独立同分布中心极限定理在雨量站网规划中的应用

北京大学学报（自然科学版）

独立同分布中心极限定理在雨量站网规划中的应用

孙大利^1,2,王久珂³,刘晓阳¹,何思远^1,4

1. 北京大学物理学院大气与海洋科学系, 北京 100871; 2. 中国人民解放军91395部队, 北京 102443; 3. 国家海洋环境预报中心, 北京 100081; 4. 白城兵器试验中心, 白城 137001;

收稿日期:2013-12-12 出版日期:2015-01-20 发布日期:2015-01-20

Application of Levy-Lindeberg Theorem in the Planning of Raingauge Network

SUN Dali^1,2, WANG Jiuke³, LIU Xiaoyang¹, HE Siyuan^1,4

1. Department of Atmospheric and Oceanic Sciences, School of Physics, Peking University, Beijing 100871; 2. 91395 PLA Troops, Beijing 102443; 3. The National Marine Environment Forecast Center, Beijing 100081;4. Baicheng Ordnance Test Center, Baicheng 137001;

Received:2013-12-12 Online:2015-01-20 Published:2015-01-20

摘要/Abstract

摘要： 将独立同分布中心极限定理引入雨量站网的规划中, 得出面雨量测量精度(测量相对误差或允许误差)与雨量站网密度(平均站间距)呈线性关系, 误差增长的斜率与该区域雨量站观测的随机误差均方差呈正比, 与区域面雨量和区域面积的平方根呈反比。利用模拟降水场以及安徽省梅雨期间高密度的雨量站点资料, 以抽站法为基础进行统计计算, 验证上述结论, 并对这一线性关系的斜率进行讨论, 以期为雨量站网的规划和优化提供一定依据。应用导出的关系式对安徽省2005-2008年梅雨季节降水统计得出, 面雨量测量精度与雨量站密度的相关系数在淮北平原为0.49~0.80, 在皖南山区为0.70~1.41, 如果假定20%的允许误差, 安徽淮北平原和皖南山区的最小平均站间距(最高布站精度)分别为25和14 km。

关键词: 雨量站网, 密度, 误差, 规划

Abstract: By introducing levy-lindeberg theorem to raingauge networks planning, the authors obtain a linear relationship between the measurement precision of areal rainfall (relative error or permissible error) and raingauge networks density (average station spacing). The slope of relative error growing is directly proportional to the mean square error of random observation error, inversely proportional to square root of the areal rainfall and region area. Based on simulated rainfall fields and highdensity rainfall data during Mei-yu season in Anhui Province, conclusion above is validated by the statistic analysis reducing the raingauge stations method. The slope of the linear relationship is also investigated. This research is significant to provide certain reference for optimization of raingauge networks location planning. Based on the relationship, the authors calculate 2005-2008 rainfall data during Mei-yu season in Anhui Province and conclude that correlation coefficient between the measurement precision of areal rainfall and raingauge networks density in Huaibei Plain is 0.49 to 0.80, in the mountains of Southern Anhui Province is 0.70 to 1.41. Assuming that permissible error is 20%, the minimum average station spacing (the maximum Raingauge networks density) in Huaibei Plain is 25 km and in the mountains of Southern Anhui Province is 14 km.

Key words: raingauge networks, density, error, design

中图分类号:

P412

孙大利,王久珂,刘晓阳,何思远. 独立同分布中心极限定理在雨量站网规划中的应用[J]. 北京大学学报（自然科学版）.

SUN Dali,WANG Jiuke,LIU Xiaoyang,HE Siyuan. Application of Levy-Lindeberg Theorem in the Planning of Raingauge Network[J]. Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Pekinensis.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://xbna.pku.edu.cn/CN/

https://xbna.pku.edu.cn/CN/Y2015/V51/I1/35

[1]	刘旺, 邢晓帆, 王戎. 全球陆地风能发电潜力的历史变化及未来预测[J]. 北京大学学报自然科学版, 2023, 59(5): 833-842.
[2]	马博文, 黄清华. 探地雷达叠前逆时偏移成像影响因素研究[J]. 北京大学学报自然科学版, 2023, 59(3): 388-394.
[3]	苏鑫杨, 贺贤土, 陈军. 基于密度泛函理论的KDP(100)表面吸附水分子研究[J]. 北京大学学报自然科学版, 2022, 58(5): 785-794.
[4]	黄冉, 王馨陆, 王聪, 杜云松, 晏波, 张雯娴, 罗彬, 张巍, 胡泳涛. 基于污染物浓度设计值和相对响应因子的空气质量达标控制情景预测方法——以四川省“十四五”规划为例[J]. 北京大学学报自然科学版, 2022, 58(3): 553-564.
[5]	唐继顺, 刘晓阳, 刘均慧, 李爱国, 王鹏飞. 北京低边界层雨滴谱的垂直分布特征[J]. 北京大学学报自然科学版, 2021, 57(6): 1045-1057.
[6]	周佩, 黄颖婕, 胡冰逸, 韦骏. 基于LSTM深度学习的ENSO预测及其春季预报障碍研究[J]. 北京大学学报自然科学版, 2021, 57(6): 1071-1078.
[7]	王志芳, 彭瑶瑶, 徐传语. 生态系统服务权衡研究的实践应用进展及趋势[J]. 北京大学学报自然科学版, 2019, 55(4): 773-781.
[8]	刘佳驹, 王宇泓, 赵龙, 郭怀成. 基于景观评价的河道景观规划方法研究——以昆明市盘龙江为例[J]. 北京大学学报自然科学版, 2019, 55(1): 189-196.
[9]	刘婉月, 包昕, 王达, 金野. 基于后验概率的低密度奇偶校验码逆向识别方法研究[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2016, 52(3): 389-395.
[10]	赵文韬, 侯贵廷, 张居增, 冯胜斌, 鞠玮, 尤源, 于璇, 詹彦. 层厚与岩性控制裂缝发育的力学机理研究——以鄂尔多斯盆地延长组为例[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2015, 51(6): 1047-1058.
[11]	赵文韬, 侯贵廷, 鞠玮, 任康绪. 库车东部碎屑岩地层曲率对裂缝发育的影响[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2015, 51(6): 1059-1068.
[12]	唐秀美;任艳敏;潘瑜春. 基于景观格局与限制性因素分析的土地整治规划设计[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2015, 51(4): 677-684.
[13]	崔伟,冯建华,叶红飞,闫鹏. 一种基于环路结构的RFIC内建自测试方法[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2014, 50(4): 709-714.
[14]	郎晓玲,郭召杰. 基于DFN离散裂缝网络模型的裂缝性储层建模方法[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2013, 49(6): 964-972.
[15]	孟令涵,曾辉,熊燕梅,郭大立. 深圳市不同建成区密度和植被类型下绿地土壤碳、氮、磷含量和细根生物量[J]. 北京大学学报（自然科学版）, 2013, 49(5): 899-907.