湄公河流域多源降水數據產品評估研究獲進展

2021-01-10 中國科學院
湄公河流域多源降水數據產品評估研究獲進展

2018-08-13 青藏高原研究所

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　　精確的降水資料是水文氣候學研究的基礎。湄公河流域人口眾多、擁有大規模內陸漁業產業，其水資源的動態變化具有重要意義。事實上，湄公河流域貧乏的地面觀測數據，阻礙了對該區域降水動態變化的精確分析。隨著科學技術的進步，衛星和再分析方法都能提供精確時空解析度的降水數據，這彌補了觀測資料的不足，特別是對於缺乏觀測的偏遠地區而言。目前，已有很多研究在不同空間尺度上對衛星和再分析降水數據集進行了評估。但對於湄公河流域來說，尚未有對最新的多源高解析度格網降水數據集（衛星和再分析降水數據）的時空變化模擬可靠性進行的研究。

　　近日，中國科學院外籍院士、中科院青藏高原研究所特聘教授、瑞典哥德堡大學地球科學系教授陳德亮課題組以「亞洲降水-高解析度觀測數據集成對比評估的水資源降水產品」（APHRODITE）為準，對高解析度的衛星（PERSIANN-CDR、TRMM）和再分析降水數據集（CFSR、ERA-Interim和MERRA2）在湄公河流域的可靠性進行了評估。APHRODITE被選作比較參考的理由在於它是亞洲唯一長時間的天尺度的降水產品，且集合了最大數量的地面觀測數據，採用了改進的質量控制方法和降水地形校正。它不僅被多個相關研究當作「地面觀測數據」，還被證實作為降水產品輸入有助於對湄公河幹流徑流的模擬。

　　研究表明，大多數評估數據集能夠捕捉到研究期間（1998-2007年）湄公河流域降水的主要氣候學特徵。總體來說，衛星數據（TRMM和PERSIANN-CDR）在整個湄公河流域的時空尺度上均顯示出比再分析產品更高的可靠性；其中TRMM的表現優於PERSIANN-CDR。再分析產品中MERRA2在時間變率方面相對可靠，但其對降水量有一定的低估；CFSR和ERA-Interim均存在對降水量的過高估計。此外，CFSR在捕捉降水的空間變化上具有一定優勢，而ERA-Interim對日降水概率分布的模擬則相對較好。

　　由於降水的時空異質性及其在人類活動中起到的關鍵作用，掌握湄公河流域降水的時空變化具有重要意義。對於湄公河流域貧乏的地面觀測現狀，衛星和再分析降水數據提供了具有良好時空解析度的降水數據的替代解決方案。該研究首次綜合評估了衛星和再分析高時空解析度網格降水數據集的可靠性，有助於改善該地區今後的降水評估。

　　相關研究成果發表在International Journal of Climatology上，博士研究生陳愛芳為第一作者，陳德亮為通訊作者。該研究得到了中科院戰略性先導科技專項、國家留學基金委、國家自然科學基金委、瑞典STINT項目、歐盟地平線2020研究與創新計劃等的資助。

　　論文連結 

湄公河流域的地形圖（a）及其1998-2007年平均降水量（mm）分布圖（b）

　　精確的降水資料是水文氣候學研究的基礎。湄公河流域人口眾多、擁有大規模內陸漁業產業，其水資源的動態變化具有重要意義。事實上，湄公河流域貧乏的地面觀測數據，阻礙了對該區域降水動態變化的精確分析。隨著科學技術的進步，衛星和再分析方法都能提供精確時空解析度的降水數據，這彌補了觀測資料的不足，特別是對於缺乏觀測的偏遠地區而言。目前，已有很多研究在不同空間尺度上對衛星和再分析降水數據集進行了評估。但對於湄公河流域來說，尚未有對最新的多源高解析度格網降水數據集（衛星和再分析降水數據）的時空變化模擬可靠性進行的研究。
　　近日，中國科學院外籍院士、中科院青藏高原研究所特聘教授、瑞典哥德堡大學地球科學系教授陳德亮課題組以「亞洲降水-高解析度觀測數據集成對比評估的水資源降水產品」（APHRODITE）為準，對高解析度的衛星（PERSIANN-CDR、TRMM）和再分析降水數據集（CFSR、ERA-Interim和MERRA2）在湄公河流域的可靠性進行了評估。APHRODITE被選作比較參考的理由在於它是亞洲唯一長時間的天尺度的降水產品，且集合了最大數量的地面觀測數據，採用了改進的質量控制方法和降水地形校正。它不僅被多個相關研究當作「地面觀測數據」，還被證實作為降水產品輸入有助於對湄公河幹流徑流的模擬。
　　研究表明，大多數評估數據集能夠捕捉到研究期間（1998-2007年）湄公河流域降水的主要氣候學特徵。總體來說，衛星數據（TRMM和PERSIANN-CDR）在整個湄公河流域的時空尺度上均顯示出比再分析產品更高的可靠性；其中TRMM的表現優於PERSIANN-CDR。再分析產品中MERRA2在時間變率方面相對可靠，但其對降水量有一定的低估；CFSR和ERA-Interim均存在對降水量的過高估計。此外，CFSR在捕捉降水的空間變化上具有一定優勢，而ERA-Interim對日降水概率分布的模擬則相對較好。
　　由於降水的時空異質性及其在人類活動中起到的關鍵作用，掌握湄公河流域降水的時空變化具有重要意義。對於湄公河流域貧乏的地面觀測現狀，衛星和再分析降水數據提供了具有良好時空解析度的降水數據的替代解決方案。該研究首次綜合評估了衛星和再分析高時空解析度網格降水數據集的可靠性，有助於改善該地區今後的降水評估。
　　相關研究成果發表在International Journal of Climatology上，博士研究生陳愛芳為第一作者，陳德亮為通訊作者。該研究得到了中科院戰略性先導科技專項、國家留學基金委、國家自然科學基金委、瑞典STINT項目、歐盟地平線2020研究與創新計劃等的資助。
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湄公河流域的地形圖（a）及其1998-2007年平均降水量（mm）分布圖（b）

列印 責任編輯：程博

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