全球降水观测计划(GPM)简介

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第2次全球降水观测计划(GPM)亚洲工作组会议简介

第2次全球降水观测计划(GPM)亚洲工作组会议简介

第2次全球降水观测计划(GPM)亚洲工作组会议简介
杨虎
【期刊名称】《气象科技合作动态》
【年(卷),期】2009(000)001
【摘要】第2次全球降水观测计划(GPM)亚洲工作组会议2008年6月2~4日在日本滨松市举行。

会议由日本宇宙和航空局(JAXA)及美国航空航天局(NASA)主办,参会人员是JAXA和NASA的GPM项目经理等管理人员,以及日本和东南亚国家的科研人员。

【总页数】1页(P21)
【作者】杨虎
【作者单位】国家卫星气象中心
【正文语种】中文
【中图分类】P111.21
【相关文献】
1.TRMM卫星和全球降雨观测计划GPM及其应用 [J], 袁金国;牛铮;龙丽民
2.WMO综合全球观测系统(WIGOS)减轻灾害风险(DRR)工作组会议简介[J], 吴晓京;
3.精细化评估GPM/IMERG产品对台风"妮坦"降水的观测精度 [J], 陈爱军;吴雪菲;楚志刚
4.全球降水观测计划IMERG降水产品对中国大陆极端降雨监测能力评估 [J], 刘
若兰;江善虎;任立良;卫林勇;王孟浩;陆玉洁
5.全球降雨观测(GPM)卫星计划 [J], 赵俊红(摘)
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GPM卫星降水产品在台风极端降水过程的误差评估

GPM卫星降水产品在台风极端降水过程的误差评估

GPM卫星降水产品在台风极端降水过程的误差评估肖柳斯;张阿思;闵超;陈生【期刊名称】《高原气象》【年(卷),期】2019(38)5【摘要】以雨量站观测数据为基准,利用相关系数(CC)、相对偏差(RB)、均方根误差(RMSE)以及分级评分指标(探测率POD、误报率FAR、临界成功指数CSI),对全球降水计划GPM多卫星融合产品4.4版本准实时产品IMERG_ER(简称IMERG)在2017年接连登陆广东的3个台风"天鸽"、"帕卡"和"玛娃"极端降水过程性能进行评估。

广东省内"天鸽"、"帕卡"和"玛娃"的CC分别为0.80,0.68和0.47,RB为-12.00%,-47.06%和-29.10%,RMSE达33.00,40.03和26.40 mm。

雨区的CC分别为0.59,0.48和0.33,RB为2.21%,-43.58%和-25.94%,RMSE为44.34,51.04和40.64 mm。

IMERG低估了"天鸽"、"帕卡"、"玛娃"的总体降水强度,主要源自于对雨区的低估。

从散点分布来看,IMERG高估了强降水,低估了弱降水的强度,对极端强降水的估测能力存在较大的不稳定性。

降水量时序变化特征表明,IMERG较好体现了降水峰值和谷值的数量及变化趋势,但时间和强度有偏差。

误差来源于复杂地形、PMW观测时间分辨率不足和IR反演降水准确度不足对卫星估测降水的影响。

分级检验结果显示,相同量级内,雨区的POD更大,FAR更小,CSI评分更高,IMERG对雨区的反演能力更强。

IMERG对"天鸽"估测效果最好,POD较高,FAR 较小,CSI较高;"帕卡"POD较低,暴雨及以上的FAR较高,CSI下降显著;"玛娃"POD 比"帕卡"高,但FAR也高,CSI中等。

GPM卫星反演降水产品在江苏地区的适用性

GPM卫星反演降水产品在江苏地区的适用性

GPM卫星反演降水产品在江苏地区的适用性陈茜;官莉【摘要】以江苏省70个地面雨量站分钟观测数据为基准,对比分析了一个完整年周期GPM卫星搭载的双频降水雷达(DPR)反演降水产品精度.结果表明DPR常规模式(NS)、匹配模式(MS)和高灵敏度模式(HS)扫描产品反演降水与地面雨量计观测数据均在过境后几分钟内达到最佳匹配效果.以NS产品为例,全年反演降水均方根误差大致为2 mm/h,相关系数在0.5以上,相对偏差为-20%左右.并且降水产品在夏季反演精度最高.对反演误差进行初步分析发现,卫星反演降水率算法精度对校正因子ε有非常强的敏感性,并且选择ε值的算法约束不足会导致最终计算求解模块SLV的路径积分衰减PIA值异常,引起极端降水反演的误差.【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2018(046)006【总页数】9页(P1103-1110,1123)【关键词】GPM卫星;反演降水;路径积分衰减(PIA)【作者】陈茜;官莉【作者单位】南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室,南京210044;南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心,中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室,南京210044【正文语种】中文【中图分类】P412.27引言降水是一个在全球水循环和气候变化中都不可忽略的重要因素[1],星载雷达为大范围降水观测提供了解决方案。

星载雷达降水观测通过接收主动发射的微波经降雨衰减的信号来量测降雨的三维分布,还可以进一步提供全球潜热的数据和资料,从而改进对全球能量蓄积和气候差异的了解[2]。

与此同时,其又有探测范围广,探测精度高,对人类难以触及的地区进行持续观测的优势,故它是对地基观测的一个重要补充。

然而,由于雷达直接观测的是雷达反射率因子Z,其降水量来源于Z-I(I:雨强)关系的反演,对反演参数依赖性很强,产品的可靠性需要由直接观测数据进行进一步验证。

GPM卫星和地面雷达对江苏盐城龙卷风强降水估测的对比

GPM卫星和地面雷达对江苏盐城龙卷风强降水估测的对比

GPM卫星和地面雷达对江苏盐城龙卷风强降水估测的对比GPM卫星和地面雷达对江苏盐城龙卷风强降水估测的对比近年来,龙卷风成为我国天气灾害中的重要组成部分,对社会经济造成了巨大的破坏。

江苏盐城作为华东地区的重要城市,也多次遭受到龙卷风侵袭。

为了更好地预测和估测龙卷风降水,科学家们采用了多种技术手段,其中最常用的是GPM卫星和地面雷达。

GPM(Global Precipitation Measurement)卫星是由美国宇航局(NASA)和日本航空航天局(JAXA)联合研发的卫星,旨在全球范围内实时监测降水过程。

该卫星搭载了一台名为Dual-frequency Precipitation Radar(DPR)的雷达,可以获取到较高的空间分辨率和精度。

而地面雷达则是一种传感器设备,可以通过散射信号等方式实时监测降水情况。

对于江苏盐城这样的地区,龙卷风伴随着强降水,给预测和估测工作带来了巨大挑战。

GPM卫星和地面雷达作为两种常用的技术手段,各具特点,具有相应的优势和不足。

首先,GPM卫星具有较强的遥感能力,可以全面覆盖整个江苏盐城地区。

由于其在卫星高度上工作,可以观测到更大范围内的降水情况。

此外,GPM卫星的雷达可以以高频率获取数据,可以提供较为准确的降水同化和预测。

然而,由于卫星高度上工作,GPM卫星的分辨率相对较低,可能无法捕捉到一些细小的降水细节。

与此相比,地面雷达由于近距离工作,其分辨率较高,可以更准确地捕捉到龙卷风强降水的细节。

而且地面雷达通常部署在重要的预报和预警站点上,可以实时收集数据,并及时提供给气象部门。

然而,地面雷达工作范围有限,可能无法获取到一些偏远地区的降水数据。

为了更好地利用这两种技术手段,提高对江苏盐城龙卷风强降水估测准确性,科学家们进行了一系列研究和实践。

他们将GPM卫星和地面雷达数据进行对比分析,并进行数据同化,以期获得更准确的结果。

研究表明,通过结合GPM卫星和地面雷达的数据,可以更准确地预测和估测龙卷风强降水的时间、强度和范围。

GPM的名词解释

GPM的名词解释

GPM的名词解释随着科技的不断进步和人类对宇宙的探索,我们逐渐认识到了各种新概念和新术语。

其中一个重要的名词就是GPM(Global Precipitation Measurement,全球降水测量)。

GPM是一个国际合作项目,旨在将地球上的降水情况进行全面评估和测量。

本文将对GPM这个名词进行解释,并探讨其在科学研究和应用实践中的重要性。

首先,我们来了解一下GPM的背景和意义。

降水是地球气候系统中的重要组成部分,对于农业、水资源管理、自然灾害监测和气候变化研究都具有重要的影响。

然而,由于地球上的降水分布极不均匀,传统上利用地面气象观测站点数据进行降水评估存在诸多局限。

因此,GPM项目应运而生,旨在通过卫星遥感技术和先进的降水测量算法,提供全球范围内高分辨率、实时的降水观测数据,从而改善我们对降水现象的认识和预测能力。

GPM项目于2014年正式启动,它由日本国家航空航天局(JAXA)和美国国家航空航天局(NASA)共同合作推进。

该项目借鉴了日本自2006年开始执行的“降水卫星计划(TRMM)”的经验和技术成果,进一步提升了降水测量的准确性和全球覆盖范围。

GPM卫星搭载了一系列先进的降水测量仪器,比如微波辐射计和雷达探测器,这些仪器能够对降水的各种参数进行准确测量,包括降水量、降水类型和云的垂直结构等。

GPM的数据和产品在很多领域都有广泛的应用。

首先,GPM可以提供有关降水的实时观测数据,为气象预报、短期天气预警和灾害监测提供重要依据。

通过实时监测降水情况,我们可以更加准确地预测台风、暴雨、洪涝等自然灾害,并采取相应的措施来减少损失和风险。

其次,GPM的数据对于气候变化的研究也起到了重要的作用。

通过长期观测降水的变化趋势和分布格局,科学家们可以更好地理解全球气候系统的变化,并评估气候模型的准确性和可靠性。

此外,GPM的数据还可以用于农业和水资源管理等领域,帮助做出合理的决策和规划。

当然,GPM项目也面临着一些挑战和限制。

gpm原理

gpm原理

gpm原理GPM原理GPM(Global Precipitation Measurement)是一项用于全球降水观测的国际合作项目,旨在通过卫星观测和地面测量相结合的方式,获取全球范围内的降水数据。

该项目的核心原理是利用微波辐射的特性来推测大气中的降水情况。

GPM项目的实施主要依托于一颗名为GPM卫星的观测平台。

该卫星搭载了一系列的降水观测仪器,包括主雷达探测器(DPR)和微波辐射计(GMI)等。

其中,主雷达探测器通过发射和接收微波信号,探测降水粒子的反射信号,进而确定降水的位置、强度和类型。

而微波辐射计则通过测量大气中微波辐射的强度和频率,进一步推算出降水的量化信息。

GPM项目的原理可以简单概括为三个步骤:微波辐射传输、降水粒子探测和数据处理与分析。

微波辐射传输是指大气中微波辐射的传播和散射过程。

微波辐射在大气中的传输受到大气中水汽和降水粒子的影响,不同频率和波长的微波辐射在大气中的传输特性不同。

通过测量不同频率和波长的微波辐射强度,可以推算出大气中水汽和降水粒子的含量和分布。

降水粒子探测是指通过微波辐射与降水粒子的相互作用来确定降水的信息。

降水粒子对微波辐射有着明显的散射和吸收作用,不同类型和强度的降水粒子对微波辐射的影响也不同。

通过分析微波辐射与降水粒子的相互作用,可以确定降水的类型(如雨、雪、冰雹等)、强度和垂直分布。

数据处理与分析是指将观测到的微波辐射数据进行处理和分析,提取出降水的相关信息。

数据处理包括对原始数据进行校正、滤波和插值等操作,以获得更准确的降水信息。

数据分析则利用统计学和模型等方法,将观测到的降水数据与其他气象要素进行关联分析,从而揭示出降水与气候变化、天气系统演变等之间的关系。

GPM项目利用微波辐射的特性来推测大气中的降水情况,通过卫星观测和地面测量相结合的方式,实现了对全球范围内降水的监测和分析。

该项目的实施为气象学、水资源管理、农业等领域提供了重要的数据支持,促进了对全球降水过程的深入认识和理解。

GPM卫星降水产品在淮河上游径流模拟中的适用性

GPM卫星降水产品在淮河上游径流模拟中的适用性

GPM卫星降水产品在淮河上游径流模拟中的适用性近年来,全球气候变化对人类社会产生了严峻影响,极端天气现象频发。

作为全球最大的平原河流之一,淮河上游地区的洪涝问题备受关注。

在实施有效的洪水防控和降水预警系统中,准确的降水数据至关重要。

然而,传统的地面降水观测网络在时间和空间上的局限性使得其无法满足实际需求。

因此,使用卫星遥感数据来得到全球范围内的降水信息成为一种重要的选择。

GPM卫星(Global Precipitation Measurement Mission)是由日本和美国联合发起的一个国际化项目,旨在提供全球范围内的降水观测数据集,以增进水文和气候探究。

GPM卫星通过使用多个微波传感器和雷达系统来对不同类型的降水进行观测,并将数据整合到一个统一的数据产品中。

这些数据产品可以提供降水的时间、空间和强度等详尽信息,具有很高的精度和可靠性。

淮河上游地区是我国重要的农业产区,洪涝灾难对该地区的农业生产和经济进步造成了严峻影响。

在传统的降水预报模式中,通常使用地面观测数据来进行模拟和猜测。

然而,由于地形复杂和气象站分布不匀称等因素,地面观测数据的局限性显现出来。

而GPM卫星提供的遥感数据则能够弥补这一缺陷。

GPM卫星降水产品包含了日降水量、3小时降水量和实时降水强度等多个因素。

通过对这些因素的分析,可以准确地模拟淮河上游地区的降水状况,并进一步猜测洪水的发生和进步趋势。

此外,GPM卫星降水数据还可以与地面观测数据进行比对,验证其准确性和可靠性。

在实际应用中,利用GPM卫星降水数据来进行淮河上游径流模拟可以提供一些重要的优势。

起首,GPM卫星可以提供全球范围内的连续观测数据,这使得模拟结果更加全面和准确。

其次,GPM卫星降水产品的时空区分率较高,可以满足区域标准和子区域标准的模拟需求。

最后,GPM卫星降水数据的更新频率较高,可以准时反映降水变化的动态过程,对洪涝预警和防控工作具有重要意义。

然而,GPM卫星降水数据的应用也存在一些问题和挑战。

全球降水観测/二周波降水レーダ(GPM/DPR) 文部科学省

全球降水観测/二周波降水レーダ(GPM/DPR) 文部科学省
○通信・測位衛星の継続運用を行うことで、移動体通信や大 容量・高速のインターネット通信の利用実証、高精度な測位 サービスの実証等の技術実証等を継続して行います。
○科学衛星や探査機等の各衛星プロジェクトのミッションを確 実に達成するため、運用計画を立案して衛星を着実に運用 し、取得データの処理や解析を継続的に実施します。これに より、最大限の科学成果を挙げ、理工学それぞれの側面か ら宇宙科学研究を推進します。
製造・打上げ
○分担:雲プロファイリングレーダ(CPR)開発はJAXA/NICT、
衛星と他センサ開発・打上げ・運用はESA、利用は両者
EarthCARE衛星 【ESA】
雲プロファイリング レーダ(CPR) 【JAXA/NICT】
条件(対象者、対象行為、補助率等)
○事業内容 ・ JAXAは、情報通信研究機構(NICT)と協力して、我が国が
03-6734-4156
事業の内容
事業イメージ
事業の概要・目的
○事業計画 (平成22年度~26年度の5年計画)
○大学の研究者や中小企業の技術者に加え、アジアなど
和歌山大学、東京大学等による大学連合において実施します
宇宙新興国の研究者等も招聘して超小型衛星(※)の研究 開発を大学を拠点として行い、4機の衛星を開発します。
○米国(NASA)との共同の国際協力ミッションであり、JAXAは、 情報通信研究機構(NICT)と協力して、DPRの開発等を実 施します。これは、全球地球観測システム(GEOSS)の社会 利益分野に貢献する研究開発活動です。
○分担:DPR開発はJAXA、衛星 と他センサ開発はNASA、
打上げはJAXA/NASA共同 運用はNASA、利用は両者

GPM卫星DPR和GMI探测的2018年5月重庆超级单体云团降水结构特征分析

GPM卫星DPR和GMI探测的2018年5月重庆超级单体云团降水结构特征分析

GPM卫星DPR和GMI探测的2018年5月重庆超级单体云团降水结构特征分析超级单体云团是指具有非常强降水能力的天气系统,通常在短时间内带来大量的降水。

2018年5月,重庆地区发生了一次重大的超级单体云团天气事件,给当地人民的生产生活带来了巨大影响。

本文将通过分析GPM卫星DPR和GMI探测到的数据,对这次天气事件的降水结构特征进行详细分析。

首先,我们将从时间分布和空间分布两个方面进行分析。

根据GPM卫星DPR和GMI探测到的数据,可以看出这次超级单体云团发生在2018年5月的某个具体时间段,而且主要出现在重庆地区的特定空间范围内。

通过对这些数据进行统计和处理,可以得出降水的时间分布和空间分布的特征。

例如,超级单体云团主要出现在下午和晚上时段,并且集中在重庆市区及周边地区。

这些数据对于预测和防范类似天气事件具有重要意义。

其次,我们将从降雨量、降水时长和降水范围三个方面进行分析。

根据GPM卫星DPR和GMI探测到的数据,可以得出这次超级单体云团降水量非常大,降水时长较长,并且降水范围广泛。

在某个特定时间段内,重庆地区出现了几十毫米甚至几百毫米的降水量,降水时长长达数小时,超过了正常天气的降水水平。

同时,降水范围也非常广泛,涉及到重庆市区及周边的大部分地区。

这些数据表明,这次超级单体云团具有极强的降水能力,对当地的水资源管理和防洪工作提出了巨大挑战。

最后,我们将从云团垂直结构和降水类型两个方面进行分析。

根据GPM卫星DPR和GMI探测到的数据,可以看出这次超级单体云团的垂直结构非常复杂。

在云团上、中、下层,存在着不同类型的云和降水。

例如,在云团上层,可能存在着巨大的积云和层积云,它们通常是垂直发展的主要区域。

在云团中层,可能存在着大量的积雨云,它们是降水的主要来源。

在云团下层,可能存在着低云和雾,它们通常是降水停止后的反射。

通过对这些数据的分析,可以了解超级单体云团的垂直结构和降水类型的特征,为天气预报和防灾减灾工作提供参考。

降水测量综述

降水测量综述

降水测量综述一、背景NASA的降水测量任务(PMM)是通过开发和部署先进的星载传感器,去获取降水过程的物理数据,并通过数据分析对天气、气候以及与降水相关的自然灾害做出监测和预报。

降水测量任务包括热带降雨测量任务(TRMM)和全球降水测量任务(GPM),这两者都是由NASA 和JAXA(日本航空航天局)发起的,GPM是TRMM建立在TRMM的基础上的一个提供全球雨雪观测的国际卫星网络,其最重要的部分是核心卫星的部署,该卫星搭载先进的雷达或辐射计系统对太空降水进行测量,给全球降水量的测量提供参考数据。

另外,通过对全球降水量测量的改进,GPM也加深了我们对地球水和能源循环的了解,从而对自然灾害和灾难可以进行更好地预测和预防。

GPM的核心设计是TRMM高度成功的降雨感应软件包的扩展,此软件包主要关注热带和亚热带海洋上的大到中度的降雨。

由于中高维度的降水主要是小雨和落雪,相对于TRMM而言,GPM主要扩展了对小雨、固体降水以及土壤微物理特性的测量能力。

对于降水特征的研究,GPM提供了更高的精度、覆盖范围和动态范围的全球降水量测量,预计将来GPM可以通过吸收瞬时降水信息来对天气和降水进行预报。

二、算法TRMM和GPM依靠被动和主动测量来测量降水的性质。

GPM的双频降水雷达等有源雷达发送和接收反射回雷达的信号,反射回雷达接收器的信号提供了对云中多个垂直上雨滴或雪滴的大小和数量的度量;而GPM微波成像仪等无源降水辐射仪可以测量整个观测区域的自然热辐射也就是亮度温度。

得到雷达反射率和亮度温度的数据后,可使用算法将这些数据转换为降水信息,这些科学算法由PMM团队设计,转换为计算机代码,由降水处理系统进行运行和编译,通过与地面验证数据的对照可看出算法性能。

GPM一般使用较多的算法有以下四种:雷达算法、辐射计算法、雷达加辐射计组合算法、多卫星算法。

雷达算法的独特功能是提供降雨的三维结构,从而获得有关海洋和陆地的高质量降雨估计。

GPM-GSMaP卫星降水在中国大陆的误差解析

GPM-GSMaP卫星降水在中国大陆的误差解析

第 15 卷 第 4 期2020年12月岀版亚热带资源与环境学报Journal of Subtropical Resources and EnvironmentVol. 15 No. 4December 2020陈家琳,雍斌.GPM-GSMaP 卫星降水在中国大陆的误差解析[J].亚热带资源与环境学报,2020, 15 (4) : 76-85.CHEN J L , YONG B. Error analysis of global satellite mapping of precipitation for GPM-GSMaP in mainland China [J]. Journal of Subtropical Re ­sources and Environment , 2020, 15 (4) : 76-85. DOI : 10. 19687/j. cnki. 1673-7105. 2020. 04. 010.GPM-GSMaP 卫星降水在中国大陆的误差解析陈家琳打雍斌1,2**收稿日期:2020-07-14基金项目:国家重点研发计划(2018YFA0605402);国家自然科学基金(51979073)作者简介:陈家琳(1996—),女-四川眉山人-硕士研究生-主要从事GIS 在水文气象中应用的研究-chenjlmn@ 163. com°*通信作者:雍斌(1975—)-男,安徽马鞍山人,教授,博士,主要从事水文遥感方面的研究,yongbin@hhu. edu. cn°(1.河海大学水文与水资源学院,南京211100;2.河海大学水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,南京210098)摘要:以中国气象局提供自动气象站融合降水产品为参考基准,采用误差分解方法评估了GSMaP_ MVK 降水产品在中国大陆不同季节、不同气候区和高程上的传感器反演降水误差特征。

结果表明:(1) GSMaP 各传感器的测雨精度均表现出较强的高程和季节性差异,海拔越高,精度越差,冬季差,夏季较好。

GPM卫星双频测雨雷达探测降水结构的个例特征分析

GPM卫星双频测雨雷达探测降水结构的个例特征分析

GPM卫星双频测雨雷达探测降水结构的个例特征分析GPM卫星双频测雨雷达探测降水结构的个例特征分析降水是地球上的常见气候现象之一,对于气候变化、水资源管理和灾害预测等方面都具有重要意义。

然而,由于地理环境和大气条件的差异,不同地区的降水形态和结构差异很大。

针对这个问题,科学家使用卫星遥感技术来获取全球范围内的降水数据,并利用这些数据来研究降水结构的特征。

GPM(Global Precipitation Measurement)卫星是由美国和日本共同合作研发的降水测量卫星,其搭载了双频测雨雷达(Dual-frequency Precipitation Radar,简称DPR)。

DPR具有双频的特点,能够提供高分辨率的降水数据。

通过使用GPM卫星和DPR测雨雷达的数据,科学家们可以深入研究不同降水个例的特征,进而更好地理解降水的形态和结构。

在研究中,科学家们首先选择了一个代表性的个例,即某地区一次持续性高强度降水事件。

通过分析该事件的时间序列和空间分布图,科学家们发现降水开始时为局部小范围降水,随着时间的推移,降水规模逐渐扩大,并且在降水过程中出现了强降水带和弱降水带的明显差异。

通过对比不同频率的雷达数据,科学家们还发现在高频率下,降水的垂直延伸更为明显,与低频率下的降水形态相比,垂直结构更加复杂。

进一步的分析表明,在该降水个例中,降水带呈“V”字形结构,并且降水向上有一个强烈的垂直倾斜,这表明降水过程中存在着较强的垂直气流。

而降水带两侧的回波量则较低,很少出现对流发展的迹象。

此外,在不同高度上,降水粒子的排列形态也有所不同。

在低层大气中,降水粒子主要呈弥散状分布,而在较高高度上,降水粒子则呈集中排列。

这种结构的差异可能与大气环流和湍流的影响有关。

总的来说,GPM卫星双频测雨雷达对降水结构的个例特征进行了深入分析。

研究表明,在不同频率下,降水的垂直分布和形态结构存在差异。

通过深入研究降水个例的特征,我们可以更好地理解和预测降水的形态和结构,进而为防灾减灾和水资源管理提供科学依据。

“全球降雨观测”卫星发射升空

“全球降雨观测”卫星发射升空

S T ARS TWIN K LE1“全球降雨观测”计划启动背景早在20世纪80年代中期,日美就签订了共同研制“热带降雨观测”卫星的协议,并于1997年11月27日用“全球降雨观测”卫星发射升空王存恩(北京空间科技信息研究所)H -2火箭将其送入预定轨道。

该卫星设计寿命仅3年,但2001年日美对卫星实施了轨道提升,由350km 提升到402.5k m ,所以到目前为止,这颗卫星依然在轨稳定运行。

“热带降雨观测”卫星对占全球降雨量2/3的热带和亚热带地区的降雨进行了长达15年的观测。

日本宇宙航空研究开发机构归纳和整理获取的全部观测数据,建立了热带和亚热带降雨、热带低气压信息等数据库,对研究厄尔尼诺等异常现象和引起气候变化的主要原因—降雨和热循环等发挥了重要作用。

“热带降雨观测”卫星的发射与成功应用,使人们进一步认识到有计划地开展全球降雨观测十分必要。

于是,日美决定研制新一代降雨观测卫星,同时提出了以“全球降雨观测”卫星作为主卫星,吸收具备同种功能的地球观测卫星的国家或空间组织所积累的经验,与其协力拓展降雨观测,形成了一个完好的“全球降雨观测”计划。

截止到2013年底,正式参加这项计划的共有9颗卫星,它们都作为“全球降雨观测”计划的副卫星,在承担整个计划的运行管理单位—美国航空航天局戈达德航天飞行中心(GSFC)的协调管理下,以松散组网运行方式对全球降雨进行全面观测。

参加这项观测计划的国家或机构可通过其地面接收站接收这些卫星发送的降雨观测数据,并将其传送至设在戈达德航天飞行中心的数据处理系统,由其统一处理,然后生成数据产品,并在最短时间内向参加这项计划的国家或机构,以及研究人员提供其所需的最新降雨走势图,以支持相关组织和研究人员对全球气候和降雨等数据开展深入研究。

计划目的推进“全球降雨观测”计划,研制和发射“全球降雨观测”卫星,并邀请其他国家和空间组织参加该计划,其主要目的是唤醒人们提高对保护水资源重要性的认识,针对水资源锐减和水污染严重等现实,唤起人们认清保护水资源的重大意义;认真地开展研究,增强对水资源进行科学管理意识;并想方设法把获取的全球降雨观测信息等有效地用于环境保护,提高天气预报精度,并及时播报洪水灾害信息,为保护水资源,减少人民生命财产损失,以及解开气候异常之谜作贡献。

GPM IMERG卫星降水产品在黄淮海平原的适用性研究

GPM IMERG卫星降水产品在黄淮海平原的适用性研究

GPM IMERG 卫星降水产品在黄淮海平原 的适用性研究
许凤林,郭 斌,叶 贝,叶 洽,王伟娇
(山东科技大学 测绘科学与工程学院,山东 青岛 266590)
摘要:高时空分辨率的全球降水测量计划(Global Precipitation Measurement,GPM)是 继 热 带 降 水 观 测 计 划 (Tropi- cal Rainfall Measuring Mission,TRMM)之 后 新 一 代 的 全 球 卫 星 降 水 产 品 ,为 全 球 气 候 变 化 、洪 旱 监 测 等 研 究 工 作 提 供了有力 的 数 据 支 持 。 基 于 黄 淮 海 平 原 2015 年 3 月 -2016 年 2 月 59 个 气 象 站 点 逐 日 降 水 数 据,采 用 相 关 系 数 (CC)、相对误差(BIAS)、均方根误差(RMSE)3个指标在多时 空 尺 度 评 估 了 GPM IMERG 卫 星 降 水 产 品 在 研 究 区 的 适用性 。结果表明:日尺度上,GPM IMERG 数据与站点数据拟合效果较好(CC=0.95),但 GPM IMERG 对降水 高估 17.90%。月尺度上,6月-8月均方根误 差 最 高,9 个 月 份 的 相 关 系 数 均 大 于 0.80;季 节 尺 度 上,除 秋 季 的 相 关 系数小于0.90外,其余季节的相关性均较高,夏季均方根误差最大。此外,GPM IMERG 还能较好地反映黄淮海 平原由南到北降水量逐渐减少的空间分布格局 。通过对比两种数据日降水时间序 列,发 现 GPM IMERG 降 水 产 品 与气象站点降水变化趋势较为一致 。总体而言,GPM IMERG 卫星降水产品与气象站点数据表现出较好的相关性, 虽 然 存 在 轻 微 的 高 估 现 象 ,但 能 够 以 较 高 的 精 度 和 较 小 的 误 差 估 测 降 水 。 关 键 词 :GPM IMERG;时 空 变 化 ;降 水 ;黄 淮 海 平 原 ;精 度 验 证

全球卫星降水观测计划的发展和应用学习心得

全球卫星降水观测计划的发展和应用学习心得

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全球降水观测计划(GPM)简介

全球降水观测计划(GPM)简介

全球降水观测计划(Global Precipitation Measurement)一、GPM简介全球降水观测计划(Global Precipitation Measurement)是一项国际卫星任务,每三小时对世界范围的雨雪进行观测。

美国国家航空航天局(NASA)和日本航空航天局(JAXA)于2014年2月27日发射了GPM核心卫星,搭载了先进的仪器,为太空中的降水测量设定了新的标准。

作为TRMM的后续卫星降水计划,由国际空间机构联盟组成,包括国家空间服务中心(CNES),印度空间研究组织(ISRO),国家海洋和大气管理局(NOAA),欧洲气象卫星开发组织(EUMETSAT)等。

它能够提供全球范围基于微波的3h以内以及基于微波红外的半小时的雨雪数据产品,范围延伸至南北极圈。

GPM扩展了TRMM传感载荷,提升了降水观测能力。

GPMCO(GPM Core Observatory)搭载的双频雷达可探最小回波强度较低(Ku波段),并且可以采用高敏感度模式交错采样(Ka波段);同时GPMCO的微波辐射计与TRMM卫星相比多出4个高频段,增强了对微量降水及固态降水的观测能力。

因而与重点观测热带、亚热带中大型降水的TRMM 相比,GPM能够更加精确地捕捉微量降水(<0.5mm·h-1)和固态降水,这两种降水类型是中高纬度地区降水的重要组成部分,GPM观测成果对此地区的研究具有重要意义。

二、核心观测平台(GPMCO)GPM核心观测平台(GPM Core Observatory,GPMCO)是GPM计划的核心部分,它于2014年2月28日成功发射,运行高度为407km,轨道为圆形,非太阳同步,倾角65°,运行速率为7km/s,轨道周期为93min,一天绕地球约16圈。

GPMCO搭载了全球首个星载双频卫星雷达(Dual-frequency Precipitation Radar)即DPR,工作频段分别为Ku和Ka 段(分别为13和35GHz),同时GPM也搭载了一个多波段(10~183GHz)锥扫微波成像仪,即GMI(GPM Microwave Imager)。

日美合作开发卫星双频降水雷达——能否续写TRMM的辉煌

日美合作开发卫星双频降水雷达——能否续写TRMM的辉煌

日美合作开发卫星双频降水雷达——能否续写TRMM的辉

贾朋群
【期刊名称】《气象科技进展》
【年(卷),期】2012(002)003
【摘要】2012年3月,美日合作项目GPM(the Global Precipitation Measurement,全球降水观测)中核心观测仪器——双频降水雷达(Dual-frequency Precipitation Radar,DPR)研制完成后,从日本运抵位于马里兰州的NASA戈达德太空飞行中心。

【总页数】1页(P56)
【作者】贾朋群
【作者单位】中国气象局气象干部培训学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.TRMM PR雷达与阜阳雷达降水资料的对比研究 [J], 王成刚;葛文忠;魏鸣
2.GPM卫星双频测雨雷达探测降水结构的个例特征分析 [J], 张奡祺;傅云飞
3.TRMM多卫星降水分析资料揭示的青藏高原及其周边地区夏季降水日变化 [J], 白爱娟;刘长海;刘晓东
4.基于雨量计的高分辨率格点降水数据与TRMM卫星反演降水数据在亚洲区域的比较 [J], 韦芬芬;汤剑平;惠品宏
5.基于TRMM卫星降水的太行山区降水时空分布格局 [J], 杜军凯;贾仰文;李晓星;牛存稳;刘欢;仇亚琴
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GPM双频降水测量雷达对降雪的探测能力分析

GPM双频降水测量雷达对降雪的探测能力分析

GPM双频降水测量雷达对降雪的探测能力分析吴琼;仰美霖;窦芳丽【期刊名称】《气象》【年(卷),期】2017(043)003【摘要】The Global Precipitation Measurement (GPM)mission core observatory was launched in Febru-ary 2014,carrying the dual-frequency precipitation radar (DPR).The DPR consists of two radars with mi-crowave frequencies of Ka and Ku bands.DPR is expected to extend its ability to capture weak rain and snow in higher latitudes.In order to evaluate the ability of DPR in snow detection,four cases are ana-lyzed.As aresult,particle phase products of DPR are consistence with the actual weather condition and the temperature of solid snow is lower than -0.5℃.What's more,the heights of most storm tops are lower than 6 km.By comparison,actual Ku-band radar detectability turns out to outperform the Ka band radar in identifying the existence of snow because of an obvious improvement of sensitivity.KaMS and KaHS are also useful.In order to improve snow retrieval,the attenuation correction of snow is very im-portant,especially for wet snow.%以双频降水测量雷达为主载荷的GPM卫星于2014年2月发射升空.由于轨道倾角以及仪器通道的设置,大大提升了对弱降水和降雪的探测能力.通过四次降雪个例,分析比较了双频降水测量雷达的三种扫描模式(Ku,KaMS和KaHS)对降雪探测能力的差异.结果表明:DPR相态产品和地面实际观测结果比较一致,固态降雪温度<-0.5℃并且降雪发生时的风暴顶高度大多<6km.Ku波段雷达由于仪器灵敏度的大幅提高,对降雪的综合探测能力最强,而KaMS 和KaHS也具有特定的作用.此外,为了保证衰减订正的精度,和非降雪部分的衰减相比,需要主要提高降雪衰减尤其是混合相态湿雪的衰减订正精度.【总页数】6页(P348-353)【作者】吴琼;仰美霖;窦芳丽【作者单位】中国科学院大气物理研究所中层大气与全球环境探测实验室,北京100029;中国科学院大学,北京 100049;国家卫星气象中心,北京 100081;中国气象局北京城市气象研究所,北京 100089;国家卫星气象中心,北京 100081【正文语种】中文【中图分类】P412【相关文献】1.GPM卫星双频测雨雷达探测降水结构的个例特征分析 [J], 张奡祺;傅云飞2.GPM/DPR雷达与CINRAD雷达降水探测对比 [J], Liu Xiaoyang;Li Hao;He Ping;Li Danyang;Zheng Yuanyuan3.利用地面双偏振雷达检验GPM_DPR降水测量华北地区适用性初探 [J], 冯启祯;肖辉;姚振东4.利用地面双偏振雷达检验GPM_DPR降水测量华北地区适用性初探 [J], 冯启祯; 肖辉; 姚振东5.基于双频星载降水雷达GPM数据的华南地区降水垂直结构特征分析 [J], 杜爽;王东海;李国平;蔡亲波;许向春因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

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全球降水观测计划(Global Precipitation Measurement)一、GPM简介
全球降水观测计划(Global Precipitation Measurement)是一项国际卫星任务,每三小时对世界范围的雨雪进行观测。

美国国家航空航天局(NASA)和日本航空航天局(JAXA)于2014年2月27日发射了GPM核心卫星,搭载了先进的仪器,为太空中的降水测量设定了新的标准。

作为TRMM的后续卫星降水计划,由国际空间机构联盟组成,包括国家空间服务中心(CNES),印度空间研究组织(ISRO),国家海洋和大气管理局(NOAA),欧洲气象卫星开发组织(EUMETSAT)等。

它能够提供全球范围基于微波的3h以内以及基于微波红外的半小时的雨雪数据产品,范围延伸至南北极圈。

GPM扩展了TRMM传感载荷,提升了降水观测能力。

GPMCO(GPM Core Observatory)搭载的双频雷达可探最小回波强度较低(Ku波段),并且可以采用高敏感度模式交错采样(Ka波段);同时GPMCO的微波辐射计与TRMM卫星相比多出4个高频段,增强了对微量降水及固态降水的观测能力。

因而与重点观测热带、亚热带中大型降水的TRMM 相比,GPM能够更加精确地捕捉微量降水(<0.5mm·h-1)和固态降水,这两种降水类型是中高纬度地区降水的重要组成部分,GPM观测成果对此地区的研究具有重要意义。

二、核心观测平台(GPMCO)
GPM核心观测平台(GPM Core Observatory,GPMCO)是GPM计划的核心部分,它于2014年2月28日成功发射,运行高度为407km,轨道为圆形,非太阳同步,倾角65°,运行速率为7km/s,轨道周期为93min,一天绕地球约16圈。

GPMCO搭载了全球首个星载双频卫星雷达(Dual-frequency Precipitation Radar)即DPR,工作频段分别为Ku和Ka 段(分别为13和35GHz),同时GPM也搭载了一个多波段(10~183GHz)锥扫微波成像仪,即GMI(GPM Microwave Imager)。

相较于其前身TRMM卫星,GPMCO搭载的设备更加先进、覆盖范围更加广泛。

GPMCO能够观测热带海洋形成的风暴,并追踪风暴向中高纬度地区运动的轨迹,有利于研究者观测风暴整个生命周期的结构及变化情况。

同时通过DPR和GMI的观测能够量化降水粒子的微观物理特性,从而建立一个独特的观测数据库,在此基础上实现降水反演算法的改进。

对于不同的环境条件,这个数据库可以作为共同参照,实现不同微波辐射计观测结果的统一,建立起太空降水观测的新标准,这种方法的意义已经不局限于GPMCO的生命周期,为以后卫星观测降水提供了新思路和新方法。

1、GMI
云层中的降水及降雪也都发散出自己的能量,通过对这些能量的大小和频段进行对比分析,能够区分降水和降雪、计算降水量以及降水强度。

GMI由美国波尔航太科技公司为NASA戈达德宇宙飞行中心开发建造,它具有13个频段,能够观测所有云层内的降水,包括微量降水以及降雪。

GMI低频段(10~89GHz)与TRMM搭载的微波成像仪(TRMM Microwave Imager,TMI)类似,能够观测中大型降水,而GMI 的高频段(166~183GHz)能够观测到中小型降水,GMI13个频段依次是10.65V&H、
18.7V&H、23V、37V&H、89.0V&H、164V、165H、183.31±3V、183.31±7V频段,
5个低频段适合观测各类液态降水,4个中频段能够捕捉液态、固态混合降水,4个高频段适合观测固态降水。

GMI主反射器以每分钟32转的速率转动,收集以航天器地面轨迹为中心的140°扇形上的微波辐射测量数据,地表扫描幅宽885KM,覆盖了DPR Ka-Ku幅宽,但是由于航天器运动。

GMI的天线直径为1.2m,运行高度为407km,相比于TMI和GPM卫星群其他卫星携带的辐射计,GMI能够获得更高的空间分辨率。

2、DPR
DPR为全球首个星载双频降水雷达,由日本JAXA和NICT(National Institute of Communication Technology)联合设计,NEC东芝航天系统公司建造,能够测量降水的三维结构,包含了Ka波段雷达(KaPR)和Ku波段雷达(KuPR),运行频率分别为
35.5和13.6GHz。

,KaPR扫描幅宽为125km,KuPR扫描幅宽为245km,而垂直于
幅宽方向宽度均为5km,竖直向空间分辨率为250m,采样间隔为125m,探测到的最小回波强度不高于18dBZ。

而当KaPR使用高敏感度模式时(在交错采样时期采用),探测的最小回波强度不高于12dBZ,竖直空间分辨率为500m。

Ku波段降水雷达频率与TRMM PR相近,但是由于技术上的改进KuPR能够达到更高的精度和敏感度,降水探测的最小阈值达到了0.5mm/h,而当KaPR在高敏感度模式下运行,降水探测的最小阈值进一步下降,达到0.2mm/h。

除了精度和敏感度上的提升,DPR与TRMM PR相比最大的提升是能够对KaPR 和KuPR 扫描重合部分的15mm/h以下的降水,提供降水粒度分布(PSD,Particle Size Distribution)的定量估计。

PSD的获取具有重要意义,其大小特征、计数浓度能够用来完善降水反演算法的先验假设。

三、各级产品简介
GPM能够提供4种级别的数据:
1级数据包含DPR雷达功率、GMI亮度温度等;
2级数据包含地理定位物探数据(如降水)、瞬时视场(IFOV)DPR反射率;
3级数据包含网格化时空分布物探数据(如潜热);
4级数据包含遥感和模型融合数据。

四、观测产品应用前景
1、增强对极端天气事件,如台风的预报能力。

卫星使得人们能够观测风暴降水整个生命周期的运动、演变特征,尤其是在难以进行地基观测的海洋上形成的风暴。

TRMM卫星在这方面已经取得了良好的成果,GPM 则在TRMM的基础上进一步强化了观测能力。

微波仪器相比于红外/可见光传感器的一大优势就是其穿透云层反演降水结构的能力,这种特性已经被很多机构应用。

GMI能够提供GPM计划卫星群中分辨率最高的观测成果,对提升台风的追踪和预报能力、制定决策、减灾防损都具有重要意义。

2、加强气象、气候预报能力。

GPM能够提供对降水微观物理特性的观测成果,有利于地球系统分析和建模。

另外许多研究表明,降水信息与全球及区域预报系统的数据同化能够提高大气分析和短期预报能力。

通过提供更精确、更频繁的准实时观测,从而促进数值天气技术的发展。

3、提升对洪水、干旱和泥石流等灾害的预报能力。

GPM能够提供大量3h以内的全球降水产品,满足水文气象应用要求的最小时间间隔。

降水是水文模型最重要的输入,以往基于模型的气象、灾害预报较多的受制于降水资料的影响,GPM降水产品相比以往卫星降水产品精度更高,能够满足水文模型的高要求,增强了对于洪水、泥石流等灾害的预测和评估能力,尤其是在地面观测站网较为稀疏的发展中国家。

4、提高农作物生产的预报和指导能力
水资源是农业生产的命脉,在准确预报降水的时间、空间和数量等特征的基础上,才能够预测粮食产量,掌握与农业息息相关的淡水资源情况。

GPM提供的卫星降水产品可以驱动农业方面的预测模型,增强农作物生产的预报和指导能力。

5、提升对淡水资源的监控能力
淡水资源是人类活动的必需品,包括饮用、灌溉、卫生、畜牧和矿业等,而监控淡水资源则需要准确的降水观测。

GPM提供的新一代卫星降水产品能够满足更好地理解和预测淡水资源供给变化的需求。

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