CHIRPS和GLEAM卫星产品在中国的干旱监测效用评估

为评估具有分辨率高、覆盖范围广、数据序列动态连续优点的卫星降水和潜在蒸散发产品在中国干旱监测中的应用能力,以CGDPA(China gauge-based precipitation daily analysis dataset)和PM-Ep(potential evapotranspiration calculated by penman-monteith)为基准数据,以标准化降水蒸散指数(standardized precipitation evapotranspiration index, SPEI)为干旱监测指标,利用6个精度统计指标和分类度量指标评估CHIRPS(climate hazards group infrared precipitation with station data)、GLEAM-Ep(global land-surface evaporation:the Amsterdam methodology, potential evapotranspiration)在中国的干旱监测效用。结果表明:1)CHIRPS和GLEAM-Ep在中国东部和西南地区表现良好。由于气象站格网的稀疏,它们在中国西部大部分地区的表现存在较大不确定性。2)SPEIs(基于CHIRPS和GLAEM-Ep计算的SPEI)在中国东部和西南地区对干旱模拟效果较好,其与SPEIm(基于CGDPA和PM-Ep计算的SPEI)的相关系数(CC)在东南、西南、长江中下游地区、华北均大于0.6,尤其是相对湿润地区的CC值在0.70以上且均方根误差低于0.8。3)SPEIs3(3个月的SPEIs)在东南、西南、长江中下游地区、华北对干旱面积比的演变过程模拟效果较好,持续干旱模拟成功率分别为0.93、0.57、0.71、0.81及干旱空间分布模拟精度较高。总体而言,基于长序列CHIRPS和GLEAM-Ep计算的SPEI可适用于中国东部和西南地区的干旱监测与评价,可为该地区的干旱事件监测与预警、水资源管理提供可靠的参考依据。     

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

全球降水观测计划GPM降水产品IMERG(Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM)作为热带降水观测计划TRMM降水产品TMPA(TRMM Multisatellite Precipitation Analysis)的继任者,提供了覆盖范围更大、时间序列更长、精度和时空分辨率更高的降水数据来源。论文以国内809个气象台站2000-2017年逐日降水作为基准数据,选取极端日降水(R95p)、极端降水总量(R95pTOT)、最大日降水量(Rx1day)、最大5日降水量(Rx5day)和大雨日数(R25mm)5种极端降水指标,评价IMERG V06 Final(IMERG)在中国大陆的极端降水探测能力,并与TMPA 3B42V7(TMPA 3B42)的结果进行对比。结果表明:①总体上,各项极端指标下IMERG对极端降雨监测表现优于TMPA 3B42产品;②IMERG除倾向于低估R95p、高估R95pTOT外,其他极端降水指标偏差均低于TMPA 3B42;③在极端降雨的探测上,两个卫星产品在高海拔和干旱地区的探测精度较低,但IMERG V06的表现较TMPA 3B42更好,可靠性更高;④在极端降水频率的表现上,IMERG的频率分布较TMPA 3B42更接近于实测雨量,但在更高强度降水(>100 mm/d)中均存在低估。     

IMERG卫星降水产品在中国的干旱监测效用评估

GPM(Global Precipitation Measurement)时代,高时空分辨率的IMERG(Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM)是最主流的卫星遥感反演降水产品。该研究以地面网格CPAP(China Gauge-based Monthly Precipitation Analysis Product)数据为基准资料,选用标准化降水指数(Standardized Precipitation Index,SPI)、标准化降水蒸散指数(Standardized Precipitation Evapotranspiration Index,SPEI)和综合气象干旱指数(Composite Index of Meteorological Drought,CI),评价了最新版回顾性IMERG降水产品在干旱监测方面的应用能力及比较了其计算的干旱指数间的差异性。结果表明:1)IMERG能较好地捕捉中国月均降水量的空间格局;其与CPAP数据具有较高的一致性,相关系数高于0.9的区域占大陆面积的73.7%。2)基于IMERG的干旱指数具有良好的可靠性,它与CPAP计算结果的区域平均相关系数在大部分地区超过0.8。总体上,SPEI较SPI和CI的适用性更好。3)在西南地区,IMERG可准确再现干旱随时间的变化过程并捕获典型干旱事件的空间特征,同样SPEI表现优于SPI和CI。总之,回顾性IMERG降水产品在中国干旱监测中表现出很好的应用潜力,但不同干旱指数会影响它的精度。在全球变暖条件下,基于IMERG的SPEI指数应用于干旱监测与评估整体上优于仅考虑降水因子的SPI指数,以及考虑降水和气温因子的CI指数。