基于TRMM卫星雷达降雨的流域陆面水文过程
基于TRMM和CMORPH的降雨数据对比分析研究
聚焦︱基于TRMM和CMORPH的降雨数据对比分析争辩导读当前,卫星遥感技术能够对降水进行监测、反演和融合,可广泛应用于天气预报、气候监测分析和水文争辩等领域。
卫星降水产品的毁灭更是弥补了气象站点稀疏和无雷达掩盖地区降水资料的不足等问题。
本文以四川地区42个地面气象站点的降雨数据为基础,对比分析TRMM和CMORPH降雨数据所反映的降雨特征,评估两种卫星数据反映区域降雨的力气。
近几十年来,随着科技的不断进步和气象卫星技术的高速进展,卫星遥感技术在气象领域取得了一次次的突破,利用卫星可以对降水进行监测、反演和融合。
通过利用卫星猎取的红外、微波和可见光等信息,可以生成越来越多高时空辨别率的卫星降雨估量产品,并广泛应用于天气预报、气候监测分析和水文争辩等领域。
卫星降水产品具有较高的时效性及较高的经济效益和社会效益,它的毁灭弥补了气象站点稀疏和无雷达掩盖地区降水资料的不足等问题。
本次争辩,选择了两种常用的卫星降水反演产品——TRMM降雨数据和CMORPH降雨数据,对比分析了2011年的两种卫星降雨数据在四川省区域内所反映的降雨特征,并结合川内42个气象站点的实测降雨数据和四川近年来的降水特点,对这两种降水产品在四川地区反映区域降雨的力气进行评估。
一、数据基础与争辩方法1.1 数据源1.1.1 地面站点降雨数据介绍本次争辩中接受的2011年地面气象站点的逐日降水数据,来源于中国气象局供应的全国地面气象站点测雨数据中四川省区域内42个站点的降雨观测数据。
该气象站点的数据文件中包含了台站的经纬度、台站编号、观测时间、降雨量等信息。
在基于降雨分布场图的对比分析中,首先是依据四川省统计年鉴中主要城市的降雨量来制作了降雨分布图,并以此作为标准,与依据卫星数据所制作的降雨分布图进行比较分析。
表1为四川省统计年鉴中2011年主要城市的降雨信息。
1.1.2 卫星降雨数据TRMM卫星共搭载有5种遥感仪器,分别为:可见光和红外扫描仪VIRS、微波图像仪TMI、降水雷达PR、闪电图像仪LIS及云和地球辐射能量系统CERES,其中VIRS、TMI和PR是TRMM卫星的基本降水测量仪器。
基于TRMM卫星产品的长江流域降水精度评估
基于TRMM卫星产品的长江流域降水精度评估金秋;张增信;黄钰瀚;江姗珊;杜卫【期刊名称】《人民长江》【年(卷),期】2017(048)019【摘要】卫星降水产品在降水空间格局分析中扮演着重要角色.为分析卫星降水产品在长江流域的应用精度,利用2003~2010年长江流域175个雨量站实测降水资料检验了同期TRMM(Tropical Rainfall Measurement Mission)降水产品3B42 RTV7及V7的精度.结果显示:① 长江流域年平均降水总量从东南向西北呈现明显的梯度变化,年降水量从2000 mm/a减少到400 mm/a,降水空间差异极大,时间分布也不均.②RTV7和V7降水产品能够捕捉到长江流域降水空间分布格局,尤其是V7在长江流域有较高的精度,对59.85%流域面积的估算偏差在-10%~10%之间;实时产品RTV7在长江上游存在明显的高估现象,偏差大于50%的流域面积高达33.51%.③ 长江中下游RTV7和V7日降水数据与对应的实测数据相关系数都大于长江上游地区,偏差更小.④RTV7和V7降水产品在丰水期的估算精度整体优于枯水期.【总页数】5页(P48-52)【作者】金秋;张增信;黄钰瀚;江姗珊;杜卫【作者单位】南京林业大学江苏省南方现代林业协同创新中心,江苏南京210037;南京林业大学江苏省南方现代林业协同创新中心,江苏南京210037;南京林业大学江苏省南方现代林业协同创新中心,江苏南京210037;南京林业大学江苏省南方现代林业协同创新中心,江苏南京210037;南京林业大学江苏省南方现代林业协同创新中心,江苏南京210037【正文语种】中文【中图分类】TV125【相关文献】1.全球降水计划多卫星降水联合反演IMERG卫星降水产品在中国大陆地区的多尺度精度评估 [J], 任英杰;雍斌;鹿德凯;陈汉清2.TRMM卫星降水产品在南流江流域的精度评估 [J], 甘富万;余膳男;黄宇明;孙晋东;张华国;金彩平3.TRMM/GPM卫星降水产品在淮河上游逐日和小时尺度的精度评估 [J], 王蕊;余钟波;杨传国;李莹4.TRMM卫星降水数据在老哈河流域的精度评估 [J], 李剑锋;佘文婧;江善虎;石琳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;仇亚琴因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于TRMM卫星数据的降雨测量精度评价
GA0 J i e
( Ch i n a Re n e w a b l e E n e r g y En g i n e e r i n g I n s t i t u t e ,B e i j i n g 1 0 0 1 2 0 ,C h i n a )
Abs t r ac t : By c o n t r a s t i n g t he TRMM 3B4 3 da t a s e t b e t we e n J a nu a r y 1 9 9 9 a nd De c e mb e r 2 0 07 a n d t h e o bs e r v a t i o ns o f 71 8
中图 分 类 号 :P 4 2 6 . 6 1 3
文 献 标 识 码 :A
文 章 编 号 :0 5 5 9 — 9 3 4 2 ( 2 0 1 5 ) 0 6 - 0 0 2 8 — 0 4
0 引 言
降 水 作 为 气 象 水 文 界 的 重 要 观 测 项 目 , 主 要 包
水 力 发 电
第4 1卷第 6期
2 0 1 5年 6月
基于 T R MM 卫 星 数 据 的 降 雨 测 量 精 度 评 价
高 洁
( 水 电水 利 规 划 设 计 总 院 ,北 京 1 0 0 1 2 0 )
摘 要 :采用 1 9 9 9年 1 月至2 0 0 7年 l 2月 T R M辅3 B 4 3卫 星降雨 与中国 7 1 8个 地面雨量站实测月降雨量 ,通过 对两套 数据时空 匹配 ,建立 回归模 型。结果表 明,卫 星数据 与实测 降雨量高度线性相关 ,其 在中 国东部 和南部 的拟 合精度
Th e r e i s a s i g n i f i c a nt c o r r e l a t i o n be t we e n TRMM da t a a n d t he o b s e r v e d o ne s ,a n d t h e f i t t i n g a c c u r a c y o f TRM M d a t a p e r f o r ms b e t t e r i n e a s t e r n a n d s o u t h e r n Chi na t h a n i n we s t e r n a n d no r t h e r n Ch i n a . As l i mi t e d b y i ns e n s i t i v e t o h i g h r a i n f a l l o f r a d a r
红河流域TRMM卫星降水数据精度评价
红河流域TRMM卫星降水数据精度评价张月圆;李运刚;季漩;罗贤【期刊名称】《水资源与水工程学报》【年(卷),期】2017(28)2【摘要】利用红河流域及周边地区45个气象站点1998-2015年实测降水数据,在不同时空尺度上对TRMM3B43V7卫星降水数据进行精度评价,并分析高程、坡度和坡向对降水数据精度的影响。
结果表明:在年尺度上,TRMM降水数据与站点实测降水数据拟合优度R^2为0.75,整体上TRMM降水数据比站点实测降水数据偏高7.73%,月尺度上,TRMM降水数据与站点实测降水数据拟合优度R^2为0.84,两者之间相关性显著,季尺度上,春季降水拟合优度(R^2=0.77)高于其余3个季节,冬季降水拟合优度最差(R^2=0.64);流域尺度上,降水重心移动轨迹表明TRMM降水数据基本能反映降水的空间分布及演变过程,站点尺度上,各站点的相关系数均大于0.84,相对偏差较大的站点主要分布在河谷和盆地地区;TRMM降水数据在海拔大于1 000 m、坡度小于2°以及东南方向上的精度较高;主成分分析方法表明坡度和坡向对TRMM降水数据精度的影响大于高程。
【总页数】8页(P1-8)【关键词】TRMM;3B43;降水;时空尺度;演变规律;高程;坡度和坡向;精度评价;红河流域【作者】张月圆;李运刚;季漩;罗贤【作者单位】云南大学云南省国际河流与跨境生态安全重点实验室【正文语种】中文【中图分类】P333【相关文献】1.湘江流域TRMM降水数据精度检验 [J], 黄萍;路京选;李德龙;宋文龙;曲伟2.乌苏里江流域TRMM降水数据精度评价与修正 [J], 石晓丹;王加虎;满霞玉;顾雯;申瑞凤3.陕西秦巴山区TRMM 3B42卫星降水数据精度评价 [J], 任亮;王晓峰;曾昭昭4.红河上游流域MSWEP降水数据精度评价和影响因素研究 [J], 吴青见5.塔里木河流域TRMM降水数据精度评估 [J], 沈彬;李新功因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
TRMM卫星降雨数据的精度及径流模拟评估
关键词
TRMM 3B42 V7,降水数据,精度评估,影响因素,径流模拟
1. 引言
降水作为水循环的主要环节,是水文分析的基础。降水数据是水文模型的输入要素,其精度对降雨-径流过 程模拟具有重大影响。目前降水数据获取途径中应用最普遍的是雨量站观测,其特点是测点处精度较高但周围 数据常需通过插值获得。由于降水时空分布不均,雨量站数量不足、空间展布不合理以及观测时间不连续等因 素往往使得站点降水数据精度受限[1],尤其在资料稀缺区和地形复杂区。卫星测雨技术在获得具有一定时空精 度的连续降水数据方面具有独特优势,能一定程度弥补传统测雨方法的不足[2],特别在资料稀缺区有很大的应 用前景,是未来水文研究及应用的发展趋势。热带测雨观测计划 TRMM 卫星携带的独有仪器装备为卫星测雨提 供了有力支持。 TRMM 卫星由美国国家宇航局和日本国家空间发展局联合研制并于 1997 年 11 月 27 日发射,它是第一颗 通过多频率微波、可见远红外线以及太空降雨雷达来测量热带和亚热带降雨的卫星[3]。降雨数据范围覆盖全球 38˚S~38˚N、180˚W~180˚E 间的范围,自 2001 年 8 月变轨后扩展至 50˚S~50˚N,包括我国除东北少部分地区外
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TRMM 卫星降雨数据的精度及径流模拟评估
所有面积。TRMM 卫星提供多级测雨产品,用户可根据所需时空精度等下载使用。 TRMM 降雨产品的精度评估和径流模拟等应用方面已成为国内外研究的热点。在精度评估方面,Koo 等[4] 采用 TRMM 3B42 V6 降雨资料从雨量、频率和强度等方面分析了韩国夏季降雨特性,指出了 TRMM 降雨在不 同时间尺度和空间上的分布情况, 但研究时段仅选取为 6~8 月未对全年进行全面分析; 白爱娟等[5] [6]将 TRMM 3B41 实时数据分别在青藏高原及陕西周边区域与站点数据对比分析区域夏季降雨规律及基本特征, 该版本数据 时间分辨率为 1 h 适用于日变化分析,主要是规律性揭示和定性研究,时间跨度也限于夏季;刘俊峰等[7]分析 了 TRMM 3B42 数据在中国大陆 50˚N 以南大范围地区的整体情况,结果表明 TRMM 数据与地面观测数据相关 性较好, 并指出精度随日月年尺度逐渐提高, 湿润区好于干旱区, 启示我们 TRMM 在降雨丰沛地区适用性更强, 但文中给出的精度指标主要是相关系数的一个范围及其在地理上的空间分布情况,我们可以针对某一地区细化 并可采用更多精度衡量指标;谷黄河等[8]将 TRMM 3B42 与站点数据在时空分布上对比表明 TRMM 数据在长 江流域有较高精度,采用了多个指标但选取的 2008 年 4~12 月区间内的资料时间序列短未考虑到年际变化及差 异;李相虎等[9]利用 TRMM 3B42 V6 3 h 数据在鄱阳湖流域分析降雨时空分布特征及对比了不同子流域、雨强 和季节的精度差别,弥补了以往只评价整体精度的不足,指出高程和坡度对山区精度存在影响的可能但未进一 步分析;吴雪娇等[10]对比黑河流域 3B42 V7 数据和 9 个站点数据分析山区降水,指出 TRMM 在数据稀少区的 作用,并发现夏季拟合度高于冬季,且降水数据精度随海拔上升而下降,但站点数目较少可能存在不确定性; 蔡妍聪等[11]用新版本 3B42 V7 3 h 数据验证在中高纬度内蒙古地区精度发现在整个研究区总体表现为高估降雨 量, 但区域上存在高低估并存的非一致现象, 并分析了海拔和多年平均降雨对精度的影响; 高洁[12]采用 TRMM 3B43 月降雨量与中国 718 个地面雨量站对比表明两者高度线性相关,TRMM 数据普遍表现为低估,该研究采 用月版本数据与 3B42 数据研究结论存在差异指出汛期精度低于非汛期;而李威等[13]将 TRMM 3B43 月降雨数 据用于分析在月、季、年尺度下喀斯特山区的适用性时发现 TRMM 降雨估计偏大,月精度最高;杨雨蒙等[14] 将 TRMM 3B42 V7 新产品与气象站点降雨数据在湖南省对比发现,日尺度两者相关性很低仅 0.31,月尺度显著 提高为 0.88, 干旱季节表现优于湿润季节, 且阐释了空间要素对 TRMM 数据可靠性存在影响, 该文是将 TRMM 降雨数据双线性内插得到对应站点的降雨估计值,对于高海拔或地形复杂的粗差点地区不能很好求解,一定程 度影响了精度分析;一些研究[15] [16]表明在不同地区 TRMM 3B42 V7 新版本比 V6 数据精度有所提高;在径 流模拟方面, Bruno Collischonn 等[17]在亚马逊流域将 TRMM 卫星 3h 数据与地面观测数据驱动大尺度水文模型, 表明两者模拟结果接近;国内开展系列研究[18]-[21]将 TRMM 降雨数据应用不同流域并输入不同水文模型中发 现 TRMM 降雨数据能基本再现日径流过程但洪峰模拟精度不高,而月径流模拟则较精准。 综上发现,① TRMM 降雨数据的已有研究成果中既有相似结论,也有存在差异甚至相悖的地方,TRMM 降水数据精度及规律随数据版本和研究区域的尺度范围、气候条件及地理地形等不同而表现不同,针对特定区 域有必要具体分析, 为今后 TRMM 精度订正和提高区域适用性奠定基础。 ② 虽然目前对 TRMM 的评估已取得 不少成果,总的研究内容也趋于丰富化,各自研究都具有一些侧重点,但对 TRMM 进行较为系统的评估的研究 还较少,仍存在研究时段短、衡量指标单一、对比站点数目少、评定内容有限及数据版本非最新等一些局限, 这些研究大都仅展开精度分析而未对应用性进行评定或展开径流模拟应用分析但对精度评估较简略。 ③ 这些研 究中对影响精度的相关因素的分析相对较少,对精度的评价有助于分析数据的可用性,但考虑影响精度的因素 将有助于数据的改进,同时用于径流模拟中可对其进行应用性评估,又从侧面印证其精度。鉴于此,本文旨在 回答三方面问题:一是 TRMM 卫星降雨数据的精度如何,从日、月的不同时间尺度和流域、栅格的不同空间尺 度进行多角度分析;二是 TRMM 数据精度存在何种规律及其影响因素,以不同时期、不同雨强和不同高程展开 多方面的探究;三是 TRMM 降雨数据的应用性如何,通过径流模拟效果进行评定,同时反过来验证 TRMM 数 据的精度。本文选取湘江流域为研究区,采用改善的新产品 TRMM 3B42 V7,通过与站点数据的对比展开了较 为全面细致的多尺度、多方面的系统评估,同时揭示了影响精度的相关因素以期为今后精度订正提供思路,并
基于TRMM卫星雷达降雨的流域陆面水文过程
2 TRMM降雨数据验证
ห้องสมุดไป่ตู้
2.1 TRMM计划
TRMM计划由美国宇航局(NASA)和日本宇航局(J。似)联合发起,卫星于1997年11月28日成功发射,轨
道为圆形,倾角350,初始高度350km。卫星搭载的探测器包括:微波成像仪TMI、降雨雷达PR、可见/红外辐 射仪VlRS、雷电探测器us以及云和地球辐射能量探测器CERES等【9J9。从1998年开始提供TRMM PR数据等系 列产品,包括众多未知海洋和大陆区域的降雨和潜热通量时空四维分布的详细数据集。覆盖区域最初为全球 35。S一350N,目前已扩展到全球50。S一50。N区域,包括东北地区500N以南的中国所有面积。TRMM卫星雷达降 雨数据分为4级,从原始的回波资料(O级)到降雨资料的时空平均值产品(3级)[14]。本研究采用TRMM 3842卫 星雷达降雨产品,3842算法是由TRMM科学小组开发的一种综合降水评估算法,它结合了2831、2A12、微波 成像专用传感器SSMI、高级微波扫描辐射计AMSR、高级微波探测器AMSU等多种高质量的降水评估算法,并 对地球同步红外观测系统获得的红外辐射资料进行了校准。该数据的空间网格分辨率为0.250×0.250,时间步 长为3 h。 2.2数据质量验证
流萤和观测比较i x岛《《葶蠢凳7i ,I~1 月除外)×o咎彭y—V
薹磐
100
流量和观测比较 /
。(嬲20 1繁1 7 卜
年6~1月)/
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100 1 000 10 000
观测流量和实测降雨得到的模拟流量/(m3.s.1)
图3蚌埠站观测降雨和TRMM雷达降雨数据的模拟流量 与观测流量过程
实测流量值为0,而模拟结果体现了自然条件下的河流流量。总体上,TRMM 3842降雨数据对枯水期、洪水
TRMM3B42降雨数据在渭河流域的应用分析
TRMM3B42降雨数据在渭河流域的应用分析赵海根;杨胜天;周旭;王志伟;吴琳娜【期刊名称】《水文》【年(卷),期】2015(035)001【摘要】运用渭河流域24个气象站点日降雨数据对2001~2012年热带测雨卫星(TRMM)3B42数据在不同子流域、不同降雨强度以及不同时间尺度的精度进行了对比验证,并对比分析了基于TRMM和站点数据的渭河流域降雨时空分布特征.结果显示:在不同子流域的日TRMM数据比站点观测数据对低值降雨更为敏感,而在极大值降雨数据观测上两者差距较大,月尺度TRMM站点观测数据确定性系数在0.89到0.96之间;两种数据在流域降雨的时空分布上表现一致性,在年内6月中旬~10月初为湿润多雨期,其余月份降雨较少,空间分布呈东南部大,西北部小的格局.【总页数】7页(P61-67)【作者】赵海根;杨胜天;周旭;王志伟;吴琳娜【作者单位】北京师范大学地理学与遥感科学学院,遥感科学国家重点实验室,环境遥感与数字城市北京市重点实验室,北京100875;北京师范大学地理学与遥感科学学院,遥感科学国家重点实验室,环境遥感与数字城市北京市重点实验室,北京100875;西华师范大学国土资源学院,四川南充637009;北京师范大学地理学与遥感科学学院,遥感科学国家重点实验室,环境遥感与数字城市北京市重点实验室,北京100875;北京师范大学地理学与遥感科学学院,遥感科学国家重点实验室,环境遥感与数字城市北京市重点实验室,北京100875【正文语种】中文【中图分类】TV122;P338;G353.11【相关文献】1.TRMM3B42在湖南省各流域2013年夏季降雨的时空分布及精度验证 [J], 陈蕾;刘昆2.近55年渭河流域降雨侵蚀力变化及对输沙量的影响 [J], 刘宇林;赵广举;穆兴民;高鹏;孙文义3.渭河流域降雨与降雨侵蚀力变化的原因分析 [J], 马岚;黄生志;黄强;薛祺;李沛;刘赛艳4.渭河流域降雨侵蚀力时空变化研究 [J], 柴雪柯;高鹏;蒋观滔;穆兴民5.渭河流域降雨结构时空演变特征 [J], 蔡新玲;蔡依晅;叶殿秀;乔秋文;路岑之;赵晓萌;李茜因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
微波被动遥感陆面降水统计反演算式的比较
微波被动遥感陆面降水统计反演算式的比较何文英;陈洪滨;周毓筌【期刊名称】《遥感技术与应用》【年(卷),期】2005(20)2【摘要】用TRMM卫星上微波降水雷达PR、微波辐射计TMI资料和河南省站点小时雨量资料,对几种陆面降水的统计反演算式进行比较验证。
通过资料匹配分析显示,仅用地面站点小时雨量资料和微波亮温的关系难以建立较好的陆面反演降水算式。
结合时空匹配较好的卫星资料,建立了新的算式,并且和其它算式比较验证。
比较分析结果表明,无论是估测能力还是误差方面,新算式都比已有算式有改善;对于较弱(<5mm/h)或较强(>10mm/h)的降雨,新算式比已有的算式有明显的改进(10%~20%),误差减少至少25%;对中等雨量(5~10mm/h)的估算效果也有一定改善,但和原有算式一样估算能力较低。
算式的建立和验证过程还表明:将微波低频和高频通道组合起来,可增加反演陆面降水的信息,能明显提高对陆面降水的估测能力。
【总页数】7页(P221-227)【关键词】微波遥感;TRMM;散射指数;反演算法【作者】何文英;陈洪滨;周毓筌【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;河南省气象局人工影响天气办公室【正文语种】中文【中图分类】TP722;TP75【相关文献】1.星载微波辐射计遥感反演云水量的一个算式 [J], 陈洪滨2.基于微波成像仪资料反演陆面降水 [J], 闵爱荣;张翠荣;王晓芳3.星载被动微波遥感反演降水算法回顾 [J], 李小青4.TRMM卫星微波成像仪资料的陆面降水反演 [J], 闵爱荣;游然;卢乃锰;石燕5.洋面云液态水的星载被动微波仪器遥感反演研究进展 [J], 傅云飞因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
TRMM卫星降雨雷达观测的南海降雨空间结构和季节变化
第20卷第1期2005年1月地球科学进展ADVANCES I N E ARTH SCIE NCEV ol.20 N o.1Jan.,2005文章编号:100128166(2005)0120029207TRMM卫星降雨雷达观测的南海降雨空间结构和季节变化Ξ陈 举,施 平,王东晓,杜 岩(中国科学院南海海洋研究所LE D重点实验室,广东 广州 510301)摘 要:利用热带降雨计划卫星(TRM M)获得的雷达降雨资料,对南海及其周边区域(简称南海地区)降雨的空间分布和季节特征进行了研究。
结果表明:南海地区的降雨在空间上分布很不均匀,同时具有显著的季节变化。
除了副高活动、季风潮、冬季冷涌和热带低压活动等天气过程,南海周边广泛分布的山地地形对该地区的降雨分布也产生强烈影响,降雨呈现南部高于北部、东部高于西部的分布特征。
与C AMP和台站资料相比,PR观测具有更丰富的空间结构,能够更好地体现降雨随时间和空间变化的特征、反映高大的山地地形对降雨分布的影响。
关 键 词:TRM M;降雨雷达(PR);南海降雨;季节变化中图分类号:P42;TP79 文献标识码:A0 引 言降雨是全球水分和能量循环中最关键,但人们对其又知之甚少的气候要素之一[1],具有显著的天气和气候意义。
相伴降雨的各种中尺度过程也非常复杂,小尺度物理过程随时间和空间急剧变化[2]。
南海及周边区域(简称南海地区)是亚—澳季风系统的重要气流通道,也是中国东部和东南部降雨的主要水汽来源[3,4],南海地区的降雨以及由此导致的潜热释放对东亚的大气环流、能量收支有重要的影响,其间接作用甚至远达美洲[5,6]。
在卫星资料大量使用之前,南海降雨的信息基本来源于南海周边气象站、商船以及南海内部少数岛屿站与航次观测的气象记录[7~9]。
显然,这种传统降雨信息在空间上的获取十分有限。
为了克服这一不足,近年来采用卫星遥感资料反演降雨量的研究越来越得到重视[10,11]。
基于TRMM卫星探测对宜宾夏季两次暴雨过程的比较分析
基于TRMM卫星探测对宜宾夏季两次暴雨过程的比较分析李德俊;李跃清;柳草;林莉【期刊名称】《气象学报》【年(卷),期】2010(068)004【摘要】利用TRMM卫星和宜宾多普勒雷达探测结果,比较分析了2007年夏季在宜宾发生的"2007.07.09"和"2007.08.23-25"两次区域性暴雨过程降水云团的水平和垂直结构变化特征、降水云团风廓线变化特征,结果表明:(1)这两次暴雨过程降水水平结构均为中尺度对流降水系统,但"2007.07.09"暴雨过程比"2007.08.23-25"的降水强度和范围要大得多,且垂直结构表现为强对流性降水云团的云顶高度分别达17、14 km;(2)两次过程的层云降水率廓线差异并不大,随高度增加,降水强度呈减小趋势,而它们的对流降水率廓线差异较大,降水增长区分别由碰并层向冰水混合层转移和由冰水混合层向碰并层转移的趋势;(3)雷达风廓线上,发现"2007.07.09"大暴雨区存在低层辐合高层辐散的典型垂直环流结构,减弱时降水云团的高度有所下降,且在垂直方向上降水云团活动均为连续的,而发现"2007.08.23-25"东风波过来时有冷暖平流的一个变化情况,且降水云团活动是时断时续的.【总页数】10页(P559-568)【作者】李德俊;李跃清;柳草;林莉【作者单位】中国气象局成都高原气象研究所,成都,610072;湖北省人工影响天气办公室,武汉,430074;中国气象局成都高原气象研究所,成都,610072;武汉中心气象台,武汉,430074;成都信息工程学院,成都,610225【正文语种】中文【中图分类】P407.2【相关文献】1.基于TRMM卫星探测的夏季青藏高原降水和潜热分析 [J], 傅云飞;刘奇;自勇;冯沙;李跃清;刘国胜2.TRMM卫星资料对陕西及周边地区夏季降水的探测 [J], 白爱娟;方建刚;张科翔3.基于TRMM PR探测的夏季合肥地区降水特征分析 [J], 邵慧;冼桃;陈凤娇;傅云飞;杨元建;潘邦龙4.基于TRMM卫星探测的南海及周边地区降水、云和潜热特征的比较研究 [J], 叶清文;李江南;罗家林;丁成慧;赵杨洁5.基于TRMM卫星探测的南海及周边地区春夏季降水日变化特征 [J], 李芳洲;李江南因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
用TRMM资料研究1998年长江流域暴雨
用TRMM资料研究1998年长江流域暴雨程明虎;何会中;毛冬艳;齐艳军;崔哲虎;周凤仙【期刊名称】《大气科学进展(英文版)》【年(卷),期】2001(018)003【摘要】热带测雨卫星TRMM资料于1998年6月起向公众用户开放。
本文使用了1998年7月20日世界时21:40分的TRMM资料对长江流域暴雨作了初步研究。
TRMM导出的降水产品亦与雨量计,地面雷达观测以及数值模拟结果进行了比较。
由此得出,TRMM资料非常适合于暴雨监测研究。
此外,它们还有其他广泛得用途。
%TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) data have been made available to the public users since June 1998. In this paper, some preliminary research is reported for the case study of heavy rainfall over the Yangtze River Basin using TRMM data at 2140 UTC 20 July 1998. TRMM derived precipitation products are also compared with rain gauge observation, ground radar data and numerical model simulation results.It is shown that TRMM data can be easily used to monitor the heavy rainfall and have many applications.【总页数】10页(P387-396)【作者】程明虎;何会中;毛冬艳;齐艳军;崔哲虎;周凤仙【作者单位】Chinese Academy of Meteorological Sciences,;Chinese Academy of Meteorological Sciences,;Chinese Academy of Meteorological Sciences,;Chinese Academy of Meteorological Sciences,;Chinese Academyof Meteorological Sciences,;Institute of Atmospheric Physics, Chinese Academy of Sciences,【正文语种】中文【中图分类】P426因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
TRMM卫星微波成像仪资料的陆面降水反演
T MM 卫星微波成像仪资料的陆面降水反演 R
闵爱荣 ,游然 2 ,卢乃锰 2 ,石燕
( .中 国气 象局 武汉暴 雨研 究所 ,湖 北 武汉 4 07 ;2 1 30 4 .国家卫 星气 象 中心 ,北 京 10 8 ) 00 1
摘
要 :为了探讨微波亮温与降水的关系, T MM 卫星上微波降水雷达 P 、微波辐射计 T 资料和 用 R R MI
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第 2 4卷 第 3期 20 0 8年 0 6月
热 带 气 CAL 报 J OURNAL TROPI象 学 ETEOROLOGY OF M
V 1 4 NO 02 l. . - 3
J un. 20 , 08
文 章 编 号 : 10 .9 5 (0 8 30 6 .8 044 6 2 0 )0 —2 50
的热红外通道估计降水 的方法 ,其原理是依据云顶 温度 越低降雨量越大来估 计雨强。但是 ,可见光和
红外 波 对 云 和 降 水 的穿 透 性 较 差 ,所 获 得 的 可 见 光
的散射 方法 ;A a n s u等 和 Hog 等 n g ot o n “利用
S M/ 和 T 资料 ,采 用 统 计 方 法 先后 建立 了一 些 S I MI 判 别 指 数来 区 分 层 状 云 和 对 流 云 降 水 ,取 得 了一 定 的效 果 。统 计 反 演 算 法 的 优 点 是 回避 了许 多 微 波 遥 感 中不 确定 的 因 素 ,简 单 易 行 ,有 助 于 直 接 认 识 、 探 索 遥 感 和 降水 之 间 的关 系 ,缺 点 是 随 统 计 样 本 的
基 金项 目 : 武 汉暴雨 研究 所 20 06年度 暴雨研 究开 放基 金项 目 (H 20 K 3) 中国气象 局风 云气 象卫 星遥感 开 发与应 用项 目 ( iAF20 ) 1R 06 0 ; FD .—1 共 同资助 作者 简介 :闵爱荣 ,女 ,湖北 人 ,工程 师 ,从 事遥 感 资料 应 用与数 值模 式工作 。Emal ni n @whh, m. i :mi r g ao ir o c c n
TRMM卫星降水产品在南流江流域的精度评估
TRMM卫星降水产品在南流江流域的精度评估甘富万;余膳男;黄宇明;孙晋东;张华国;金彩平【摘要】为了评估TRMM 3B42-V7的两套卫星降水反演数据产品的精度,选取南流江流域的常乐水文站以上集水区域为研究区域,以雨量站点的观测资料为参考,采用相关系数、探测率等指标,以及绘制空间降雨量分布图,建立评价模型.结果表明,两套卫星降雨产品都存在高估降雨量的现象,日尺度降雨量相对偏差在5%左右,且流域内有区域性差别;整体上TRMM3B42V7降雨产品的精度优于TRMM3B42RTV7,前者TRMM3B42V7降雨产品存在一定误差,但在缺乏地面降雨资料的地区仍具有应用价值.【期刊名称】《水力发电》【年(卷),期】2018(044)011【总页数】6页(P21-25,43)【关键词】TRMM卫星降水产品;雨量站;精度评估;南流江【作者】甘富万;余膳男;黄宇明;孙晋东;张华国;金彩平【作者单位】广西大学土木建筑工程学院,广西南宁530004;广西防灾减灾与工程安全重点实验室,广西南宁530004;中交上航局航道建设有限公司,浙江宁波315200;广西大学土木建筑工程学院,广西南宁530004;广西防灾减灾与工程安全重点实验室,广西南宁530004;广西壮族自治区水利科学研究院,广西南宁530000;广西大学土木建筑工程学院,广西南宁530004;广西防灾减灾与工程安全重点实验室,广西南宁530004;广西大学土木建筑工程学院,广西南宁530004;广西防灾减灾与工程安全重点实验室,广西南宁530004【正文语种】中文【中图分类】TV125;P332.10 引言降水是水循环中最基本的环节,同时也是水文和气象科学中最重要的观测数据之一。
目前,获得降雨数据的主要方式有:地面雨量站观测、地面反演雷达和卫星遥感测雨[1]。
地面站点由于野外台站分布的地域局限、分布不均匀、时间不连续等,特别是对无人区降雨资料的获取时,往往使雨量计观测降水数据的时空代表性不强[2]。
TRMM卫星降水数据在小尺度流域的评估与应用
水 文 JOURNAL OF CHINA HYDR0LOGY
V0I.36 No.1
TRMM 卫星 降水 数 据 在 小 尺 度流 域 的评估 与应 用
周 萌 ,一,江善 虎 ,任 立 良 ,z
(1.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: 2.河海 大学水 文水 资源 学院 ,江苏 南京 210098)
的 精度 ,并采用 此 数据驱 动新 安江模 型进 行降雨 径 流 过 程 的 模 拟 。
l 研 究 区 域 、数 据 和方 法
1.1 研 究 区 域 概 况 本 文选 择 全 球 能量 与 水 循环 (GEWEX)亚 洲 季 风
实 验 (GAME)区淮 河流域 试验 (HUBEX)范围 内史灌河 流 域上 游 黄 泥庄水 文 站 以上 的集 水 面 积为 研 究 区域 。 黄 泥庄 流域 位 于东经 1 15。21 ~ll5。43 ,北 纬 3l。06 ~ 31。42 ,行政 区划 属安徽 省金 寨县 。黄 泥庄水 文站控 制 面 积 805 km2.属于 湿润地 区 。流域 内分 布四个 雨量 观 测 站 ,一 个 流 量 观 测 站 。流 域 内 年 平 均 降水 量 约 为 1 077 mlTl,降水 年 内时 空分 布 不均 匀 ,50%~80%降水 集 中在 6~9月 ,且 多 以阵雨 形 式 出现 。流 域 内部 地 形 复杂 ,高 山平 原 兼有 。流 域平 均 高 程 479 m,最 高 处 1 500 in,最 低处 130 ITI。整个 流域水 系及植 被发 育 良好 , 受 人类 活动 影 响较 小 。整个 流域 概况见 图 1。 1.2 资料收 集
基于微波成像仪资料反演陆面降水
基于微波成像仪资料反演陆面降水闵爱荣;张翠荣;王晓芳【期刊名称】《气象科技》【年(卷),期】2008(36)4【摘要】为了探讨微波亮温与降水的关系,结合时空匹配较好的TRMM卫星测雨雷达(PR)、微波成像仪(TMI)资料,用逐步回归方法,建立统计反演降水的新算式,并对新算式反演结果进行验证.结果表明:对0.1~3 mm/h和3~6 mm/h的降水来说.新算式反演结果与PR雷达反演降水相关较好;对6~10 mm/h的降水来说,新算式反演结果与PR雷达反演降水相关较差;对于大于10 mm/h的降水,新算式反演结果与PR雷达反演降水有较好的相关性,但均方根误差比较大,说明用这种方法反演降水,对于强降水中心的确定有很好的参考价值,但反演结果较实际偏小.通过对2004年7月18日发生的一次特大降水反演结果表明,卫星反演雨带的空间分布、强降水中心位置与PR雷达反演降水以及地基雷达反演降水基本一致.【总页数】4页(P495-498)【作者】闵爱荣;张翠荣;王晓芳【作者单位】中国气象局武汉暴雨研究所,武汉,430074;武汉市气象局,武汉,430040;中国气象局武汉暴雨研究所,武汉,430074【正文语种】中文【中图分类】P4【相关文献】1.利用微波亮温资料反演陆地和海洋降水方案的对比 [J], 钟中;王晓丹2.利用热带降雨卫星的微波成像仪观测资料反演陆地降水 [J], 李万彪;陈勇;朱元竞;赵柏林3.TRMM卫星微波成像仪资料的陆面降水反演 [J], 闵爱荣;游然;卢乃锰;石燕4.利用微波成像仪资料反演台风Aere(2004)降水水平结构 [J], 王晓丹;钟中5.基于FY-3D微波成像仪的中国陆地区域地表温度反演及验证 [J], 王博;郭鹏;孟春红;王琦因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
雷达测雨技术在水文上的运用探讨
雷达测雨技术在水文上的运用探讨1. 引言1.1 雷达测雨技术的发展历程雷达测雨技术的发展历程可以追溯到上世纪40年代末期,当时雷达技术开始被应用于气象领域。
最初的雷达测雨技术主要是通过雷达回波信号的强度和反射率来估算降水量,虽然精度有限但为当时的气象预测和水文监测提供了重要的数据支持。
随着雷达技术的不断进步和发展,雷达测雨技术也逐渐实现了从定量降水估算到实时监测的转变。
在20世纪80年代以后,随着数字雷达的问世和卫星云图的发展,雷达测雨技术在水文学和气象领域的应用得到了进一步加强和扩展。
近年来,随着雷达技术的数字化和网络化,雷达测雨技术已经在水文监测、洪水预警、水资源管理、农业灌溉和气象预测等领域得到了广泛应用。
它不仅提高了降水数据的精度和时空分辨率,也为水文学研究和水资源管理提供了更有效的技术手段。
雷达测雨技术经过几十年的发展演进,已经成为水文学和气象领域不可或缺的重要技术工具,为实现精准的水文监测和有效的水资源管理提供了有力支持。
1.2 水文学中的重要性雷达测雨技术通过利用雷达系统对降水进行实时监测和精确测算,可以提供更加准确和全面的降水信息。
这些数据对于水文学研究和应用具有重要意义。
通过分析雷达测雨技术获取的降水数据,可以更精确地预测洪水发生的可能性和规模,为洪水预警和防灾减灾工作提供重要依据。
雷达测雨技术还可以用于监测水资源的分布和变化,指导农业灌溉的实施,提高用水效率。
结合气象预测模型,雷达测雨技术可以为气象预测提供更加准确的降水预报,为社会生产和生活提供准确有效的气象信息支撑。
水文学中的雷达测雨技术不仅可以提高水文监测的精度和时效性,还可以为水资源管理、洪水防灾、农业生产和气象预测等方面的工作提供科学依据和支撑。
在今后的水文学研究和实践中,应进一步加强雷达测雨技术的应用与改进,充分发挥其在水文领域的重要作用。
2. 正文2.1 雷达测雨技术在水文监测中的应用雷达测雨技术在水文监测中的应用是当前水文学领域中的重要技术手段之一。
基于TRMM数据的广西西江流域降水时空分布特征
基于TRMM数据的广西西江流域降水时空分布特征李燕;周游游;胡宝清;闫妍【期刊名称】《亚热带资源与环境学报》【年(卷),期】2017(012)001【摘要】以广西西江流域为研究对象,以TRMM数据为主要数据源,利用研究区15个气象站降水实测数据,使用相关系数、相对偏差和均方根误差对1998-2013年TRMM降水数据进行验证,并在此基础上对广西西江流域的降水时空分布特征进行分析,结果表明:1)TRMM 3B43降水数据与气象站点实测降水数据具有较好的一致性,年尺度和月尺度相关系数分别是0.79和0.92(α<0.01),可以代表研究区实际降水情况;2)在降水时间分布上,1998-2013年间年降水量呈微弱的下降趋势,流域降水的季节分配不均匀,大部分降水集中在5至8月;3)在降水空间分布上,降水整体由东向西逐渐递减,春季(3-5月)的降水中心在流域东部,夏季(6-8月)移至西南部,秋季(9-11月)继续停留在西南部,冬季(12-2月)又移回东北部.%Xijiang River basin in Guangxi is chosen as the research object,using TRMM data as the main data source.First,the accuracy of TRMM 3B43 data was evaluated by comparing with observed data from 15 meteorologicalstations.Then,distribution patterns of precipitation were characterized based on the TRMM 3B43 data.The results indicated that:1)The TRMM3B43 data was usable to replace the rain gauge data.The correlation coefficient between TRMM 3B43 data and rain gauge data were 0.79 and 0.92 at annual and monthly scale respectively.2)The temporal distribution pattern of precipitation presented slight escalating trend year-to-year from1998 to 2013,and unevenly distributed within each year with most of the rainfall concentrated in wet season from May to August.3)The spatial patterns of precipitation generally decreases from east to west annually,with the dry region located in the west part of the Xijiang river basin.In addition,spatial patterns of precipitation on seasonal scale vary greatly from northeast to southwest.In Spring,the rainfall center located in east part,while in summer,the rainfall center shifts to southwest part.In Autumn,it remains in the southwest part,while in winter,the center moves back to the northeast.【总页数】9页(P75-82,88)【作者】李燕;周游游;胡宝清;闫妍【作者单位】广西师范学院北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室,南宁530001;广西师范学院广西地表过程与智能模拟重点实验室,南宁 530001;广西师范学院广西西江流域生态环境与一体化发展协同创新中心,南宁 530001;广西师范学院北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室,南宁 530001;广西师范学院广西地表过程与智能模拟重点实验室,南宁 530001;广西师范学院北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室,南宁 530001;广西师范学院广西地表过程与智能模拟重点实验室,南宁 530001;广西师范学院广西西江流域生态环境与一体化发展协同创新中心,南宁 530001;广西师范学院北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室,南宁 530001;广西师范学院广西地表过程与智能模拟重点实验室,南宁 530001【正文语种】中文【中图分类】K903【相关文献】1.基于TRMM数据的拉萨河流域降水时空分布规律研究 [J], 陈牧风;许珊珊;刘金涛;姬海娟2.基于TRMM数据的三峡库区降水时空分析——以重庆段为例 [J], 邓梅3.基于TRMM数据的祁连山大气降水时空分布特征 [J], 薛健;李宗省;李宗杰;桂娟4.基于TRMM降水数据的山区降水垂直分布特征 [J], 刘俊峰;陈仁升;卿文武;阳勇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;仇亚琴因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
TRMM卫星降水数据在老哈河流域的精度评估
TRMM卫星降水数据在老哈河流域的精度评估李剑锋;佘文婧;江善虎;石琳【期刊名称】《水资源与水工程学报》【年(卷),期】2014(0)5【摘要】采用地面雨量站点观测降水作为基准数据,评估热带降雨观测计划(TRMM)最新一代降水产品3B42V7在高纬度半干旱的老哈河流域的精度。
结果显示:TRMM 3B42V7在老哈河流域较基准降水系统偏大,平均偏差为17.46%,相关系数为0.73,平均意义上日卫星降水精度相对较高;但TRMM 3B42V7绝对值偏差达到81.26%,在绝对值意义上日卫星降水精度较低;经过GPCC地面月降水量偏差校准,TRMM 3B42V7精度在月尺度上有较大提高,绝对偏差为21.95%,相关系数达到0.98;TRMM 3B42V7精度同纬度和高程存在明显的相关关系;TRMM3B42V7能较好反映老哈河流域日降水事件并展现降水的空间分布特征。
因此,TRMM 3B42V7可用于老哈河流域月尺度的水文过程模拟、水资源评价与规划等相关研究。
【总页数】5页(P89-92)【关键词】卫星降水;TRMM;3B42V7;精度评估;老哈河流域【作者】李剑锋;佘文婧;江善虎;石琳【作者单位】河南省水利勘测设计研究有限公司;安徽水利水电职业技术学院;河海大学水文水资源学院【正文语种】中文【中图分类】P333.1【相关文献】1.基于TRMM卫星产品的长江流域降水精度评估 [J], 金秋;张增信;黄钰瀚;江姗珊;杜卫2.TRMM卫星降水产品在南流江流域的精度评估 [J], 甘富万;余膳男;黄宇明;孙晋东;张华国;金彩平3.红河流域TRMM卫星降水数据精度评价 [J], 张月圆;李运刚;季漩;罗贤4.塔里木河流域TRMM降水数据精度评估 [J], 沈彬;李新功5.TRMM降水数据在洞庭湖流域的精度评估和应用 [J], 杨东;刘雯;朱靖轩;张洪涛;李学章;徐宪立因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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基于TRM M 卫星雷达降雨的流域陆面水文过程杨传国1,2,余钟波1,3,林朝晖2,郝振纯1,王振龙4,李 敏2(11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;21中国科学院大气物理研究所国际气候与环境科学中心,北京 100029;31Department of G eoscience ,University of Nevada ,Las Vegas ,Las Vegas 89154,US A ;41安徽省水利部淮河水利委员会水利科学研究院,安徽蚌埠 233000)摘要:利用热带降雨观测计划(TRM M )卫星雷达降雨数据驱动分布式陆面水文模型,研究流域尺度陆面水文过程,评估该数据在水文模拟与预报等研究领域的性能。
通过与实测雨量资料比较,验证TRM M 卫星雷达降雨数据的质量。
分别将TRM M 卫星雷达降雨与观测降雨作为耦合模型的气象输入,模拟和研究淮河流域1998~2003年的陆面水文过程时空变化。
结果表明,TRM M 卫星雷达降雨数据能够很好地描述降雨的时空分布,利用TRM M 降雨模拟的结果与利用观测降雨模拟的结果精度相当;模拟流量与实测资料基本吻合。
卫星雷达降雨数据在陆面水文过程研究中具有广泛的应用前景。
关 键 词:热带降雨观测计划;卫星雷达降雨数据;水文过程;水文模型;时空尺度中图分类号:P339 文献标识码:A 文章编号:100126791(2009)0420461206收稿日期:2008207202基金项目:教育部长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT 0717);财政部科技部公益类行业专项(GY HY 200706005);国家自然科学基金资助项目(40575040;50679018);高等学校学科创新引智计划资助项目(B08048)作者简介:杨传国(1981-),男,山东青州人,博士研究生,主要从事环境与水文水资源研究。
E 2mail :chgyang @gmail 1com水文模型是研究水循环过程、认识各个水文环节相互作用的重要工具,在流域洪水模拟预报、环境变化的水文响应等领域发挥了不可替代的作用。
自20世纪80年代以来,具有物理基础的分布式水文模型逐步发展起来[123],对模型参数初始化和气象驱动数据提出了更高的时空精度要求。
目前地理信息系统(GIS )、全球定位系统(G PS )和遥感(RS )技术在水文气象等领域得到了广泛应用,为分布式陆面水文模型提供了高精度的植被、土壤、。
诸多研究表明降雨是造成陆面水文模型非确定性的最主要因素[425]。
对于一个大尺度流域或区域,传统的站点观测降雨很难同时满足时间和空间分辨率要求,并且在进行数据时空解集过程中不可避免地带入其它不确定性因素(如地形)的影响,一定程度上制约了分布式模型在流域水文模拟与预报方面的应用[628]。
随着雷达技术及其产品订正方法的提高和改进,各种陆基和空基雷达能够获取区域以至全球降雨的高分辨率时空四维分布,在国际上已广泛应用于天气预报、气候分析和水文预报等领域。
上述新技术新方法极大地推动了分布式水文模型的发展与应用,对于降雨时空分布、流域水文模拟与预报、天气系统(如台风等)发展过程、气候变化等研究均有重要意义。
本研究在淮河流域建立10km ×10km 网格分辨率的分布式水文模型,分析热带降雨观测计划(T ropical Rain fall Measuring Mission ,TRM M )[9]卫星雷达降雨数据产品的质量,并将其应用到流域陆面水文过程研究。
1 研究区域与模型介绍111 研究区域淮河流域地处中国东部南北气候过渡带,位于东经111°55′~121°25′,北纬30°55′~36°36′,流域面积27万km 2,蚌埠站集水面积1312万km 2。
淮河流域多年平均降水量约为888mm ,人口密度高,是中国重要的工农业产区。
流域西部、西南部及东北部为山区丘陵区,其余为广阔的平原。
特殊的地形和地理位置,加之东亚季风第20卷第4期2009年7月 水科学进展ADVANCES I N W ATER SCIE NCE V ol 120,N o 14 Jul.,2009 特性,使得该流域历史上极端旱涝灾害事件频繁。
近年来在全球变暖的背景下,淮河流域极端事件有增多增强的趋势,严重威胁着该区域水资源安全和工农业经济的可持续发展。
112 陆面水文模型结构分布式陆面水文模型[10]利用“基于土壤含水量”的尺度转换方法耦合了粗网格的陆面模型(LSX )[11]和细网格的水文模型。
其中陆面模型中土壤分为6层,植被分为草地和树木两层,计算每个粗网格的水分、能量和动量过程,包括蒸散发量、产流量和下渗量等。
细网格水文模型采用了水文模型系统(H MS )[3,12]的3个主要模块:地表水模块、地下水模块和河流2地下水相互作用模块,计算每个细网格的地表和地下水分运动过程,并模拟河流湖泊和地下水的相互作用。
LSX 是大气模型GE NESIS 中的陆面模块,这种耦合模型结构便于实现水文模型与大气模型的耦合。
113 模型数据库流域地表高程取自USG S HY DRO1K DE M 数据库,投影方式为Lambert 方位角投影。
采用实际河网控制汇流路径的真实性,生成淮河流域10km ×10km 网格分辨率的数字流域参数库,包括高程、高程偏差等[10,13]。
河道宽度和深度根据流域地貌经验关系确定。
水文地质参数设定依据为中国1∶400万水文地质分类数据库。
粗网格陆面模式的参数包括植被类型和每层的土壤质地数据,采用全球分布数据源。
耦合模型的基本气象强迫数据采用的是NCEP/NC AR 6h 再分析数据库,其中降雨采用雨量站观测数据和TRM M 卫星雷达数据作为模型输入,以真实地模拟陆面水文过程。
2 TRM M 降雨数据验证211 TRM M 计划TRM M 计划由美国宇航局(NAS A )和日本宇航局(JAX A )联合发起,卫星于1997年11月28日成功发射,轨道为圆形,倾角35°,初始高度350km 。
卫星搭载的探测器包括:微波成像仪T MI 、降雨雷达PR 、可见/红外辐射仪VIRS 、雷电探测器LIS 以及云和地球辐射能量探测器CERES 等[9]。
从1998年开始提供TRM M PR 数据等系列产品,包括众多未知海洋和大陆区域的降雨和潜热通量时空四维分布的详细数据集。
覆盖区域最初为全球35°S ~35°N ,目前已扩展到全球50°S ~50°N 区域,包括东北地区50°N 以南的中国所有面积。
TRM M 卫星雷达降雨数据分为4级,从原始的回波资料(0级)到降雨资料的时空平均值产品(3级)[14]。
本研究采用TRM M 3B42卫星雷达降雨产品,3B42算法是由TRM M 科学小组开发的一种综合降水评估算法,它结合了2B31、2A12、微波成像专用传感器SS MI 、高级微波扫描辐射计AMSR 、高级微波探测器AMS U 等多种高质量的降水评估算法,并对地球同步红外观测系统获得的红外辐射资料进行了校准。
该数据的空间网格分辨率为0125°×0125°,时间步长为3h 。
212 数据质量验证利用淮河流域1998~2000年共3年的30个雨量站点的实测逐日降雨资料为标准,检验TRM M 3B42降雨数据质量。
采用反距离权重法分别把站点观测数据和TRM M 降雨数据插值成相同分辨率的格点资料,得到淮河流域逐日面平均降雨量。
表1列出了两组降雨数据的多个统计指标,结果表明不同年份的降雨总量误差均在±6%之内,两组数据离散度相近;1998年TRM M 数据的最大1d 降雨量和最大5d 降雨量较观测值有所偏大,而在其它两年表现较好;两组序列在逐日和逐月时间尺度上均具有较高的相关性。
逐日累积降雨量过程线(图1)表明淮河流域不同年份的汛期起止时间不同,主要集中在每年的6~8月。
年内不同丰枯季节TRM M 3B42降雨过程与观测降雨过程相比一致,3组数据序列相关性均达到9919%。
其中1998年、1999年吻合更好,2000年8月TRM M 数据与观测降雨比较误差稍大,这是造成其在水文研究应用中的误差的主要原因。
264水科学进展第20卷表1 淮河流域面平均逐日降雨观测序列与TR MM 数据序列统计比较T able 1Statistics of d aily observed rainfall and averaged TR MM rainfall series in the H u aihe River b asin 年份项 目平均值/(mm ・d -1)标准差/(mm ・d -1)最大1d 雨量/mm 最大5d 雨量/mm 相关系数逐日/逐月1998TRM M 降雨217261224512188160164/0198观测降雨218351723718143101999TRM M 降雨211141433216131170162/0194观测降雨210241494511136152000TRM M 降雨218461455612207120165/0198观测降雨21686102471219212降雨过程受天气、地形等因素影响,具有高度的空间分布不均匀性。
选取2000年7月15日淮河流域降雨事件分析TR M M 雷达降雨和站点观测值的空间分布(图2)。
结果表明TR M M 降雨和观测降雨的空间分布一致,主雨带均位于流域北部,且雨量站点观测最大值分布在TR M M 降雨强度中心地带;同时TR M M 降雨数据显示,在没有雨量站点布设测量的地方,还存在其它降雨高值中心(如苏北地区),雨带边缘极少数格点与实测降雨量相比误差较大。
图2 淮河流域站点观测降雨量与TRM M 3B42降雨量空间分布对比图 Fig 12S patial distribution of gauged rain fall vs TRM M 3B42rain fall from Huaihebasin图1 淮河流域逐日累积降雨量对比图Fig 11C om paris on of daily accumulated rain fall from Huaihe basin 3 水文过程模拟利用淮河流域蚌埠站1980~1987年实测流量资料对耦合模型进行率定,逐日序列相关系数可达到0190以上,效率系数达0180以上(图略);同时生成流域10km ×10km 网格分辨率的重启动文件,该文件包括地下水位、土壤含水量等多个变量的初始值。
利用上述模型参数和初始值,结合NCEP/NC AR 再分析数据,分别利用实测降雨和TRM M 3B42卫星雷达降雨,进行淮河流域1998~2003年共6年的连续性陆面水文过程模拟。