祁连山高精度网格降水数据集构建获新进展
发表日期:2025-08-05来源：冰冻圈科学与全球变化研究室
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降水(Precipitation，Pre)作为陆地水文循环的重要环节，在维持地-气系统能量平衡中发挥着关键作用。高精度网格降水数据对水文和气候研究至关重要，特别是在地面观测资料稀缺的高寒山区。然而，现有网格降水数据分辨率低、偏差大。因此，亟需研发创新方法以满足时空异质性强的高寒山区应用需求。
近日，中国科学院西北生态环境资源研究院祁连山冰冻圈与生态环境综合观测研究站研究团队基于先进的人工智能技术，开发了一种称为三层智能化降尺度-校正(TLIDC)的新框架，旨在生成适用于高寒山区高精度的网格降水数据集。
研究人员使用祁连山区100个雨量站数据完成了对TLIDC框架的定量评估，并应用该框架重建了1950至2024年祁连山0.01°*0.01°空间分辨率的日降水数据。
研究发现，TLIDC框架能够生成可靠、高精度的降水数据，精度优于目前主流的降水数据集，有效改善了地面观测数据匮乏导致的地区降水数据精度误差。
此外，研究人员还利用高分辨率祁连山降水（HQLM-PRE）数据分析了1950至2024年祁连山降水数据的时空变化特征。结果表明，1950至2024年祁连山降水整体呈增加趋势，线性增长速率为每10年增加2.49毫米(p<0.05)，但不同子流域的变化趋势有所差异。1950至2024年祁连山降水的空间格局呈自东南向西北减少的趋势，且分布表现出海拔依赖性。
该研究成果为在地形复杂、观测稀疏的高寒山区生成高精度降水数据提供了可行方案，有效弥补了当前高寒山区气候与水文研究中的关键空白。
该研究成果以Reconstruction of High-Precision Gridded Precipitation Dataset in the Alpine Cold Regions of the Qilian Mountains: An Intelligent Technological Framework from Downscaling to Calibration为题发表于国际期刊Atmospheric research。西北研究院博士研究生王仁军为论文第一作者，秦翔研究员为论文通讯作者。该研究得到甘肃省生态文明重点研发计划、甘肃省重大科技专项、甘肃省水资源基础调查、冰冻圈科学与冻土工程全国重点实验室自主部署项目等联合资助。
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2025.108387
TLIDC技术框架。TLIDC框架整体分为三部分：降水数据的空间降尺度(表示为Layer 1)、降水事件的识别(表示为Layer 2)和降水量的模拟(表示为Layer 3)。Layer 1通过GWR模型，提供高空间分辨率的降水数据，Layer 2和Layer 3利用构建的CNN-BiLSTM模型来提高降尺度后降水数据的准确性
1950-2024年祁连山降水重建结果及时空变化特征。(a)重建降水的空间分布；(b) Sen’s趋势估计与Mann-Kendall显著性检验结果；(c)祁连山降水时空变化的趋势类型；(d)各子流域降水时空变化的趋势类型。
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