北京师范大学孟耀斌副教授课题组研制的高保真区域多参数天气发生器技术EHS-WG被全球再保险行业巨擘企业中再巨灾风险管理股份有限公司采用，用于在中国洪涝巨灾模型中生成降水随机情景。近日中再巨灾风险公司给孟耀斌博士发来应用证明（见图）。

背景和意义：自然条件不确定性常常是某领域风险的重要不确定性来源。在风险分析及其不确定性分析中，如何生成“科学合理”的自然条件情景往往是风险定量表达的难点，更是不确定性分析的关键。在保持多参数时空结构及其特点的同时表达随机性，从而产生具有符合“未然而应然”的自然情景是很有必要的。

原创创新：孟耀斌课题组，主要是孟博士指导的周凌峰博士（已毕业），完全自主研发了以对区域气象水文历史记录作经验正交分解（EOF）、希尔伯特—黄变换（HHT）、随机仿真（SS）三步串接为架构的区域多参数气象水文情景生成技术，简称EHS-WG。该技术方法原理在JoH等主流期刊发表。EHS-WG技术此次为行业巨擘中再巨灾风险管理股份有限公司用于构建中国洪涝巨灾模型，为我国灾害风险防范做出技术贡献。

模型原理与实现方法：

EHS-WG技术遵循课题组早期提出的“分解—模拟—复合”的基本架构。首先，建立区域多参数气象水文记录的时空数据矩阵并对部分参数做必要预处理；其次以EOF进行时空分离，空间结构部分保留并用于复合；第三，时间系数进行经验模态分解（EMD）得到IMF非平稳时域信号；第四，利用HHT的自满性将IMF表达为复信号；第五，保留复信号的瞬时振幅、瞬时频率不变但注入随机相位从而得到仿真复信号；第六，将仿真IMF复合为仿真时间系数，并与保留的空间结构复合为仿真的区域多参数气象水文情景。

应用前景：

EHS-WG方法具有通用性，并不限于对降水时空情景的再现。以该方法为基础生成的多参数区域气象水文场景，可以在更多领域应用。比如，EHS-WG生成的情景可以直接替代SWAT模型的天气发生器，与本课题组研制的流域尺度污染物暴露模拟模型SWAT-HM（重金属）、SWAT-KM（有机化学物质，新污染物）联用，可以精细化表达污染物的区域环境暴露，推动我国生态环境安全风险分析与防范的精细化发展。

参考说明：

EHS-WG原理方法已经发表英文论文，感兴趣的读者可参阅：

Zhou LF, Meng YB, & Abbaspour KC (2019) A new framework for multi-site stochastic rainfall generator based on empirical orthogonal function analysis and Hilbert-Huang transform. Journal of Hydrology, 575:730-742.（https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2019.05.047 ）

EHS-WG方法原理的中国发明专利说明文档可参阅：

孟耀斌，逯超，籍裴希，何寿亮，周凌峰.一种多参数时空气象场模拟方法及装置. ZL 2015 1 0002245.2. 授权公告日：2017.8.11（欢迎各方自由使用）

EHS-WG方法的时域实现方法可参阅专著章节：

孟耀斌,周凌峰,逯超 2022. 基于历史数据的区域气象场模拟方法（MVEOF-SMSS）[M]//曹红斌,孟耀斌,赵晗萍等:村镇环境居民健康风险评价与预警研究. 中国环境出版集团; 北京: 62-136.

 

图1 应用证明信