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对我国高分辨率融合降水资料的适用性评估

张蒙蒙  
【摘要】:本文利用国家气象信息中心研制的地面和卫星融合的降水资料,通过CMORPH卫星降水资料、融合降水资料与地面观测降水资料的对比,评估融合降水资料的质量,分析融合降水资料精度的时空分布特征,研究影响融合降水资料精度的主要因素,评估融合资料在各区域的降水日变化特征和对持续性降水过程的监测能力,得到以下主要结论: 一、对融合降水误差的时空分布特征分析表明; 融合降水资料有效利用地面观测降水和卫星降水各自的优势,在降水量值和空间分布上更为合理,误差随时问变化平缓,平均偏差在0值附近摆动,空间相关系数大多稳定在0.9以上;空间分布上,融合降水整体上低估了全国各区域的降水,但与卫星降水相比,融合降水的误差在全国范围内普遍减小,区域性差异减弱,空间一致性提高;除青藏地区外,融合降水与地面观测降水在各区域有较高的空间一致性,全国平均空间相关系数高达0.983;江淮区域的偏差改善尤为明显;与卫星资料相比,融合降水在各月份均以较小偏差占主要比例;融合降水还高估了降水日数,对2mm/d以下的小降水量存在高估,低估2mm/d以上的降水量;与卫星降水相比,融合降水对各强度降水的偏差显著减小,10mm/d以上强度的降水偏差改善明显,尤其对30mm/d以上的强降水,与卫星降水相比误差减小了4-5倍;且融合降水在不同累积时问下的误差与卫星降水相比均大幅度减小,均方根误差减小了3倍,空间相关系数提高了4倍左右。且累积时次越长,误差改善越明显。 二、分析站点疏密和地形变化对融合降水精度的影响表明: 稀疏区域和密集区域的融合产品质量都与站网密度有关,站网越密集融合效果越好。稀疏区和密集区域的卫星资料在融合产品中的重要性不一样:卫星资料在密集区域的融合作用不大;而在西部没有站点的地方,融合资料主要取决于卫星资料,网格内有观测站时,稀疏区域的融合资料主要取决于地面观测站资料,且网格内站点数越多,融合与地面观测的误差越小。融合效果还与地形高度变化有关,融合降水的量值在地形变化平缓区域与地面观测降水更贴近,空间一致性较好;地形变化复杂区域,低洼处的量值比山峰处的值更接近地面观测降水。CMORPH卫星降水的量值与地形关系不大,但是其空间分布特征在低洼处比山峰处更接近地面观测降水。 三、对比融合降水与观测资料的日变化特征,发现:除青藏高原地区外,融合降水能很好的反映平均降水量在各区域的日变化情况;而CMORPH卫星降水未能体现江淮、华南的双峰特征,在其余地方的降水峰值或提前或推后。 四、持续性降水过程个例研究表明,融合降水对江淮和华南地区的两次持续性降水过程的误差值分别为-0.016、-0.02mm/h,与CMORPH卫星降水相比偏差显著减小,对实际降水量的再现能力强,能准确反映持续性降水过程。对于超强台风“凡亚比”登陆过程,融合降水能较好再现登陆前、中、后不同时间的降水精细结构,对于定量监测降水过程具有优势。


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