究院

    合作制作单位:

    中国气象局国家气象信息中心

    中国科学院寒区旱区环境与工程研究所

    新疆大学干旱生态环境研究所

    西北太平洋国家实验室

    美国马里兰大学

    江西省气象信息中心

    新疆大学资源与环境科学学院

    中国科学院新疆生态与地理研究所

    加拿大纽芬兰纪念大学

    珠江水利综合技术中心

  2. 关键词

  3. 数据细节

    1. 比例尺:10000
    2. 数据大小:35200MB
    3. 数据格式:数字文档
  4. 地理范围

    -北:65-
    西:60-东:160
    -南:0-
  5. 时间范围

      1. 本数据的引用

        1. Meng, X.; Wang, H.; Cai, S.; Zhang, X.; Leng, G.; Lei, X.; Shi, C.; Liu, S.; Shang, Y. The China Meteorological Assimilation Driving Datasets for the SWAT Model (CMADS) Application in China: A Case Study in Heihe River Basin. Preprints 2016, 2016120091 (doi: 10.20944/preprints201612.0091.v2).
        2. Meng,X.Y.,Wang,H.,Lei,X.H.,Cai,S.Y.,Wu,H.J.(2017).Hydrological Modeling in the Manas River Basin Using Soil and Water Assessment Tool Driven by CMADS. Tehnicki Vjesnik -Technical Gazette,24,(2),525-534.DOI: 10.17559/TV-20170108133334
        3. 孟现勇,师春香,刘时银,王浩,雷晓辉,刘志辉,吉晓楠,蔡思宇,赵求东.CMADS数据集及其在流域水文模型中的驱动作用——以黑河流域为例[J].人民珠江,2016,37(7):1-19.
        4. Shi C X, Xie Z H, Qian H, et al. China land soil moisture EnKF data assimilation based on satellite remote sensing data. Sci China Earth Sci, 2011, doi: 10.1007/s11430-010-4160-3.
      2. 建议参考文献

        1. 孟现勇,吉晓楠,刘志辉等.SWAT模型融雪模块的改进与应用研究[J].自然资源学报.2014.29(3):528-539.
        2. 孟现勇,王浩,等.基于CMDAS驱动SWAT模式的精博河流域水文相关分量模拟、验证及分析[J]生态学报,2017.39(3)DOI:10.5846/stxb201608231719.
        3. 孟现勇,王浩等.基于CLDAS强迫CLM3.5模式的新疆区域土壤温度陆面过程模拟及验证[J].生态学报.2017,37(3),979-995.DOI:10.5846/stxb201508171717.
        4. 孟现勇,王浩等. XJLDAS同化驱动场及其强迫CLM3.5模式的新疆区域土壤湿度陆面过程模拟及验证[J].生态学报.2017,40(5).DOI:10.5846/stxb201608241728.
        5. 张涛,2013. 基于LAPS/STMAS的多源资料融合及应用研究[M]. 硕士学位论文,南京:南京信息工程大学。
        6. 师春香, 谢正辉. 2008,基于静止气象卫星观测的降水时间将尺度研究[J].地理科学进展, 27(4): 15-22.
        7. 任芝花,熊安元.地面自动站观测资料三级质量控制业务系统的研制[J].气象, 2007,(01) :19-24.
        8. 游然,卢乃锰: FY-2C 卫星降水估计产品 http://satellite.cma.gov.cn.
        9. Meng,X.Y., Yu,D.L., LIU,Z.H.(2015).Energy Balance-Based SWAT Model to Simulate the Mountain Snowmelt and Runoff–Taking the Application in Juntanghu Watershed (China) as an Example.Journal of Mountain Sciences,12(2),368-381.DOI:10.1007/s11629-014-3081-6.
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