基于GIS多方法框架的土耳其爱琴海沿海地区气候分类与空间制图

《Scientific Reports》：A multi-method spatial interpolation framework for climate boundary mapping in the Aegean region of Türkiye

　　

摘要

了解气候的空间变化对于评估水平衡、土地利用和区域可持续性至关重要。本研究提出了一种基于GIS的多方法框架，整合了Thornthwaite、de Martonne、Erin?、K?ppen、K?ppen–Geiger和Trewartha等经典气候分类系统，并采用比较性地统计插值方法来划定土耳其爱琴海沿海地区的气候边界。该研究使用Climate-Data.org提取的四个代表性站点的长期气候基准数据（1991–2021）进行气候分类分析，同时将全部九个地理位置不同的站点数据纳入地统计插值，以生成空间连续的气候图。采用Kruskal–Wallis检验评估各站潜在蒸散量（ETp）的差异，结果显示无统计学显著变化（p = 0.797）。在评估的六种插值方法中，径向基函数（RBF）取得了最低的预测误差（RMSE = 4.342；R2 = 0.758），而经验贝叶斯克里金（EBK）表现出相当的性能（RMSE = 4.590；MAE = 3.271；R2 = 0.729）。尽管RBF的交叉验证指标略优，但本研究选择EBK进行空间气候制图，因其能够显式建模空间自相关性并量化预测不确定性，这在站点分布稀疏且不均匀的情况下尤其具有优势。Thornthwaite降水有效指数（Im）值范围为?9.81至9.49，表明研究区域整体以干旱至半湿润气候条件为主。该基于GIS的框架表明，将多种气候分类系统与比较性插值分析相结合，能够改进区域气候边界的划定，并为数据有限的沿海环境气候制图提供了一种可迁移的方法论。