1.一种全球湖泊蒸发模拟方法,其特征在于,包括如下步骤:
下载CESM2全球潜热通量数据,从中提取出湖泊次网格所在格点的经纬度和潜热通量数据;根据湖泊次网格所在格点的经纬度提取与之对应的气象变量数据;
针对每一个湖泊次网格所在格点,利用所述气象变量数据构建湖泊蒸发模拟所需的气象变量特征矩阵;所述气象变量特征矩阵由预定时间跨度下所有月份的特征矩阵前后连接得到;
第m个月的特征矩阵METm由当月的地表气温Ta、比湿qa、气压p、降水量Pre、10 m风速U、入射短波辐射K↓和向下长波辐射L↓组成,表示如下:;
式中,数字下标表示不同的湖泊次网格所在格点,共N个;
建立所述气象变量特征矩阵与潜热通量数据之间的非线性空间映射关系,并在其中加入时间信息作为约束条件,构建得到湖泊蒸发模拟模型;
从所述潜热通量数据和气象变量数据中分别按预定比例划分出训练集完成湖泊蒸发模拟模型的训练,验证集完成湖泊蒸发模拟模型的独立样本验证;
下载CMIP6多模式气象数据,导入经过训练和验证后的湖泊蒸发模拟模型中,模拟输出全球湖泊蒸发数据集。
2.根据权利要求1所述的全球湖泊蒸发模拟方法,其特征在于,建立气象变量特征矩阵MET和潜热通量数据λE之间的非线性空间映射关系f,并在其中加入时间信息作为约束条件,构建得到湖泊蒸发模拟模型,表达式如下:;
式中,m表示月份,lat和lon分别代表湖泊所在格点的纬度和经度。
3.根据权利要求2所述的全球湖泊蒸发模拟方法,其特征在于,所述CESM2全球潜热通量数据包含预定数量的成员,在每个成员的湖泊次网格所在格点内随机选取70%的气象变量数据和潜热通量数据作为训练集,将全部成员的训练集合并;利用该训练集完成对所述湖泊蒸发模拟模型的训练;剩余30%数据作为验证集,通过计算均方根误差、相关系数进行独立样本验证。
4.根据权利要求1所述的全球湖泊蒸发模拟方法,其特征在于,将CMIP6多模式气象数据导入湖泊蒸发模拟模型之前,还包括:将CMIP6多模式气象数据重采样至与CESM2全球潜热通量数据相同的空间分辨率,将每个CMIP6模式的数据都构建成气象变量特征矩阵,按照经纬度选择数据,驱动对应经纬度的湖泊蒸发模拟模型。
5.根据权利要求4所述的全球湖泊蒸发模拟方法,其特征在于,所述空间分辨率为
0.94°纬度×1.25°经度。
6.一种全球湖泊蒸发模拟系统,其特征在于,包括:
数据提取模块,用于下载CESM2全球潜热通量数据,从中提取出湖泊次网格所在格点的经纬度和潜热通量数据;根据湖泊次网格所在格点的经纬度提取与之对应的气象变量数据;
第一执行模块,用于针对每一个湖泊次网格所在格点,利用所述气象变量数据构建湖泊蒸发模拟所需的气象变量特征矩阵;所述气象变量特征矩阵由预定时间跨度下所有月份的特征矩阵前后连接得到;
第m个月的特征矩阵METm由当月的地表气温Ta、比湿qa、气压p、降水量Pre、10 m风速U、入射短波辐射K↓和向下长波辐射L↓组成,表示如下:;
式中,数字下标表示不同的湖泊次网格所在格点,共N个;
数据构建模块,用于建立气象变量特征矩阵和潜热通量数据之间的非线性空间映射关系,并在其中加入时间信息作为约束条件;
模型构建模块,用于从所述潜热通量数据和气象变量数据中分别按预定比例划分出训练集完成湖泊蒸发模拟模型的构建;
模型验证模块,用于从所述潜热通量数据和气象变量数据中分别按预定比例划分出验证集完成湖泊蒸发模拟模型的独立样本验证;
第二执行模块,用于下载CMIP6多模式气象数据,导入经训练和验证后的湖泊蒸发模拟模型中,模拟输出全球湖泊蒸发数据集。
7.一种电子设备,其特征在于,所述设备包括:处理器以及存储有计算机程序指令的存储器;所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如权利要求1至5中任一项所述的全球湖泊蒸发模拟方法。
8.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述存储介质中存储有至少一个可执行指令,所述可执行指令在电子设备上运行时,使得电子设备执行如权利要求1至5中任一项所述的全球湖泊蒸发模拟方法。