[发明专利]一种水文干旱历时和烈度相依结构变异的诊断方法

说明书

本发明公开了一种水文干旱历时和烈度相依结构变异的诊断方法，属于水文干旱研究技术领域，能够解决现有水文干旱历时和烈度相依结构变异诊断时存在局限性强、考虑因素不全面及应用效果较差的问题。所述方法包括：获取标准化径流指数，并以所述标准化径流指数表征水文干旱，通过游程理论识别水文干旱的干旱历时和干旱烈度；基于Copula函数构建所述干旱历时和所述干旱烈度的联合分布模型；基于所述联合分布模型，通过Copula函数的极大似然比方法对所述干旱历时和所述干旱烈度的相依结构进行变异诊断，得到Z序列统计值；获取所述Z序列统计值中绝对值大于预设阈值且绝对值最大的Z值，将所述Z值记为变异点。

技术领域

本发明涉及一种水文干旱历时和烈度相依结构变异的诊断方法，属于水文干旱研究技术领域。

背景技术

水文干旱是指由降水与地表水、地下水收支不平衡造成的异常水分短缺现象。由于地表径流是大气降水和下垫面调蓄的综合产物，它在一定程度上能反映降水与地面条件的综合特性。因此，水文干旱主要指的是由地表径流和地下水位造成的异常水分短缺现象。

变化环境下，学者们采用不同因子，多角度的分析区域干旱动态变化原因，太阳黑子(Sunspot)、太平洋年代际振荡指数(PDO)、厄尔尼诺-南方涛动(ENSO)、北极涛动(AO)等遥相关因子的研究已经成为了水文、气象上的热点话题。

现有的水文干旱历时和烈度相依结构变异诊断时，存在局限性强、考虑因素不全面及应用效果较差的问题。

发明内容

本发明提供了一种水文干旱历时和烈度相依结构变异的诊断方法，能够解决现有水文干旱历时和烈度相依结构变异诊断时存在局限性强、考虑因素不全面及应用效果较差的问题。

本发明提供了一种水文干旱历时和烈度相依结构变异的诊断方法，所述方法包括：

获取标准化径流指数，并以所述标准化径流指数表征水文干旱，通过游程理论识别水文干旱的干旱历时和干旱烈度；

基于Copula函数构建所述干旱历时和所述干旱烈度的联合分布模型；

基于所述联合分布模型，通过Copula函数的极大似然比方法对所述干旱历时和所述干旱烈度的相依结构进行变异诊断，得到Z序列统计值；

获取所述Z序列统计值中绝对值大于预设阈值且绝对值最大的Z值，将所述Z值记为变异点。

可选的，所述以所述标准化径流指数表征水文干旱，通过游程理论识别水文干旱的干旱历时和干旱烈度包括：

通过游程理论，以年为计算期，识别并计算目标年份每月的历时与烈度数据，并根据所述目标年份每月的历时与烈度数据，确定干旱历时和干旱烈度。

可选的，所述基于Copula函数构建所述干旱历时和所述干旱烈度的联合分布模型包括：

利用Gringorten经验频率公式计算所述干旱历时的边缘分布及所述干旱烈度的边缘分布；

通过极大似然法获得Copula函数的参数；

基于Copula函数、Copula函数的参数、所述干旱历时的边缘分布及所述干旱烈度的边缘分布构建所述干旱历时和所述干旱烈度的联合分布函数。

可选的，在构建所述干旱历时和所述干旱烈度的联合分布函数后，所述方法还包括：

通过所述联合分布函数计算目标年份的干旱历时和干旱烈度对应的联合概率。

可选的，所述Copula函数包括Clayton Copula函数、Frank Copula函数和GumbelCopula函数。

可选的，所述基于Copula函数构建所述干旱历时和所述干旱烈度的联合分布模型还包括：