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雷达卡
一、数据集概述
该数据集是模型预测数据，精度高，可以满足科研需求。数据集全称为"River discharge and related historical data from the Global Flood Awareness System"（全球洪水预警系统河流径流量及相关历史数据），是全球洪水预警系统（GloFAS）的核心产品之一。该数据集提供了由气象再分析数据驱动的网格化日水文时间序列，为全球范围内的洪水监测、预警及水文研究提供了高质量的基础数据支撑。
二、数据来源与生成机制
本数据集来源于全球洪水预警系统（GloFAS），该系统隶属于哥白尼应急管理服务（CEMS）的洪水预报操作体系，由欧盟委员会联合研究中心负责管理、技术实施和发展。数据生成基于气象再分析数据驱动的网格化每日水文时间序列，通过使用ERA5气象再分析数据强制开源LISFLOOD水文模型生成。
数据生成过程中，LISFLOOD模型结合地形、土地利用和水系分布等地理信息，将ERA5气象数据插值至GloFAS分辨率，并以24小时时间步长输出水文模拟结果。这一过程确保了数据的空间连续性和时间一致性，提升了水文过程的模拟精度。
三、数据类型与更新机制
由于使用了两种不同的ERA5强迫数据，该数据集产生了两类水文数据：中间型和综合型。
（一）中间型水文数据
中间型水文数据采用ERA5实时数据（ERA5T）每日更新。ERA5T数据因其快速获取的优势，使系统具备近实时的洪水监测能力，能够为应急响应和实时预警提供及时的数据支持。该类型数据特别适用于需要快速响应的洪水监测和短期预报应用。
（二）综合型水文数据
综合型水文数据使用综合ERA5再分析数据每月更新一次。综合型数据通过更高质量的再分析资料确保长期水文模拟的准确性与一致性，更适合用于气候影响评估、长期趋势分析和科学研究等应用场景。
四、数据格式与技术规格
（一）数据格式
原始数据格式为TIF和Excel两种形式。原始下载文件为逐日径流量grib格式，经过处理后转换为更易于使用的TIF栅格格式和Excel表格格式，便于不同用户群体的数据处理和分析需求。
（二）空间分辨率
数据空间分辨率为0.05°，这一精细的空间分辨率能够较好地捕捉区域尺度的水文过程变化，满足流域尺度和区域尺度的水文研究需求。
（三）空间范围
本数据集的空间范围覆盖全国，提供了中国境内完整的河流径流量空间分布信息。虽然GloFAS系统具有全球覆盖能力，但本数据集专门针对中国区域进行了提取和处理。
（四）时间范围
数据时间跨度为1979年至2024年，涵盖了近45年的长时间序列，为长期水文变化趋势分析、极端事件研究和气候变化影响评估提供了充足的数据基础。
（五）时间尺度
数据提供逐日、逐月和逐年三种时间尺度。逐日数据为原始模拟输出，逐月及逐年数据均由逐日数据计算平均值而得，满足不同时间尺度的研究需求。
五、数据变量与单位
（一）核心变量
本数据集所含的核心变量为河流径流量栅格数据，以网格形式提供全国范围内的河流径流量空间分布信息。该变量是水文研究、洪水预警和水资源管理的关键指标。
（二）变量单位
河流径流量的单位为立方米每秒（m³/s），这是国际通用的河流流量单位，便于与实测数据进行对比验证和国际学术交流。
（三）辅助变量
除核心的河流径流量变量外，GloFAS系统还提供了其他关键水文变量的一致表示，包括：
1. 土壤湿度指数（根区）：反映土壤水分状况，对径流生成过程具有重要影响
2. 雪水当量：表征积雪储水量，对春季融雪径流预测至关重要
3. 地表和地下径流当量（总和）：区分不同径流成分，有助于理解径流形成机制
此外，系统还提供了两个辅助文件用于数据解释：一个包含上游区域数据，用于流域汇流分析；另一个包含高程数据，用于地形特征分析和水文模型参数化。
六、数据处理说明
本数据集的处理流程经过严格的质量控制，确保数据的科学性和可靠性。
（一）原始数据格式转换
原始下载文件为逐日径流量grib格式，单位为m³/s。Grib格式是气象和水文领域常用的二进制数据格式，具有高效的数据压缩和存储特性。经过格式转换后，数据被转换为TIF栅格格式和Excel表格格式，提高了数据的可用性和兼容性。
（二）时间尺度聚合
逐月及逐年数据均由逐日数据计算平均值而得。在计算过程中，采用算术平均方法对逐日数据进行时间聚合，确保了不同时间尺度数据之间的一致性。逐月数据通过对每月所有日数据求平均获得，逐年数据则通过对全年所有日数据求平均计算得出。
（三）空间裁剪与投影
针对中国区域的应用需求，对全球数据进行了空间裁剪，提取了中国境内的数据范围。数据采用标准的地理坐标系统，便于与其他地理空间数据进行叠加分析和集成应用。
七、LISFLOOD水文模型简介
LISFLOOD是一个开源的分布式水文模型，专门设计用于模拟大尺度流域的水文过程。该模型在GloFAS系统中发挥着核心作用，其主要特点包括：
（一）模型结构
LISFLOOD采用栅格化的空间离散方式，能够充分利用遥感和地理信息系统数据。模型包含了完整的水文循环过程模拟，涵盖降水截留、蒸散发、入渗、地表径流、壤中流、地下径流、河道汇流等主要水文过程。
（二）输入数据
模型输入包括气象强迫数据（降水、温度、风速、辐射等）、地形数据（高程、坡度、坡向）、土地利用数据、土壤属性数据和河网数据等。这些输入数据的质量直接影响模型模拟的准确性。
（三）参数化方案
LISFLOOD模型采用物理基础的参数化方案，模型参数具有明确的物理意义。在GloFAS应用中，模型参数通过全球尺度的率定和验证，确保了模型在不同地理和气候条件下的适用性。
（四）模拟精度
通过与全球范围内的实测径流数据进行对比验证，LISFLOOD模型在大多数流域表现出良好的模拟性能，能够较好地再现径流的时空变化特征和极端洪水事件。
八、ERA5再分析数据说明
ERA5是欧洲中期天气预报中心（ECMWF）开发的第五代全球大气再分析数据集，是目前国际上应用最广泛的再分析数据产品之一。
（一）数据特点
ERA5提供了从1950年至今的连续气象数据，具有高时空分辨率（时间分辨率为小时，空间分辨率约为31公里）。数据集包含了大气、陆面、海洋等多个领域的数百个变量，为水文模拟提供了全面的气象强迫数据。
（二）质量控制
ERA5数据通过同化全球范围内的观测数据（包括地面站点、探空、卫星遥感等），结合先进的数值天气预报模型，生成了时空连续、质量稳定的再分析产品。数据经过严格的质量控制和不确定性评估，确保了数据的可靠性。
（三）ERA5T实时数据
ERA5T是ERA5的实时版本，在观测数据收集后约5天内发布。虽然ERA5T的质量略低于最终的ERA5产品（因为纳入的观测数据较少），但其时效性优势使其成为近实时应用的理想选择。ERA5T数据在发布约3个月后会被最终的ERA5数据替代。
九、数据应用领域
本数据集的高精度和长时间序列特征使其在多个领域具有广泛的应用价值。
（一）洪水监测与预警
数据集为洪水监测和预警提供了科学依据，特别是在缺乏实测数据的偏远地区和跨境流域。通过分析河流径流量的时空变化，可以及时识别洪水风险，为防洪决策提供支持。
（二）应急响应与风险管理
在洪水等水文灾害发生时，数据集能够为应急响应提供关键信息，帮助评估灾害影响范围和程度。同时，历史数据可用于洪水风险评估和灾害风险区划，为风险管理和防灾减灾规划提供依据。
（三）气候影响评估
长时间序列的径流数据为气候变化对水文过程的影响研究提供了基础。通过分析径流量的长期变化趋势，可以评估气候变化对水资源的影响，为适应性管理策略的制定提供科学支撑。
（四）水资源管理
径流数据是水资源评估和管理的基础信息。数据集可用于分析水资源的时空分布特征、评估水资源承载能力、优化水资源配置方案等，为水资源可持续利用提供决策支持。
（五）科学研究
数据集为水文学、气候学、地理学等领域的科学研究提供了高质量的数据资源。研究人员可利用该数据集开展径流变化机制、极端水文事件、水文模型验证等方面的研究。
十、哥白尼应急管理服务（CEMS）体系
全球洪水预警系统（GloFAS）和欧洲洪水预警系统（EFAS）都是哥白尼应急管理服务（CEMS）操作性洪水预报的重要组成部分。
（一）服务体系
CEMS是欧盟哥白尼计划的六大服务之一，专注于支持应急管理和灾害风险降低。该服务整合了卫星观测、地面监测和数值模拟等多种数据源，为自然灾害和人为灾害的监测、预警和响应提供及时、准确的信息服务。
（二）管理机构
CEMS由欧盟委员会联合研究中心（JRC）负责管理、技术实施和发展。JRC作为欧盟的科研机构，在灾害风险评估、预警系统开发和应急管理技术方面具有深厚的技术积累和丰富的实践经验。
（三）数据获取渠道
所有GloFAS和EFAS数据集均可通过CEMS数据存储系统（CEMS Data Store）获取。该平台为用户提供了便捷的数据检索、下载和可视化服务，支持多种数据格式和访问方式。
十三、数据覆盖优势
GloFAS系统的一个重要优势是其全球覆盖能力，能够覆盖偏远地区及缺乏实测数据的流域。
（一）数据稀缺地区
在许多发展中国家和偏远地区，由于经济、技术等原因，水文观测网络稀疏甚至缺失。GloFAS提供的模拟数据填补了这些地区的数据空白，为当地的水资源管理和洪水预警提供了基础数据支撑。
（二）跨境流域
对于跨越多个国家的国际河流，由于数据共享机制不完善，往往难以获得完整的流域水文数据。GloFAS提供的全球一致性数据为跨境流域的综合管理和国际合作提供了公共数据平台。
（三）无资料流域
在水文预报和水资源评估中，无资料流域一直是一个挑战。GloFAS基于物理过程的水文模拟为无资料流域提供了径流估算，虽然精度可能低于有观测数据的流域，但仍具有重要的参考价值。
十五、数据获取途径
（一）官方数据平台
数据可通过哥白尼应急管理服务数据存储系统（CEMS Data Store）获取。官方网址为：Catalogue — CEMS Data Store (copernicus.eu)。该平台提供了完整的数据目录、详细的数据说明文档和便捷的数据下载服务。
（二）数据注册与访问
用户需要在CEMS Data Store平台注册账号后方可下载数据。注册过程免费且简便，平台对学术研究和非商业应用完全开放。注册后，用户可以通过网页界面或API接口访问和下载数据。
（三）数据格式选择
平台支持多种数据格式的下载，包括原始的grib格式、NetCDF格式等。用户可根据自己的数据处理工具和分析需求选择合适的数据格式。
（四）技术支持
CEMS Data Store平台提供了详细的用户指南、技术文档和常见问题解答。用户在数据使用过程中遇到技术问题，可通过平台的帮助系统或联系技术支持团队获得协助。
十七、中国逐年径流量数据特点
针对中国区域提取的逐年径流量数据具有以下特点：
（一）空间完整性
数据覆盖中国全境，包括主要江河流域（长江、黄河、珠江、淮河、海河、松花江、辽河等）以及内陆河流域和西南国际河流，提供了完整的空间分布信息。
（二）时间连续性
1979年至2024年的连续时间序列为中国水文变化研究提供了长期数据基础，可用于分析气候变化背景下中国河流径流的演变规律。
（三）数据一致性
由于采用统一的模型和方法生成，数据在空间和时间上具有良好的一致性，避免了实测数据因观测方法、站点变迁等因素导致的不一致性问题。
（四）应用价值
数据可用于中国水资源评估、洪水风险分析、气候变化影响研究、流域水文模拟验证等多个方面，为国家水安全保障和水资源可持续利用提供科学支撑。
十四、数据文件组织结构
本数据集的文件组织结构清晰，便于用户检索和使用。
（一）时间维度组织
数据按照时间尺度分为逐日、逐月和逐年三个文件夹，每个文件夹内按年份进一步组织。这种层次化的文件结构便于用户快速定位所需时段的数据。
（二）空间范围标识
文件名中包含空间范围标识，明确指示数据的地理覆盖范围。对于中国区域数据，文件名中会标注"China"或相应的地理范围代码。
（三）元数据文件
每个数据文件夹都配有元数据文件，详细记录了数据的生成时间、模型版本、数据格式、坐标系统、变量说明等信息。元数据文件为数据的正确使用和解读提供了重要参考。
（四）辅助数据文件
除主要的径流量数据外，还提供了上游区域数据文件和高程数据文件。上游区域数据用于标识每个网格点的汇流区域，高程数据用于地形分析和结果解释。
1979-2024全国逐年径流量数据集（GloFAS)
(76 Bytes, 需要: RMB 28 元)
京公网安备 11010802022788号
