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基于GWR模型的贵州喀斯特山区TRMM 3B43降水资料降尺度分析 总被引：1，自引：0，他引：1
基于降水与地形起伏之间的非平稳关系,结合有限的观测降水数据,利用GWR回归模型,对贵州喀斯特山区的TRMM 3B43降水资料进行降尺度和校准,最终得到空间分辨率为1 km×1 km的降水量分布数据并进行了验证。结果显示:(1)考虑地形起伏和降水空间非平稳性的GWR模型,提高了贵州喀斯特山区TRMM 3B43遥感降水资料的空间分辨率和准确度。(2)不同时间尺度的验证结果表明,在与观测降水的相关统计中,TRMM降尺度降水具有较TRMM 3B43降水更高的统计精度和更小的误差,更接近于地面观测降水;该降尺度算法在贵州降水较少的时间尺度更加接近真实值。(3)当TRMM 3B43可以被重采样的地形起伏度(RDLS)进行准确预测时,TRMM 3B43的精度是GWR降尺度算法中的主要误差源;当区域的降水与地形起伏弱相关或无关时,应考虑引入其他影响降水的空间变量来修正这一空间非平稳性关系。 相似文献
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中国区域高分辨率多源降水观测产品的融合方法试验 总被引：5，自引：0，他引：5
高质量、高分辨率降水产品研制对于数值天气模式检验、水文陆面模拟、山洪地质灾害监测有着重要意义。利用中国近4万自动气象站逐时降水资料、中国雷达定量降水估计和CMORPH卫星反演降水产品,开展0.05°×0.05°和0.01°×0.01°两种高分辨率下的三源降水融合方法研究试验,探讨如何有效引入雷达高分辨率信息来提高降水产品质量。一方面,在0.05°分辨率上,先以自动气象站观测降水数据为基准,采用概率密度函数（PDF）匹配法订正雷达和卫星估测降水产品的系统偏差,将雷达降水产品的偏差从-0.05 mm/h降至-0.008 mm/h;再采用贝叶斯模型平均（BMA）方法融合雷达和卫星降水产品,形成0.05°分辨率的中国区域覆盖完整且最优的联合降水背景场。此外,在0.01°分辨率上,以0.05°分辨率的卫星-雷达贝叶斯模型平均联合降水产品为背景,采用1 km雷达估测降水的空间结构信息进行降尺度,亦能有效提高0.01°分辨率背景场的质量。然后,分别以不同分辨率的卫星-雷达联合降水产品为背景,采用统计方法量化误差估计,再采用最优插值方法融入地面观测。通过2419个中国国家级气象台站的独立样本检验,评估了多种类型的降水资料及融合试验产品在中国地区的质量。结果表明,两种分辨率的三源融合试验产品的精度均优于任何单一来源的降水产品,特别是在站点稀疏地区,降水精度均较融合前有显著提高,达到了较好的融合效果,其中在0.05°分辨率上采用“概率密度函数+贝叶斯模型平均+最优插值”方法的三源融合降水产品整体质量最好,而0.01°分辨率上基于“概率密度函数+贝叶斯模型平均+降尺度+最优插值”方法的三源融合降水产品在强降水监测上更有优势。 相似文献
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为提高研究区域的降尺度效果,基于地理加权回归法(Geographically Weighted Regression,GWR),选取全球降水计划(Global Precipitation Measurement,GPM)3IMERGM产品,以数字高程模型(Digital Elevation Model,DEM)作为控制解释变量,将其分别与解释变量水汽通量散度、气温构建两个降尺度模型、与解释变量归一化植被指数(Normalized Difference Vegetation Index,NDVI)构建对照降尺度模型,对浙江省进行降尺度研究。利用研究区域内气象站点的实测数据,对由不同解释变量构建的3个降尺度模型的降尺度结果进行对比分析及精度验证。结果表明:构建的3个降尺度模型中,引入解释变量水汽通量散度构建的降尺度模型的综合效果优于其余两种模型,水汽通量散度较NDVI、气温更适合作为解释变量。构建的降尺度模型有效地提高了GPM数据的空间分辨率(由0.1°提升至1 km),降尺度数据维持了精度且能够更真实反映研究区域内的降水量分布情况。 相似文献
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WRF模式对中国夏季降水的动力降尺度模拟研究 总被引：1，自引：3，他引：1
采用NCEP的FNL再分析资料驱动WRF模式,对中国10 a(2000—2009年)夏季降水进行双重动力降尺度(双重嵌套)模拟,将子、母区域模拟结果和观测进行对比,以检验双重动力降尺度对中国夏季降水模拟的"增值"能力。结果表明:单重动力降尺度(单重嵌套)方法能较好模拟出中国10 a夏季平均降水的空间分布,对季风雨带"北跳"特征模拟较好,但模拟降水具有系统性正偏差。在母区域的强迫下,双重动力降尺度模拟的降水分布与单重动力降尺度相比,没有发生根本性变化。但由于子区域的分辨率要高于母区域,双重动力降尺度比单重动力降尺度能提供更多有价值的降水细节。双重动力降尺度的这种"增值"能力存在地域依赖性,在华南地区和江淮地区,双重动力降尺度模拟出的降水分布、量值和逐日演变都要好于单重动力降尺度。但在华北地区,双重动力降尺度没有表现出明显的"增值"。 相似文献
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利用空间分辨率为5km的广西智能网格降雨量预报产品以及桂南区域自动气象站降雨量实况资料,采用最邻近点法、双线性插值、双三次插值和统计降尺度方法,研究和评估空间分辨率在1km的格点降雨量插值预报释用技术。结果表明:(1)对于分辨率较高的智能网格预报产品,最邻近点法、双线性插值和双三次插值的预报效果无明显差异,其中最邻近点法的ETS评分和预报偏差略好于其它两种方法;(2)采用一元线性回归的统计降尺度方法比其它3种方法的降水预报能力高,并可以提高强降水的预报评分,对构造更高分辨率的网格预报产品具有一定参考作用。 相似文献
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中国区域逐日融合降水数据集与国际降水产品的对比评估 总被引：12，自引：3，他引：9
中国国家气象信息中心基于2400多个国家级台站观测日降水量和CMORPH卫星反演降水产品,采用概率密度匹配和最优插值相结合的两步数据融合方法,研制了中国区域1998年以来的0.25°×0.25°分辨率的逐日融合降水产品(CMPA_Daily)。通过该数据集与广泛应用于中国天气气候领域的两种国际上降水融合产品TRMM 3B42(Tropical Rainfall Measuring Mission, 3B42)和GPCP(Global Precipitation Climatology Project, 1 degree daily)的对比评估,考察CMPA_Daily产品的质量,评价其能否合理体现中国降水的天气气候特征。首先利用2008—2010年5—9月独立检验数据定量对比了CMPA_Daily、TRMM 3B42和GPCP 三种降水产品的误差,结果表明,在误差的时间变化和空间分布上,CMPA_Daily均具有最高的相关系数和最小的平均偏差及均方根误差,TRMM 3B42其次,GPCP的误差相对较大。CMPA_Daily只低估了大暴雨,TRMM 3B42低估了大雨以上量级的降水,而GPCP低估了除小雨以外的所有降水。CMPA_Daily产品因融入了更多的站点观测信息,不论在中国东部沿海,还是中西部地形复杂区,其精度均优于TRMM 3B42和GPCP产品,即使在站点稀疏的青藏高原地区,CMPA_Daily降水量也更加接近站点观测,呈现明显的高相关。CMPA_Daily与独立检验数据的高相关在地形起伏时效果也较稳定,TRMM和GPCP的相关系数则随着地形变化幅度陡变而非常明显地降低。进一步通过对比分析各降水产品1998—2012年的气候平均降水特征表明,3种资料对中国区域气候平均降水量、降水强度、频率分布以及年际变化的总体描述基本一致,因有效融入了更多的中国站点观测信息,不论降水空间分布还是降水量,CMPA_Daily与地面观测均最为接近,在中国的中东部大部分地区对降水的估计精度明显更高,而在站点分布较稀疏的青藏高原地区,CMPA_Daily的降水分布型与TRMM、GPCP卫星融合资料类似,较地面站点插值产品更能体现出合理的降水分布。对中国强降水事件监测对比表明,CMPA_Daily产品可以更加准确地描述降水的强度变化,细致刻画降水空间分布,在把握降水小尺度特征上具有明显的优势,体现出高分辨率、高精度降水产品的特点。 相似文献
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提出一种基于深度学习的数值模式降水产品降尺度方法。利用深度学习的非线性映射能力和对栅格数据的信息提取能力,建立深度超分辨率模型提取不同分辨率数值模式降水产品间相对应的有效信息,从而将低分辨率数值模式降水产品利用提取的信息重构为高分辨率产品,继而通过构建多时次组合降尺度深度模型提取时间关联性进一步提升了重构准确性。基于欧洲中期天气预报中心不同尺度数值模式降水产品的实验表明所提方法能够比常用的双三次插值方法更有效地将低分辨率降水产品转换为对应的高分辨率产品。 相似文献
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基于6个CMIP6模式的日降水量数据,采用降尺度方法将其统一分辨率到0.25°×0.25°,选取5个极端降水指数从降水气候态、极端性、季节性三个角度对新疆区域1961—2014年历史期降水模拟效果评估。结果表明,降尺度CMIP6模式能较好再现新疆区域降水的空间分布特征,最大年均降水量误差小于30 mm,夏季降水模拟效果最佳相关系数均高于0.8。模式在春秋季对降水的模拟效果差异较小,标准差比值均在1.00 ~ 1.25之间,ACCESS-CM2模拟效果最佳。模式集合均值能模拟出观测降水增多趋势,但低估了降水的年际变率,模拟结果提示新疆80年代的降水转折可能与人类活动有关。在降水极端性和季节性方面,降尺度数据对新疆的极端降水和季节性降水均有较好的模拟性能,降尺度数据对季节性降水的模拟能力（与观测均值误差小于0.001）比原始分辨率的数据（与观测误差大于0.005）效果更好。 相似文献
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基于CFS模式的中国站点夏季降水统计降尺度预测 总被引：6，自引：2，他引：4
本研究针对中国夏季站点降水,研制建立了基于Climate Forecast System(CFS)实时预测数值产品及观测资料的统计降尺度预测系统。此预测系统选取了CFS模式中当年夏季500 hPa高度场和观测资料中前一年秋、冬季海表面温度场作为预测因子,两因子的关键区分别为泛东亚地区和热带太平洋地区。统计降尺度模型对1982~2011年中国夏季降水的回报效果较CFS模式原始结果显著提高,空间距平相关系数由0.03提高到0.31,时间相关系数在中国大部分地区显著提高,最大可达0.6。均方根误差较CFS模式原始结果明显降低,同时,此降尺度模型较好的回报出2011年汛期降水的距平百分率的空间分布型。 相似文献
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Validation of satellite rainfall products over Greece 总被引：3，自引：0，他引：3
H. Feidas 《Theoretical and Applied Climatology》2010,99(1-2):193-216
Six widely available satellite precipitation products were extensively validated and intercompared on monthly-to-seasonal timescales and various spatial scales, for the period 1998–2006, using a dense station network over Greece. Satellite products were divided into three groups according to their spatial resolution. The first group had high spatial (0.5°) resolution and consists only of Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) products: the TRMM Microwave Imager (TMI) precipitation product (3A12) and the TRMM multisatellite precipitation analysis products (3B42 and 3B43). The second group comprised products with medium spatial (1°) resolution. These products included the TRMM 3B42 and 3B43 estimates (remapped to 1° resolution) and the Global Precipitation Climatology Project one-degree daily (GPCP-1DD) analysis. The third group consisted of low spatial (2.5°) resolution products and included the 3B43 product (remapped to 2.5° resolution), the GPCP Satellite and Gauge (GPCP-SG) product, and the National Oceanographic and Atmospheric Administration Climate Prediction Center (NOAA-CPC) Merged Analysis (CMAP). Rain gauge data were first gridded and then compared with monthly and seasonal precipitation totals as well as with long-term averages of the six satellite products at different spatial resolutions (2.5°, 1°, and 0.5°). The results demonstrated the excellent performance of the 3B43 product over Greece in all three spatial scales. 3B42 from the first and second group and CMAP from the third exhibited a reasonable skill. 相似文献
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天山山区大气水分循环特征 总被引：1，自引：0，他引：1
将自然正交分解(EOF)和水平空间分辨率30"的地理信息数字高程(DEM)相结合,利用1961~2010年天山山区及其周边79个气象站月降水量应用梯度距离平方反比法计算面雨量,应用2000~2010年NCEP/NCAR逐日4次再分析1°(纬度)×1°(经度)资料计算水汽输送,研究了天山山区面雨量时空分布、水汽输送和外部水汽的降水转化率特征,以及降水转化率异常的初步成因。结果表明:1)天山西部和中部降水量平均在450 mm以上,东天山和天山西南端为150 mm左右。春季、夏季、秋季、冬季的面雨量分别为291.4×108 m3、625.9×108m3、218.1×108 m3和73.6×108m3,降水量分别为108.2 mm、232.4 mm、81.0 mm和27.4 mm,年降水量为449.0 mm。2)月水汽输送量呈正态单峰型分布,7月最大、1月最小,夏季水汽输送量为全年的41.3%,冬季为11.9%,春季、秋季分别为24.5%和22.3%。3)春季、夏季、秋季、冬季和年外部水汽的降水转化率分别为10.3%、12.6%、8.5%、5.4%和9.2%,降水转化率的大小与伊朗副热带高压、贝加尔湖高压脊和西亚副热带西风急流的位置和强度配置有关。 相似文献
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The frequency, intensity, and diurnal cycle of precipitation in surface and satellite observations over low- and mid-latitudes 总被引：3，自引：1，他引：3
Global precipitation data sets with high spatial and temporal resolution are needed for many applications, but they were unavailable
before the recent creation of several such satellite products. Here, we evaluate four different satellite data sets of hourly
or 3-hourly precipitation (namely CMORPH, PERSIANN, TRMM 3B42 and a microwave-only product referred to as MI) by comparing
the spatial patterns in seasonal mean precipitation amount, daily precipitation frequency and intensity, and the diurnal and
semidiurnal cycles among them and with surface synoptic weather reports. We found that these high-resolution products show
spatial patterns in seasonal mean precipitation amount comparable to other monthly products for the low- and mid-latitudes,
and the mean daily precipitation frequency and intensity maps are similar among these pure satellite-based precipitation data
sets and consistent with the frequency derived using weather reports over land. The satellite data show that spatial variations
in mean precipitation amount come largely from precipitation frequency rather than intensity, and that the use of satellite
infrared (IR) observations to improve sampling does not change the mean frequency, intensity and the diurnal cycle significantly.
Consistent with previous studies, the satellite data show that sub-daily variations in precipitation are dominated by the
24-h cycle, which has an afternoon–evening maximum and mean-to-peak amplitude of 30–100% of the daily mean in precipitation
amount over most land areas during summer. Over most oceans, the 24-h harmonic has a peak from midnight to early morning with
an amplitude of 10–30% during both winter and summer. These diurnal results are broadly consistent with those based on the
weather reports, although the time of maximum in the satellite precipitation is a few hours later (especially for TRMM and
PERSIANN) than that in the surface observations over most land and ocean, and it is closer to the phase of showery precipitation
from the weather reports. The TRMM and PERSIANN precipitation shows a spatially coherent time of maximum around 0300–0600
local solar time (LST) for a weak (amplitude <20%) semi-diurnal (12-h) cycle over most mid- to high-latitudes, comparable
to 0400–0600 LST in the surface data. The satellite data also confirm the notion that the diurnal cycle of precipitation amount
comes mostly from its frequency rather than its intensity over most low and mid-latitudes, with the intensity has only about
half of the strength of the diurnal cycle in the frequency and amount. The results suggest that these relatively new precipitation
products can be useful for many applications. 相似文献
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热带印度洋-西太平洋水汽输送异常对中国东部夏季降水的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
利用1979~2015年NCEP/NCAR发布的月平均全球再分析资料,分析了热带印度洋-西太平洋水汽输送异常对中国东部夏季降水的影响及其形成机理。研究结果表明:热带印度洋-西太平洋地区（10°S~30°N,60°~140°E）夏季异常水汽输送主要包括两个模态,他们可以解释总的水汽输送异常34%的方差。其中,第一模态（EOF1）表现为异常水汽沿反气旋从热带西太平洋经过南海及孟加拉湾输送到中国东部上空,对应南海、孟加拉湾水汽路径输送均偏多,此时西太平洋副热带高压显著偏强,异常水汽在长江中下游地区辐合并伴随显著上升运动,有利于长江中下游降水偏多;第二模态（EOF2）表现为异常水汽从热带印度洋沿阿拉伯海、印度半岛、中南半岛等呈反气旋式输送,华南上空相应出现气旋式水汽输送异常,并对应异常水汽辐合和上升运动,有利于华南降水偏多。就可能的外部成因而言,EOF1与ENSO关系密切,表现为前冬热带中东太平洋显著偏暖,夏季同期热带北印度洋、南海上空显著偏暖,造成西太平洋副热带高压显著偏强,异常水汽主要来源于热带西太平洋和南海;EOF2与同期热带印度洋偶极子（TIOD）异常有关,TIOD为正位相时热带印度洋上空出现异常东风,华南上空出现异常气旋并伴随水汽异常辐合,异常水汽主要来源于热带南印度洋。 相似文献
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全球变暖背景下亚非典型干旱区降水变化及其与水汽输送的关系研究 总被引：2，自引：0，他引：2
分析比较了中蒙(35°N~50°N,75°E~105°E)、中亚(28°N~50°N,50°E~67°E)和北非(15°N~32°N,17°W~32°E)三个典型干旱区水汽输送特征的异同,及其1961~2010年间的降水时空变化,分析了水汽来源和输送变化及其可能原因。结果显示,由于受不同的气候系统影响,中蒙、北非和中亚干旱区的降水在年内变化上有着显著不同。中蒙和北非干旱区降水呈现夏季风降水的特征;而中亚干旱区降水则为更多受到冬季风的影响。1961~2010年,随着全球气温上升,中蒙干旱区冬季纬向水汽输送增加而经向输送减少,总水汽输送增加;中亚干旱区冬季纬向输送减少而经向增加,总水汽输送减少;北非干旱区冬季纬向输送增加而经向输送减少,总水汽输送增加。夏季中蒙和北非干旱区经向、纬向输送均减小,中亚干旱区夏季纬向输送减少而经向减少,总输送增加。相应的,中蒙干旱区年、冬季和夏季降水分别以4.2、1.3和1.0 mm/10 a的趋势增加;而中亚干旱区冬季(1.2 mm/10 a)和夏季(0.1 mm/10 a)降水增加,年降水则呈减少趋势(-0.8 mm/10 a);北非干旱区年降水和夏季降水分别以0.5 mm/10 a和0.1 mm/10 a的速率增加。冬季中蒙干旱区主要水汽来源是水汽经向输送,而中亚干旱区水汽主要为纬向输送,经纬向水汽均为净输出是北非干旱区降水极少的主要原因,平均总水汽输送量约为-9.48×104 kg/s。冬季低纬度和高纬度环流通过定常波影响干旱区冬季降水。中蒙和中亚干旱区冬季降水主要受西太平洋到印度洋由南向北的波列影响,北非干旱区冬季降水主要和北大西洋上空由北到南的波列相联系。各干旱区的降水对海温变化有着不同的响应:中蒙干旱区冬季降水与冬季太平洋西海岸和印度洋海温呈显著正相关,夏季与海温相关不显著;中亚干旱区与地中海和阿拉伯海温相关,且与阿拉伯海温为正相关。 相似文献
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利用124个测站2011—2012年6—8月逐小时降水资料,分辨率为0.25°×0.25°的TRMM估测降水和DEM 高程数据,采用相关系数、相对误差和准确性指标,分析了西藏高原TRMM估测降水整体表现能力及海拔高度对降水估测影响。结果表明：TRMM估测降水在西藏高原整体趋势较一致,降水量级偏大,次数偏多;平均无降水准确率远高于平均有降水准确率,漏测率低而空测率高,降水量大的测站TRMM估测能力相对强。西藏高原上大部分测站处于相对低洼（河谷）地带,海拔高度差较小的区域TRMM估测降水与测站降水误差小,较大的区域误差则大。 相似文献
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Evaluating the performance of remote sensing precipitation products CMORPH,PERSIANN, and TMPA,in the arid region of northwest China 总被引：1，自引：0，他引：1
The arid region of northwest China is a large area with complex topography. Hydrological research is limited by scarcity and uneven distribution of rain gauges. Satellite precipitation products provide wide coverage and high spatial–temporal resolutions, but the accuracy needs to be evaluated before application. In this paper, the reliability of four satellite precipitation products (CMORPH [Climate Prediction Center’s morphing technique], PERSIANN [Precipitation Estimation from Remotely Sensed Information using Artificial Neural Networks], TRMM [Tropical Rainfall Measuring Mission] 3B42, and TRMM 3B43) were evaluated through comparison with ground data or reported values on daily, monthly, and annual scales from 2003 to 2010. Indices including frequency bias index, probability of detection, and false alarm ratio were used to evaluate recorded precipitation occurrences; relative mean bias, the correlation coefficient, and the Nash coefficient were used to assess precipitation amount. Satellite precipitation products were more accurate in the warm than in the cold season, and performed better in northern Xinjiang than in other regions during the cold season. CMORPH and PERSIANN tended to overestimate precipitation. TRMM 3B42 and TRMM 3B43 performed best because the former most accurately detected precipitation occurrences on a daily scale, and both produced accurate space–time distribution of precipitation and the best consistency with rain gauge observations. Only a few monthly precipitation values for TRMM 3B42 and TRMM 3B43, and annual precipitation values for TRMM 3B42 were with satisfactory precision. TRMM3B42 and TRMM 3B43 are therefore recommended, but correction will be needed before application. Factors including elevation, relative relief, longitude, and latitude had significant effects on the performance of satellite precipitation products, and these factors may be helpful in correcting satellite precipitation. 相似文献