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卫星降水产品评价研究的演进脉络与前沿进展

干旱区地理 2021年第2期44卷 471-483页

作者：俞琳飞杨永辉杨艳敏中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省节水农业重点实验室河北石家庄050022 中国科学院地理科学与资源研究所/中国科学院陆地水循环及地表过程重点实验室北京100011

卫星遥感观测技术的不断发展,为全球降水准确定量观测提供新的手段,应用卫星降水产品的前提是进行地区的适用性评价。为了解卫星降水产品评价的研究现状和热点,以Web of Sci⁃ence数据库核心合集中1998—2020年752篇文献作为研究对象,利... 详细信息

卫星遥感观测技术的不断发展,为全球降水准确定量观测提供新的手段,应用卫星降水产品的前提是进行地区的适用性评价。为了解卫星降水产品评价的研究现状和热点,以Web of Sci⁃ence数据库核心合集中1998—2020年752篇文献作为研究对象,利用文献计量和网络分析的方法剖析卫星降水产品评价研究的演变趋势、合作关系和研究热点,以此来了解该领域的前沿进展。结果表明:该领域的研究论文发文量和引文量不断增长,且2015年开始高被引论文显著增多。美国、中国和德国是该领域的主要发文国家,美国和中国占到世界总发文量的76.2%,中国科学院是全球该领域发文量最大的学术机构,占到发文总量的11.6%。基于卫星降水数据在复杂地形区的多时空尺度评价、极端降水事件分析、大尺度干旱评价等是该领域的主要研究方向;典型的研究区包括青藏高原、拉普拉塔流域等。基于卫星降水数据在无资料地区的水文过程模拟、结合人工智能方法进行气候变化模拟、气象预报和预测等是该领域未来研究方向和热点。

关键词：卫星降水产品文献计量网络分析演进脉络前沿进展

卫星降水产品在遂川江流域可能最大降水估算中的应用

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中国农村水利水电 2020年第10期 60-65页

作者：朱丽虹李国芳刘守财河海大学水文水资源学院南京210098 深圳市龙岗河坪山河流域管理中心广东深圳510800

为探索估算缺资料地区可能最大降水量的新途径,以遂川江夏溪水位站以上流域为研究区域,基于CMORPH、CHIRPS、MSWEP和TRMM 3B42V7四种卫星降水产品和流域雨量站降水资料,对卫星降水数据进行了精度评估。选用精度较好的MSWEP和TRMM 3B42V... 详细信息

为探索估算缺资料地区可能最大降水量的新途径,以遂川江夏溪水位站以上流域为研究区域,基于CMORPH、CHIRPS、MSWEP和TRMM 3B42V7四种卫星降水产品和流域雨量站降水资料,对卫星降水数据进行了精度评估。选用精度较好的MSWEP和TRMM 3B42V7数据,采用改进的统计估算法推求流域面平均可能最大1 d降水量,所得结果分别为311.9和321.7 mm。作为参照,同时还依托较丰富的水文气象测站资料,采用水汽效率放大法求得可能最大1 d降水量为338.3 mm。比较两种途径的可能最大1 d降水量估算成果,相对偏差在8%以内,表明在缺资料的情况下,基于卫星降水产品估算可能最大降水量有着良好的应用前景。

关键词：卫星降水产品可能最大降水缺资料地区改进的统计估算法水汽效率放大法

三峡区间TMPA和IMERG卫星降水产品精度评估

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长江科学院院报 2019年第12期36卷 23-27页

作者：王汉涛张潇潇赵牧晨舒卫民中国长江电力股份有限公司三峡水利枢纽梯级调度通信中心成都610041 四川大学水利水电学院成都610065 四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室成都610065

为了验证卫星降水产品对地面站点降水观测数据的可替代性,研究利用地面站点观测数据,采用统计分析方法,对三峡区间流域TMPA3B43V7、GPMIMERG卫星降水产品进行月尺度下的精度评估。结果表明:2种卫星降水产品表现出较好的一致性;在流域上... 详细信息

为了验证卫星降水产品对地面站点降水观测数据的可替代性,研究利用地面站点观测数据,采用统计分析方法,对三峡区间流域TMPA3B43V7、GPMIMERG卫星降水产品进行月尺度下的精度评估。结果表明:2种卫星降水产品表现出较好的一致性;在流域上游地势平坦区域纬度较低,卫星降水产品精度相对较差;在流域下游高山峡谷地形纬度较高,卫星降水产品精度较好;卫星降水产品具有替代地面站点降水观测数据的潜力,在三峡区间流域具有一定的适用性。研究成果可为应用卫星降水产品进行三峡区间流域水文模拟、降水趋势分析等奠定基础。

关键词： TMPA IMERG 卫星降水产品三峡区间月平均降水量

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多源卫星降水产品在长江流域的时空精度对比

南水北调与水利科技（中英文） 2022年第2期20卷 230-242,252页

作者：郭家力丁光旭杨旭汤正阳张海荣潘仁伟戴凌全三峡大学水利与环境学院湖北宜昌443002 三峡库区生态环境教育部工程研究中心(三峡大学) 湖北宜昌443002 中国长江电力股份有限公司智慧长江与水电科学湖北省重点实验室湖北宜昌443000

准确评估现有多源卫星降水产品的时空精度特征,可为长江流域的水资源高效开发利用奠定坚实的气象数据基础。利用长江流域191个气象站点1999—2019年逐日站点实测降水数据和TRMM(tropical rainfall measuring mission)、CMORPH(CPC MORPH... 详细信息

准确评估现有多源卫星降水产品的时空精度特征,可为长江流域的水资源高效开发利用奠定坚实的气象数据基础。利用长江流域191个气象站点1999—2019年逐日站点实测降水数据和TRMM(tropical rainfall measuring mission)、CMORPH(CPC MORPHing technique)、CHIRPS(climate hazards group infrared precipitation with station data)和PERSIANN_CDR(precipitation estimation from remotely sensed information using artificial neural networks climate data record)4种卫星降水产品,运用皮尔逊相关系数R、均方根误差E RMS和纳什效率系数E_(NS)等连续性指标评价卫星降水产品在长江流域时间和空间尺度上相对于站点降水的探测精度,并运用探测率P_(OD)、误报率R _(FA)和T_(S)评分3个分类评价指标衡量卫星降水产品对不同量级降水的捕捉能力。结果表明:在年尺度上,TRMM和CMORPH相对于CHIRPS和PERSIANN_CDR表现出更高的探测精度,而对于年降水量空间分布特征,仅有TRMM、CMORPH和CHIRPS能不同程度地准确反映;在月尺度上,TRMM和CMORPH对降水估计仍然具有较高精度,TRMM、CMORPH和CHIRPS在描述月降水空间分布方面在长江流域不同区域各具优势;在日尺度上,4种卫星降水产品对弱降水的捕捉能力均较强,对强降水探测能力则较差;在空间尺度上,4种卫星降水产品在日和月尺度上表现为高海拔地区精度较高,而年尺度上则无明显变化规律。总体而言,4种卫星降水产品中,TRMM和CMORPH在长江流域年、月、日不同时间尺度上更具优势,但在空间分布上,4种产品在不同地区差异显著。这一结论为进一步开发适用于长江流域的高时空分辨率降水融合产品奠定了研究基础。

关键词：卫星降水产品时空比较精度对比统计评估长江流域

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多种卫星降水产品在长江流域的数据质量评价

人民长江 2024年

作者：余菲沈定涛谭德宝古洪己肖舒婷华中师范大学地理过程分析与模拟湖北省重点实验室华中师范大学城市与环境科学学院长江水利委员会长江科学院

准确的降水资料对防汛抗洪、水文预报以及灾害监测等应用至关重要。为系统分析卫星降水产品在长江流域的适用性，本文从降水精度特征、降水探测能力和极端降水捕捉能力三个方面对GSMaP、PERSIANN、CMORPH、TRMM、IMERG和CHIRPS共6种卫... 详细信息

准确的降水资料对防汛抗洪、水文预报以及灾害监测等应用至关重要。为系统分析卫星降水产品在长江流域的适用性，本文从降水精度特征、降水探测能力和极端降水捕捉能力三个方面对GSMaP、PERSIANN、CMORPH、TRMM、IMERG和CHIRPS共6种卫星降水产品进行综合评价，并区分了非汛期和汛期的表现。结果表明：（1）在降水精度特征方面，GSMaP在非汛期和汛期均展现出最高的精度，与地面数据的一致性显著优于其他产品，长江上游区域的其他卫星数据表现不佳，与地面的相关性较弱。进入汛期后，尽管长江中下游精度有所提升，但整体相关性仍然不强，且误差显著增大，表明监测效果不足。（2）在降水探测能力方面，GSMaP的命中率（POD值）普遍较高，尤其在洞庭湖流域表现突出，且误报率最低。IMERG和PERSIANN在特定区域表现相近，但CHIRPS和TRMM的整体探测能力较弱。（3）在极端降水捕捉能力方面，CHIRPS、CMORPH、IMERG和TRMM普遍高估降水量，而GSMaP与地面数据更吻合。在汛期，极端降水事件显著增加，部分地区R95PTOT值超过2000mm，所有卫星产品均能捕捉这些变化，但CHIRPS、CMORPH、IMERG、PERSIANN和TRMM普遍在西北部低估弱降水、东南部高估强降水。

关键词：卫星降水产品精度评估多尺度评价极端降水长江流域

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GPM卫星降水产品在中国大陆的精度评估

人民长江 2021年第5期52卷 50-59页

作者：张茹雍斌曾岁康河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室江苏南京210098 河海大学水文水资源学院江苏南京210098

为评估全球降水计划(GPM)主流卫星降水产品IMERG和GSMaP在中国大陆的适用性,基于中国气象局提供的地面降水数据集,选用6种统计指标及误差分解方法对其反演精度进行多时空尺度评估,并分析其误差组分特征。结果表明:①IMERG系列产品的统... 详细信息

为评估全球降水计划(GPM)主流卫星降水产品IMERG和GSMaP在中国大陆的适用性,基于中国气象局提供的地面降水数据集,选用6种统计指标及误差分解方法对其反演精度进行多时空尺度评估,并分析其误差组分特征。结果表明:①IMERG系列产品的统计指标整体表现较好,IMERG_Final虽改善了IMERG_Late在部分地区对降水的低估,但扩大了高估降水的范围,且校正算法对整体精度(CC、RMSE)的提高并不明显;GSMaP系列产品均高估了地面降水,GSMaP_Gauge的评估结果较纯卫星产品GSMaP_MVK均有较大提高。②IMERG系列产品对降水事件的探测能力较好,GSMaP_Gauge对降水有着高命中率(POD)的同时,误报率(FAR)最高。各产品在强降水区域均表现出较高的命中率和较低的误报率,表明卫星产品对强降水的探测能力较优。③IMERG和GSMaP的误差成分主要来源于误报误差,且具有极为明显的季节性差异,卫星降水产品对暖季降水探测精度更高。总体上,IMERG和GSMaP在湿润区的反演精度优于其他区域,站点校正数据优于纯卫星数据,能较为准确地反映中国大陆的降水特征。

关键词：卫星降水产品精度评估误差特性 IMERG GSMaP 中国大陆

卫星降水产品对台风暴雨事件的呈现能力及其综合表现

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水力发电 2022年第5期48卷 22-26,38页

作者：廖庆龙广西桂禹工程咨询有限公司广西南宁530023

卫星降水产品可实现对台风运动所引起暴雨事件的准实时监测。以2021年17号台风“狮子山”为研究对象,分析评价全球降雨测量计划GPM两种准实时产品IMERG_E和IMERG_L对该台风过境海南岛时的暴雨监测能力,并基于综合表现指数(CPI),评价了... 详细信息

卫星降水产品可实现对台风运动所引起暴雨事件的准实时监测。以2021年17号台风“狮子山”为研究对象,分析评价全球降雨测量计划GPM两种准实时产品IMERG_E和IMERG_L对该台风过境海南岛时的暴雨监测能力,并基于综合表现指数(CPI),评价了卫星降雨产品的综合表现。结果表明,2种准实时产品基本能呈现台风“狮子山”过境海南岛时降雨的分布情况,但存在比较明显的暴雨量低估现象。2种产品的台风降雨探测能力随着降雨阈值增加而变弱,但在3~5 mm/h区间时保持相对稳定。IMERG_L相对于IMERG_E在部分站点保持更高的相对偏差,在5 mm/h降雨阈值下,其在部分站点的探测能力弱于IMERG_E。

关键词：监测能力台风暴雨卫星降水产品 IMERG 海南岛

卫星降水产品在陇东2022年7月特大暴雨事件中的适用性评估

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干旱气象 2023年第6期41卷 997-1007页

作者：王一丞刘维成宋兴宇张文光兰州中心气象台甘肃兰州730020 甘肃省高台县气象局甘肃高台734300

以地面雨量站观测数据、中国气象局多源融合降水数据(CMPAS)为基准,通过定量、分类、结构相似度3种方法综合评估8种卫星降水产品(FY-4A、CMOPRH-RT、IMERG-Early、IMERG-Late、GSMaP-Now、GSMaP-Gauge、PERSIANN-Now、PERSIANN-CCS)在甘肃陇东2022年7月一次破历史记录的极端性强降水过程中的适用性。结果表明:(1)8种卫星降水产品基本反映降水中东部大、西北小的空间分布特征,除GSMaP-Now产品外,其余7种产品均低估暴雨中心降水量。(2)8种卫星降水估算产品对于强降水峰值的描述能力较好,强降水过程的2个峰值阶段均有体现,但均严重低估大暴雨及以上量级降水。(3)GSMaP-Gauge对暴雨以下量级降水估算最优,而CMOPRH-RT对暴雨及以上量级降水估算最优,所有产品对特大暴雨量级降水均无法正确命中。(4)CMOPRH-RT产品能从降水总量、降水量级、形态分布三方面最好地表现降水过程的结构分布。对本次降水事件,CMOPRH-RT降水产品在各方面表现综合最优。

关键词：特大暴雨卫星降水产品极端性强降水过程检验评估

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水电能源科学 2018年第11期36卷 5-8,13页

作者：杨震宇宁少尉金菊良武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室湖北武汉430072 合肥工业大学土木与水利工程学院安徽合肥230009

为提高卫星降水产品在区域尺度的应用性,通过长江流域量化分析两种最新GPM计划卫星降水产品(GSMap-gauged和GPM-IMERG)的性能,根据2014年4月至2016年3月时空分辨率为0.25°/天、0.25°/月的卫星降水数据,与地表观测数据进行对比分析。... 详细信息

为提高卫星降水产品在区域尺度的应用性,通过长江流域量化分析两种最新GPM计划卫星降水产品(GSMap-gauged和GPM-IMERG)的性能,根据2014年4月至2016年3月时空分辨率为0.25°/天、0.25°/月的卫星降水数据,与地表观测数据进行对比分析。结果表明,两种卫星降水产品的总误差在空间尺度上显示出截然不同的分布特点。在时间尺度上,夏季降水观测效果明显优于冬季。同时,GSMap-gauged高估了不足8mm/d的降水,低估了超过16mm/d的降水;GPM-IMERG低估了4～32mm/d的降水,高估了超过64mm/d的降水。通过极端降水指数发现GSMap-gauged低估了RRR99P、RR20TOT;而GPM-IMERG则略有高估。通过对比子流域上相关系数、平均误差、检测概率和假报警比率四项指标,发现GSMap-gauged明显优于GPM-IMERG。

关键词：卫星降水产品 GSMap-gauged GPM-IMERG 长江流域误差分析性能评估