1998-2019 TRMM 3B42逐日降水数据NetCDF格式分享

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骆三, 苗峻峰, 牛涛, 等, 2011. TRMM测雨产品3B42与台站资料在中国区域的对比分析. 气象, 37(9): 1081-1090.

1997年11月，由美国国家宇航局(National Aeronautics and Space Administration)和日本国家空间发展局(National Space Development Agency)联合研制的低倾角轨道卫星——热带降水测量计划(Tropical Rainfall Measuring Mission, TRMM)卫星发射成功，它是第一颗专门应用于定量测量热带、亚热带降水的气象卫星，其发射目的是观测和研究热带降水过程，更多地了解热带降雨对全球气候系统的影响。即将实施的多卫星全球降雨观测计划(Global Precipitation Measurement，GPM)是TRMM的后续计划，近10多年中，一系列的高分辨率、准全球、近实时的TRMM测雨产品被免费提供给各研究团体。TRMM卫星测雨产品的出现，弥补了无资料地区雨量信息的不足，能够帮助我们准确认识降水在空间和时间上的分布，对于中小尺度天气分析、气候诊断研究(认识气候变化规律)、模式评估(改善模式性能)至关重要。TRMM卫星测雨产品还有各种各样的其他科学研究，例如农业和水电站的水资源管理、干旱缓解、洪水控制、洪水预测等等。

TRMM测雨产品3B42是TRMM卫星与其他卫星联合反演的降水产品，提供全球格点降水资料。该产品首先订正热带测雨卫星(TRMM)微波成像仪(TMI)资料，并联合SSM/I, AMSR-E, AMSU-B资料估值降水，其次利用全球降水气候计划(GPCP)的红外降水估值订正微波降水，再进行微波和红外资料联合估值，最后再与逐月的雨量计观测资料匹配。它的空间分辨率为0.25°×0.25°，时间分辨率为3小时，覆盖全球纬度50°S~50°N。在时间上本文把卫星资料的世界时间转换为北京时，在空间上，本文用双线性插值方法把卫星资料处理为与站点相同经纬度位置的673个点的资料，卫星日累计降水和逐6小时累计降水均是通过累加逐3小时降水估计得到的。

成璐, 沈润平, 师春香, 等, 2014. CMORPH和TRMM 3B42降水估计产品的评估检验. 气象, 40(11): 1372-1379. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2014.11.010.

CMORPH全称是CPC MORPHing technique，由美国NOAA气候预测中心(CPC)创立和发展，是一种利用时间空间联合内插整合多平台卫星观测，制作全球高时空分辨率降水产品的技术(臧海佳等，2011)。基本原理是从地球静止卫星观测的高分辨率红外亮温资料计算降水云系统的移动矢量，然后把基于低轨卫星被动微波反演的瞬时降水分布沿着该移动矢量外推至目标分析时间以做成空间连续的降水分布，其目标空间覆盖为全球南北纬60°范围内，本文使用的CMORPH降水产品数据空间分辨率为0.25°×0.25°，时间分辨率为3 h。

由美国国家宇航局(NASA)和日本国家空间发展局(National Space Development Agency)联合研制了第一颗专门应用于定量测量热带、亚热带降水的气象卫星——热带降水测量计划(Tropical Rainfall Measuring Mission，TRMM)卫星(臧海佳等，2011)。TRMM测雨产品3B42是TRMM卫星与其他卫星联合反演的降水产品，提供全球格点降水资料。该产品首先订正热带测雨卫星(TRMM)微波成像仪(TMI)资料，并联合SSM/I、AMSR-E和AMSU-B资料估值降水，其次利用全球降水气候计划(GPCP)的红外降水估值订正微波降水，再进行微波和红外资料联合估值，最后再与逐月的雨量计观测资料匹配(骆三等，2011)。它的空间分辨率为0.25°×0.25°，时间分辨率为3 h，覆盖全球南北纬50°范围内。

本文将两种卫星格点资料插值为与站点相同经纬度位置上的资料并将地面自动站逐小时降水处理为与两种卫星资料相对应时间分辨率的降水。将地面站点资料作为真值来评估检验卫星降水估计产品，为了排除缺测站点对评估结果的影响，只将有观测数值的站点(或时刻)与卫星资料进行对比检验。

通过利用我国地面台站逐小时观测降水资料，采用不同的评估统计指标和方法对比分析了CMORPH和TRMM 3B42卫星降水产品在中国区域内的表现，得到以下结论：

(1) 地面台站观测资料、CMORPH和TRMM 3B42这三种降水资料的多年日平均降水量空间分布形势相似，均存在从东南向西北逐渐减少的趋势，但是CMORPH产品在我国的东南部地区低估了降水，低估值在1~2 mm左右，而TRMM 3B42则与台站资料最为接近。这是因为在TRMM 3B42降水产品的生成中利用地面观测资料进行了订正，从而在一定程度上改进了其质量。

(2) 利用不同的评估统计指标定量地对两种卫星降水产品进行评估检验时，CMORPH和TRMM 3B42与地面台站资料3 h降水量相关系数差异较大，在部分地区CMORPH比TRMM 3B42的时间相关系数更高。在空间分布中可以看到CMORPH和TRMM 3B42卫星降水产品在我国中部和南部地区的相关系数分别能达到0.5和0.4以上。从两者与地面台站观测资料的偏差来看，CMORPH和TRMM 3B42卫星降水产品的偏差均在±0.25 mm范围内，其中CMORPH的偏差存在显著的南北差异；两种产品平均绝对误差、相对误差和均方根误差随着时间的变化具有明显的季节周期性，其中在温暖多雨季节的误差大于寒冷少雨的季节。两种卫星降水产品的相关性和偏差的差异反映出了目前卫星反演降水的能力还存在很多局限性，这一方面是由于卫星红外数据观测到的是云顶的亮温，微波观测的是降水粒子在空中的分布，都不是对地面降水的直接观测，此外由于卫星降水产品的格点降水数据代表着某个区域的平均值，而站点观测是属于单点观测，两者在空间上存在差异，这也是导致相关性较低的原因之一。TRMM 3B42的多年平均降水的空间分布比CMORPH更接近地面观测，但时间相关系数偏低，其原因可能是由于CMORPH利用了红外数据对云移动矢量进行了计算，并将微波反演的瞬时降水分布沿着该移动矢量外推至目标分析时间上，而TRMM 3B42降水产品没有这种基于云移动矢量的外推过程；同时，时间相关系数代表的是卫星降水产品对于降水的时间变化的线性相关性，而降水是时间和空间变化很大的气象要素，利用卫星的瞬时观测数据对降水进行反演会使结果存在误差。

(3) 对我国范围内8个区域的降水日变化特征进行分析，结果表明在我国大部分地区降水的日变化曲线有两个峰值，主要的一个在午后，次峰值则在凌晨，TRMM 3B42比CMORPH能更好地反映这一特征；而在四川盆地和青藏高原只有一个出现在午夜到凌晨时分的峰值，上述两种卫星降水资料对于四川盆地的降水日变化特征反映的准确性高于青藏高原；在云南地区降水日变化曲线也存在两个峰值，但是主要的峰值出现在午夜到凌晨，次峰值出现在午后。两种卫星资料在表现8个区域内降水日变化曲线峰值的基础上，均不能准确地反映降水的量级和曲线振幅，且TRMM 3B42对于峰值出现的时间并不能很好地抓住，相对于CMORPH均有一定程度的延后。

(4) 从CMORPH和TRMM 3B42两种卫星降水估计产品在中国区域内的空演率和漏演率来看，全国总空演率分别为7.23%和2.63%，漏演率分别为3.25%和5.50%。从空间分布来看，TRMM 3B42的空演率空间差异性较小，CMORPH的空间差异性较大，这说明地面降水资料的订正过程对TRMM 3B42降水产品质量的改进发挥了一定的作用，CMORPH空演率的最高值中心在四川西部、云南和新疆西部少数站点，其次为我国东南部地区；两种产品漏演率的空间分布相似，总体上都表现为南方高于北方的特点，其中在四川盆地均存在一个高值区，这是由于在四川盆地特殊的地形特点下容易产生大雾和层状云降水，并且降水易发生在夜间，而卫星红外资料对夜间云顶亮温的观测能力下降，且对能产生降水的云和大雾、层云分辨能力较弱，从而导致对降水有漏演的现象。

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