以地面雨量站的觀測數(shù)據(jù)作為基準,采用連續(xù)統(tǒng)計指標（相關(guān)系數(shù)R、均方根誤差RMSE、偏差率β、變化率γ、綜合評價指標KGE’）以及分類統(tǒng)計指標（命中率POD、誤報率FAR、臨界成功指數(shù)CSI）,在不同時間尺度（1,3,6,12和24 h）,基于不同降水強度（小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨）范圍,綜合評價了3種衛(wèi)星降水產(chǎn)品（CMORPH CRT,TMPA TRMM 3B42和GPM IMERG）在太行山區(qū)的適用性。結(jié)果表明:在精度表現(xiàn)上,當降水累積到3 h之后,各產(chǎn)品的精度表現(xiàn)逐漸平穩(wěn),KGE’值基本保持不變,但總體精度較低。在降水探測表現(xiàn)上,3種產(chǎn)品的POD隨時間積累而升高,波動范圍在0. 5～0. 8,CRT和3B42產(chǎn)品的FAR隨時間的累積而下降,波動范圍在0. 5～0. 75。在不同降水強度范圍的進行精度分析,發(fā)現(xiàn)衛(wèi)星觀測降水和地面實際降水呈弱相關(guān)（R<0. 4）,RMSE隨雨強的增大而增大,POD隨雨強的增大而減少,范圍大致在0. 4～0. 65,FAR隨雨強的增大而升高,范圍大致在0. 6～0. 85。IMERG產(chǎn)品在各時間尺度下都低估了<0. 1 mm降水事件,而... 

【文章來源】：高原氣象. 2020,39(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

太行山區(qū)地形和雨量站分布

圖2顯示了衛(wèi)星降水產(chǎn)品在不同時間尺度下的精度表現(xiàn)，可見CRT和IMERG產(chǎn)品與地面觀測值的線性相關(guān)程度在1 h上最低[圖2(a)],R值中位數(shù)分別為0.12和0.61。3B42產(chǎn)品則表現(xiàn)出在3 h上與地面觀測值的相關(guān)性最低，R值中位數(shù)為0.39。IMERG產(chǎn)品數(shù)據(jù)與地面觀測數(shù)據(jù)顯示出了最優(yōu)的線性相關(guān)，并在降水累積到3 h以后R值波動范圍穩(wěn)定，CRT和3B42產(chǎn)品的相關(guān)系數(shù)也表現(xiàn)出了相似的變化特征。各產(chǎn)品的RMSE均表現(xiàn)出隨著時間的累積而增大，且IMERG產(chǎn)品的RMSE在各時間尺度上均最大。CRT和IMERG產(chǎn)品高估了實際降水（β>1），而3B42產(chǎn)品要低估（β<1）實際降水，并且所有產(chǎn)品都低估了實際觀測降水的變化情況（γ<1）的變化[圖2(d）]。KGE"作為R，β，γ的集成綜合評價指標，能更為概括性的反映衛(wèi)星降水產(chǎn)品的精度表現(xiàn)，由圖2(e）可知，除CRT產(chǎn)品在1 h上表現(xiàn)較差，其他產(chǎn)品在各時間尺度上的KGE"值基本保持不變，但總體表現(xiàn)不佳。衛(wèi)星降水產(chǎn)品在不同時間尺度的降水探測能力各有不同[圖2(f)～(h）]。POD隨時間的積累逐漸升高，F(xiàn)AR在3 h以后基本保持不變。結(jié)合POD和FAR可以計算CSI得分，CRT和3B42產(chǎn)品的CSI隨著時間積累而增加，由此可見，降水累積影響了衛(wèi)星產(chǎn)品POD從而造成了不同時間尺度上產(chǎn)品探測表現(xiàn)的差異。基于精度和探測能力的評價結(jié)果，衛(wèi)星降水產(chǎn)品表現(xiàn)和時間尺度的最優(yōu)契合節(jié)點應(yīng)該在6 h左右，在該時間尺度下，產(chǎn)品精度表現(xiàn)更好且能獲得更為短時的降水數(shù)據(jù)資料。

進一步分析衛(wèi)星降水產(chǎn)品在不同時間尺度下的精度表現(xiàn)。在1 h尺度，CRT和IMERG產(chǎn)品數(shù)據(jù)與地面觀測數(shù)據(jù)在各降水強度區(qū)間都呈現(xiàn)較弱的相關(guān)性（R?0.4），由于1 h內(nèi)發(fā)生大暴雨（P>40mm）的事件僅兩次，從而導致在該降水強度范圍內(nèi)的R=1。當P≥0.1 mm時，IMERG觀測數(shù)據(jù)與地面觀測數(shù)據(jù)達到了中等相關(guān)程度（R=0.45）。在3 h尺度，當P≥0.1 mm,CRT,IMERG和3B42產(chǎn)品的R值分別是0.50,0.6和0.48。當降水時間累計到6 h以上時，各產(chǎn)品對大暴雨觀測的相關(guān)性反而優(yōu)于其他降水量級。在各時間尺度下，3套衛(wèi)星數(shù)據(jù)與實際降水的RMSE隨著降水時間的累積而總體增大。關(guān)于降水產(chǎn)品的變化的離散程度可以通過變化率（γ）反映，3種產(chǎn)品在各時間尺度下，對各降水量級事件觀測的離散程度較高（γ>1），除24 h以外，其他時間尺度3種衛(wèi)星產(chǎn)品的γ均大于2�；贙GE"的計算結(jié)果，衛(wèi)星產(chǎn)品對各降水量級觀測精度在24 h上表現(xiàn)更好，這與RMSE的評價結(jié)果存在差異，其主要原因可能是：RMSE描述的是衛(wèi)星數(shù)據(jù)與地面數(shù)據(jù)偏差的平方與觀測天數(shù)比值的平方根，但實際強降水事件的降水量可能會大于本研究所劃定的暴雨或大暴雨量級閾值，從而導致RMSE在強降水量級范圍的差異很大，但由于β所計算的是時間序列上的均值，衛(wèi)星數(shù)據(jù)的觀測降水和站點觀測降水總量差異不大，就不會出現(xiàn)過大的偏差率，反而顯得衛(wèi)星降水產(chǎn)品在對大暴雨的觀測精度更高。因此，在對不同衛(wèi)星降水產(chǎn)品進行精度分析時，要多角度多指標的進行綜合評價。3.3 衛(wèi)星降水產(chǎn)品對不同降水類型的探測能力評價

【參考文獻】：
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本文編號：3042810