论文摘要
准确的降水估算对区域乃至全球尺度上的水文模拟、气候监测以及灾害防治具有十分重要的意义。卫星遥感降水数据产品作为一种监测降水的全新手段,不仅弥补了雷达和地面台站在技术手段上的局限性,更填补了在人迹罕至区域的数据空白。本文以长江流域内2014年至2017年224个气象台站的实测降水资料为真值,应用克里金插值法、双线性插值法、列联表等方法,从不同时空角度比较了新一代GPM IMERG v5卫星降水产品以及老一代TRMM 3B42 v7卫星降水产品在长江流域的适用性;并基于长江流域高程DEM数据,从数据整体精度、对降水的捕捉能力、降水发生概率三个方面评价了两种卫星产品在不同海拔下的降水估测能力;最后根据长江流域受到季风气候影响显著的特点,比较了两种卫星产品在东亚和南亚夏季风影响下对降水的探测能力。结果发现:（1）在时间尺度上,两种卫星在日尺度上的探测精度均低于年、月尺度,并在三种时间尺度上均高估了实际降水（RB<6%）;二者对冬季降水产生明显低估（RB<-40%）,对夏季降水存在较高的均方根误差,特别是GPM卫星对长江下游降水反演的RMSE值普遍大于2 mm/d;两种卫星均对弱降水的捕捉能力强于强降水。总体而言,GPM卫星对日尺度上降水的探测精度要低于TRMM卫星,而在年、月尺度上的精度大于TRMM卫星。（2）在空间分布上,GPM高估了长江下游地区的年均降水,而TRMM严重低估了四川盆地的降水;GPM均高估了不同月份主雨带的范围和强度,而TRMM低估了十一月至翌年二月四川盆地的降水;两种卫星降水产品对P≤1 mm/d的降水空间分布格局反演能力较差,而对1 mm/d<P≤50 mm/d的降水分布格局反演结果较好,两种卫星降水产品均高估了长江下游P>50 mm/d降水发生的概率;两种卫星降水产品在长江下游站点的相关系数和误差值均明显高于上游站点。（3）两种卫星降水产品均高估了海拔低于3000 m地区的降水,而低估了高于3000 m地区的降水(RBGPM=-5.42%,RBTRMM=-1.87%);GPM卫星在各高程带内通过比TRMM卫星更高的相关系数,更低的误差值显示出对降水较为精确的估计;GPM对小于1mm/d弱降水事件的探测率和误报率均较高,但对不同雨率探测的偏差率更接近最优值1;GPM卫星对不同高程带内各种阈值降水发生概率及平均降水量的反演结果均与实测值更为接近。（4）东亚季风区夏季降水形成机制和南亚季风区存在不同,并且东亚季风区夏季降水较南亚季风区开始时间更早、强度更强;两种卫星产品均高估了夏季平均降水率,其中以东亚季风区的高估尤为明显;两种卫星降水产品在东亚季风区与实测降水的相关度、误差值以及相对偏差均分别大于南亚季风区;由于GPM卫星算法的影响,其在两种季风区的表现均逊色于老一代TRMM卫星。对卫星降水产品的精度评价是近年来水文和遥感领域的热门话题,然而目前诸多精度评价工作普遍存在分析不全面的问题,因而对卫星数据的后续应用也造成相当大的不确定性。本文详细分析了不同时间和空间尺度上GPM和TRMM卫星数据在长江流域的估算精度,并结合本区的地形特点将其划分为不同的高程带进行分区评价,最后研究了夏季风对卫星探测精度的影响,以期最大程度上为本地区生态水文的后续研究提供有价值的参考。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 吴一凡
导师: 张增信
关键词: 长江流域,降水,精度评价,海拔高度,夏季风
来源: 南京林业大学
年度: 2019
分类: 基础科学
专业: 气象学
单位: 南京林业大学
分类号: P407
DOI: 10.27242/d.cnki.gnjlu.2019.000130
总页数: 75
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