多源融合降水实况分析产品在海河流域的适用性评估 被引量：4

1

作者 庄园煌 陈宏 +3 位作者 余文韬 孙密娜 徐姝 韩婷婷 《气候与环境研究》 CSCD 北大核心 2024年第1期25-35,共11页

基于逐小时地面站点降水观测数据和国家气象信息中心研发的5 km多源融合降水实况分析产品,采用算术平均法对2021年6~9月海河流域面雨量进行估算。通过相关系数、平均误差和均方根误差等多种评估指标,客观定量评估多源融合降水实况分析... 基于逐小时地面站点降水观测数据和国家气象信息中心研发的5 km多源融合降水实况分析产品,采用算术平均法对2021年6~9月海河流域面雨量进行估算。通过相关系数、平均误差和均方根误差等多种评估指标,客观定量评估多源融合降水实况分析产品在海河流域的适用性。结果表明:多源融合降水实况分析产品与地面观测资料估算的面雨量结果基本一致,能较好地反映2021年6~9月海河流域面雨量的时空变化特征,但在量值上存在高估且随着降水量增加,估算误差也越大。分区对比,融合实况分析产品和站点的误差与子流域的平均降水量、海拔高度和面积密切相关。对于各量级面雨量出现的频次,融合实况分析产品与站点整体相差不大,准确率可以达到90%及以上。总体而言,5 km多源融合降水实况分析产品的质量较高,可进一步应用于海河流域精细化面雨量监测业务中。 展开更多

关键词 海河流域 多源融合降水实况分析产品 面雨量 数据评估

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黄河源区多源融合降水产品综合评价及其水文效应评估

2

作者 雍斌 周振杨 +1 位作者 陶新 吕毅 《水资源保护》 北大核心 2025年第2期47-57,76,共12页

以黄河源区为研究区,对多源融合降水产品(DML-TPP)进行了综合评价,并将其与纯红外遥感降水产品PERSIANN-CCS、卫星降水产品GSMaP_G、再分析数据集ERA5-L进行了比较。结果表明:ERA5-L对降水量存在一定程度高估,但较好地反映了整个黄河源... 以黄河源区为研究区,对多源融合降水产品(DML-TPP)进行了综合评价,并将其与纯红外遥感降水产品PERSIANN-CCS、卫星降水产品GSMaP_G、再分析数据集ERA5-L进行了比较。结果表明:ERA5-L对降水量存在一定程度高估,但较好地反映了整个黄河源区降水的时空格局;GSMaP_G在降水量估算方面较其他产品表现更优秀,在以气象站插值数据率定栅格新安江模型参数的方案中,GSMaP_G对黄河源区门玛区间的水文效应评估结果更好;在采用降水产品对栅格新安江模型进行参数率定的方案中,基于DML-TPP和ERA5-L的径流模拟在平水年表现最佳,基于GSMaP_G的模拟结果则更好地复现了丰水年的洪峰。 展开更多

关键词 多源融合降水产品 水文模拟 栅格新安江模型 误差传播 黄河源区

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省级降水实况分析产品在北京地区的适用性评估 被引量：2

3

作者 赵文芳 王蕙莹 +4 位作者 孟慧芳 缪宇鹏 黄明明 范敏 唐伟 《应用气象学报》 CSCD 北大核心 2024年第3期361-372,共12页

利用自动气象站观测数据,采用误差分析、有效降水时次占比等方法评估2022年9月—2023年8月省级降水实况分析产品在北京地区的一致性和准确性,并从累积降水量、降水强度、逐小时降水量误差等方面对“23·7”极端降水过程进行分析。... 利用自动气象站观测数据,采用误差分析、有效降水时次占比等方法评估2022年9月—2023年8月省级降水实况分析产品在北京地区的一致性和准确性,并从累积降水量、降水强度、逐小时降水量误差等方面对“23·7”极端降水过程进行分析。结果表明:省级降水实况分析产品在北京地区的均方根误差不足1 mm,平均绝对偏差低于0.16 mm,与自动气象站观测结果接近。省级降水实况分析产品误差随降水量等级增加而增大,小雨等级降水被高估,中雨及以上等级降水被低估;误差空间分布差异明显,在中雨和暴雨等级下,最大负偏差均出现在延庆区,最大正偏差均出现在昌平区。“23·7”极端降水过程中,省级降水实况分析产品的平均均方根误差为1.8 mm,平均绝对偏差为0.806 mm,降水强度与自动气象站观测随时间变化趋势一致,较真实地反映了降水强度的变化趋势。 展开更多

关键词 实况分析产品 评分技巧 多源融合 准确性检验

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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 被引量：118

4

作者 潘旸 谷军霞 +3 位作者 宇婧婧 沈艳 师春香 周自江 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期755-766,共12页

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°... 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。 展开更多

关键词 多源降水融合方法 高分辨率降水产品 独立检验

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多源气象数据融合格点实况产品研制进展 被引量：152

5

作者 师春香 潘旸 +6 位作者 谷军霞 徐宾 韩帅 朱智 张雷 孙帅 姜志伟 《气象学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期774-783,共10页

阐述了中外主要的多源气象数据融合产品研究进展与趋势,重点介绍了中国气象局国家气象信息中心研制的陆面气象要素(包括气温、降水、湿度、风、气压、辐射等)、土壤温度与土壤湿度、洋面温度与洋面风、三维云等多源融合格点产品研发现状... 阐述了中外主要的多源气象数据融合产品研究进展与趋势,重点介绍了中国气象局国家气象信息中心研制的陆面气象要素(包括气温、降水、湿度、风、气压、辐射等)、土壤温度与土壤湿度、洋面温度与洋面风、三维云等多源融合格点产品研发现状,以及中国气象局国家气象信息中心多源数据融合中试平台及统一质量检验评估系统的进展,并对未来多源气象数据融合产品研制进行了展望。 展开更多

关键词 多源融合格点产品 降水融合 陆面气象驱动数据融合 陆面数据同化 海表气象要素融合 三维云量融合

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集合卡尔曼滤波与随机森林算法在异源遥感降水数据同化融合中的应用 被引量：2

6

作者 张炜 沈明星 +1 位作者 高成 暴瑞玲 《水电能源科学》 北大核心 2024年第8期11-16,共6页

为减小异源遥感降水产品的非均质误差,提出集合卡尔曼滤波(EnKF)联合随机森林(RF)的数据同化融合算法,选取长江流域5种遥感降水产品(ERA5、TerraClimate、GPM、TRMM和PERSIANN-CDR),在分析星地降水数据一致性的基础上,进行EnKF-RF数据... 为减小异源遥感降水产品的非均质误差,提出集合卡尔曼滤波(EnKF)联合随机森林(RF)的数据同化融合算法,选取长江流域5种遥感降水产品(ERA5、TerraClimate、GPM、TRMM和PERSIANN-CDR),在分析星地降水数据一致性的基础上,进行EnKF-RF数据同化与融合处理,并利用独立气象站点评估其精度。结果表明,异源产品在长江流域降水量捕捉精度为TRMM>GPM>TerraClimate>PERSIANN-CDR>ERA5;各产品经EnKF同化后的精度纳什效率系数N NSE增至0.93~0.96,均方根误差RRMSE降至89.48~176.03 mm,较未同化前的N NSE提升11.46%~22.34%、RRMSE减小96.35%~122.60%;RF融合进一步改进了单一源降水产品可靠性,融合后产品精度N NSE达0.99、RRMSE为43.56 mm;异源降水数据的EnKF-RF同化融合策略减少了单一源降水产品的误差,在长江流域乃至全球尺度具有较大应用潜力。 展开更多

关键词 数据同化 数据融合 多源异构 遥感降水产品

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基于集合卡尔曼滤波法的清江流域多源融合降水分析 被引量：2

7

作者 郭家力 郭东淏 +4 位作者 丁光旭 李颖 李英海 杨旭 张海荣 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第5期72-78,84,共8页

高质量的水文气象观测数据是开展气象和水文灾害监测、预报预警及长期气候变化趋势分析的基本支撑。针对流域尺度内现有融合降水数据空间分辨率低的问题,通过集合卡尔曼滤波(EnKF)融合算法对清江流域33个地面站点和TRMM及CMORPH两种卫... 高质量的水文气象观测数据是开展气象和水文灾害监测、预报预警及长期气候变化趋势分析的基本支撑。针对流域尺度内现有融合降水数据空间分辨率低的问题,通过集合卡尔曼滤波(EnKF)融合算法对清江流域33个地面站点和TRMM及CMORPH两种卫星产品的降水数据在日尺度上进行融合,得到了0.05°×0.05°的清江流域融合降水数据MSAP。利用留一交叉验证的方式对卫星降水、地面插值和MSAP融合降水数据进行定量分析,证明EnKF融合算法能从相关性系数R、平均绝对误差MAE和均方根误差RMSE 3个方面改善清江流域降水的精度,并且融合算法改善了卫星数据和地面数据在流域边界部分区域精度低的缺点,展现了EnKF融合算法在降水数据融合中的应用潜力。进一步地,将MSAP与CMFD、ERA5和MSWEP等3种主流再分析数据进行对比,并对1998年汛期清江流域与长江干流四次洪峰遭遇中最大的两次遭遇所对应的场次强降水进行了空间分析。结果表明,在时间尺度上,MSAP数据具有最高的R和最小的MAE及RMSE;在误差的空间分布上,MSAP数据在各站点精度评价指标的空间差异最小,四种再分析数据精度由高到低排序为MSAP>CMFD>MSWEP>ERA5;在历时5日和历时2日的场次强降水过程中,CMFD、MSWEP和MSAP均能在一定程度上反映出暴雨中心,在空间分布和降水量级上,MSAP和CMFD基本保持一致。 展开更多

关键词 清江流域 多源数据融合 卫星降水产品 集合卡尔曼滤波 再分析降水

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基于贝叶斯三角帽法的多源降水数据融合分析及应用 被引量：1

8

作者 赵君 刘雨 +3 位作者 徐进超 王国庆 邵月红 杨林 《水科学进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期685-696,共12页

目前的降水产品依然存在较大的不确定性,采用多源降水数据融合可以更准确地估计降水量和空间分布情况。为实现无资料地区的数据融合,本文在不使用任何先验信息的前提下,通过整合站点插值、卫星遥感和再分析的降水产品,基于贝叶斯三角帽(... 目前的降水产品依然存在较大的不确定性,采用多源降水数据融合可以更准确地估计降水量和空间分布情况。为实现无资料地区的数据融合,本文在不使用任何先验信息的前提下,通过整合站点插值、卫星遥感和再分析的降水产品,基于贝叶斯三角帽(Bayesian-Three Cornered Hat, BTCH)法,融合多源降水数据,探究不同输入数量的降水产品对于融合数据精度的影响以及每个降水产品对于融合数据精度的贡献率,并在黄河源区进行应用。结果表明:在月尺度上,融合数据性能优于原始降水产品;在日尺度上,融合数据性能明显高于卫星遥感和再分析降水产品,但低于基于站点的降水产品CHM_PRE;2套基于站点的降水产品CN05.1和CHM_PRE对于融合数据有最大的贡献率。在黄河源区的应用表明,该数据融合方法确实能够更准确地估计降水量,可应用于无实测降水资料地区,为数据融合分析及应用提供参考。 展开更多

关键词 多源降水 数据融合 不确定性分析 贝叶斯三角帽

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融合气温实况产品在内蒙古地区的适用性评估分析

9

作者 段晓梅 《绿色科技》 2022年第20期240-245,共6页

采用邻近插值法,以地面观测站点资料为真值,并采用均方根误差、平均误差、平均绝对误差以及相关系数评估指标,对2021年5KM和1KM两种气温实况融合产品进行了评估。结果表明:5KM和1KM气温实况融合产品的数据质量较高,与站点观测值具有较... 采用邻近插值法,以地面观测站点资料为真值,并采用均方根误差、平均误差、平均绝对误差以及相关系数评估指标,对2021年5KM和1KM两种气温实况融合产品进行了评估。结果表明:5KM和1KM气温实况融合产品的数据质量较高,与站点观测值具有较强的相关性,相关系数均达到了0.99,1KM产品在内蒙古的适用性优于5KM,站点均方根误差大部分在1℃以下,平均误差小于0.05℃。两种气温实况融合产品误差随季节变化明显,夏季温热短暂,均方根误差和平均误差偏小,冬季随着气温的降低,实况产品以高估为主,均方根误差在0.8~1.2℃之间,平均误差在1~2月份达到峰值;1KM和5 KM气温实况融合产品都能较好地监测高温天气,落区与观测相当,但对于40℃以上的高温,表现稍差,其站点数较观测偏少,数据偏小。 展开更多

关键词 气温 实况融合产品 评估分析

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基于多源数据同化融合的尼洋河降水时空分布特征 被引量：11

10

作者 孟庆博 刘艳丽 +7 位作者 鞠琴 刘冀 关铁生 王国庆 金君良 贺瑞敏 刘翠善 鲍振鑫 《南水北调与水利科技（中英文）》 CAS 北大核心 2020年第3期110-118,共9页

地理位置处在我国高寒山区的尼洋河流域地面气象观测站点极少,是典型的缺资料地区,卫星降水数据产品是降水数据的重要补充。由于卫星降水数据在获取上的间接性及本身的不确定性,数据精度问题一直是阻碍其有效应用的主要因素。基于集合... 地理位置处在我国高寒山区的尼洋河流域地面气象观测站点极少,是典型的缺资料地区,卫星降水数据产品是降水数据的重要补充。由于卫星降水数据在获取上的间接性及本身的不确定性,数据精度问题一直是阻碍其有效应用的主要因素。基于集合卡尔曼滤波(EnKF)同化算法,选取TRMM、CHIRPS、Cmorph_V1.0、PERSIANNCDR及Gldas_Noah 5种卫星降水产品,在对其与林芝站网格区域实测降水进行精度分析的基础上,进一步进行多源降水数据同化与融合。结果表明:同化后5种卫星降水产品与实测降水量的相关系数CC均在0.98以上,BIAS均在10%以下,ME在同化后均小于0.2mm/d,RMSE均小于0.6mm/d,EnKF的同化效果显著。将同化后的5种降水与原卫星降水之间的误差序列推广至全流域,从而获得全流域的5种同化降水用于融合,融合后的降水数据综合了5种降水数据产品在精度指标的各自优势,其精度和可靠性更高。利用克里金插值法对融合后的降水进行尼洋河降水时空分布特征分析,结果显示年降水量空间上由中部向四周逐渐递减,时间上呈现逐年增加的趋势。通过对卫星降水数据进行同化及融合,在提升降水数据产品精度的同时提供了满足水文模拟及水资源管理需求的时间序列数据,具有重要的应用价值。 展开更多

关键词 尼洋河流域 多源降水 数据同化 ENKF 数据融合 降水时空分析

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中国大陆TMPA降水产品气候态的评估 被引量：5

11

作者 黄勇 陈生 +1 位作者 冯妍 翟菁 《气象》 CSCD 北大核心 2015年第3期353-363,共11页

利用逐日全国降水分析产品,对2012年12月下旬发布的最新版本的TRMM等多源卫星降水估算产品(TMPA)进行评估,评估时间从2008年9月到2012年8月。从评估结果来看,研究产品3B42V7产品与CPAP产品具有高的相关性,两者的相关系数达到了0.94,相... 利用逐日全国降水分析产品,对2012年12月下旬发布的最新版本的TRMM等多源卫星降水估算产品(TMPA)进行评估,评估时间从2008年9月到2012年8月。从评估结果来看,研究产品3B42V7产品与CPAP产品具有高的相关性,两者的相关系数达到了0.94,相对误差在—0.11%左右,标准偏差约为0.53 mm·d^(-1)。实时产品3B42RT产品与CPAP产品的相关性相对较差,相关系数为0.75,相对误差也上升到了39.3%,标准偏差为1.25 mm·d^(-1)。3B42RT产品在我国西部高估了降水,全年的相对误差为116.60%(春夏秋冬四季分别为104.52%、105.73%、117.64%和326.60%);3B42V7产品的相对误差仅为0.82%(春夏秋冬四季分别为2.25%、1.24%、—5.27%和—24.64%)。 展开更多

关键词 TRMM等多源卫星降水估算产品 全国日降水分析产品 评估

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基于不同降水产品的WRF-Hydro模式径流模拟——以漳河流域为例 被引量：12

12

作者 高玉芳 吴雨晴 +1 位作者 彭涛 顾天威 《热带气象学报》 CSCD 北大核心 2020年第3期299-306,共8页

以漳河流域为研究区域,以CMORPH卫星-地面自动站-雷达三源降水融合数据和ERA5再分析降水资料为WRF-Hydro模式的输入,进行径流模拟,对比分析模拟径流与实测径流的差异,探讨基于两种降水数据的WRF-Hydro模式在漳河流域的径流模拟效果。结... 以漳河流域为研究区域,以CMORPH卫星-地面自动站-雷达三源降水融合数据和ERA5再分析降水资料为WRF-Hydro模式的输入,进行径流模拟,对比分析模拟径流与实测径流的差异,探讨基于两种降水数据的WRF-Hydro模式在漳河流域的径流模拟效果。结果表明:三源降水融合数据的径流模拟效果较优,纳什系数均达到0.7以上,模拟径流与实测径流过程吻合较好;采用三源降水融合数据和ERA5再分析降水资料率定WRF-Hydro模式,以ERA5再分析降水资料为输入,径流模拟结果都不佳;总体而言,三源降水融合数据与WRF-Hydro模式耦合能够较好地模拟漳河流域径流过程。 展开更多

关键词 WRF-Hydro模式 CMORPH卫星-地面自动站-雷达三源降水融合数据 ERA5再分析资料 径流模拟

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基于2021年重庆市暴雨监测数据的CMPAS产品精度评估 被引量：3

13

作者 旷兰 田茂举 +4 位作者 翟丹华 李奇临 刘俸霞 海川 葛的霆 《水电能源科学》 北大核心 2022年第12期6-10,共5页

针对2021年重庆市具有代表性的7次区域性暴雨天气过程,以经过质量控制后的重庆市35个国家气象站及1822个区域自动站逐小时降水资料为基准,评价了国家多源降水融合分析产品的精度。结果表明,对于不同时刻、地形、降水等级,0.01°空... 针对2021年重庆市具有代表性的7次区域性暴雨天气过程,以经过质量控制后的重庆市35个国家气象站及1822个区域自动站逐小时降水资料为基准,评价了国家多源降水融合分析产品的精度。结果表明,对于不同时刻、地形、降水等级,0.01°空间分辨率的NRT、RT降水融合产品的精度均优于0.05°分辨率的FAST、FRT降水产品,T等级评分在前4个降水等级呈下降趋势,当降水等级≥20 mm/h时略有回升;FAST、FRT产品的相关系数C和偏差B的空间分布较一致,NRT、RT产品的分布较一致,但分布范围的形态和细节上略有区别,其中,FAST、FRT、NRT、RT产品的C_(COR)≥0.90的站点百分比分别为73.94%、78.36%、93.54%、93%,C_(COR)≥0.95的站点分别为34.73%、38.88%、77.98%、75.66%;|B_(COR)|≤0.1的站点百分比分别为60.04%、60.69%、78.19%、77.87%;FAST、FRT、NRT、RT产品与AWS的降水量空间分布范围和量级分布较吻合,但范围形态和细节处理上以NRT、RT产品最为接近,4种产品均以偏小为主;坡向上各产品精度变化并不明显,各产品在坡度、海拔、起伏度较大的情况下精度更高。 展开更多

关键词 多源降水融合产品 区域性暴雨 精度评价 最近邻点插值 重庆市

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