中国区域逐日融合降水数据集与国际降水产品的对比评估

中国国家气象信息中心基于2400多个国家级台站观测日降水量和cmorph卫星反演降水产品,采用概率密度匹配和最优插值相结合的两步数据融合方法,研制了中国区域1998年以来的0.25°×0.25°分辨率的逐日融合降水产品(cmpa_daily)。通过该数据集与广泛应用于中国天气气候领域的两种国际上降水融合产品trmm3b42(tropicalrainfallmeasuringmission,3b42)和gpcp(globalprecipitationclimatologyproject,1degreedaily)的对比评估,考察cmpa_daily产品的质量,评价其能否合理体现中国降水的天气气候特征。首先利用2008—2010年5—9月独立检验数据定量对比了cmpa_daily、trmm3b42和gpcp三种降水产品的误差,结果表明,在误差的时间变化和空间分布上,cmpa_daily均具有最高的相关系数和最小的平均偏差及均方根误差,trmm3b42其次,gpcp的误差相对较大。cmpa_daily只低估了大暴雨,trmm3b42低估了大雨以上量级的降水,而gpcp低估了除小雨以外的所有降水。cmpa_daily产品因融入了更多的站点观测信息,不论在中国东部沿海,还是中西部地形复杂区,其精度均优于trmm3b42和gpcp产品,即使在站点稀疏的青藏高原地区,cmpa_daily降水量也更加接近站点观测,呈现明显的高相关。cmpa_daily与独立检验数据的高相关在地形起伏时效果也较稳定,trmm和gpcp的相关系数则随着地形变化幅度陡变而非常明显地降低。进一步通过对比分析各降水产品1998—2012年的气候平均降水特征表明,3种资料对中国区域气候平均降水量、降水强度、频率分布以及年际变化的总体描述基本一致,因有效融入了更多的中国站点观测信息,不论降水空间分布还是降水量,cmpa_daily与地面观测均最为接近,在中国的中东部大部分地区对降水的估计精度明显更高,而在站点分布较稀疏的青藏高原地区,cmpa_daily的降水分布型与trmm、gpcp卫星融合资料类似,较地面站点插值产品更能体现出合理的降水分布。对中国强降水事件监测对比表明,cmpa_daily产品可以更加准确地描述降水的强度变化,细致刻画降水空间分布,在把握降水小尺度特征上具有明显的优势,体现出高分辨率、高精度降水产品的特点。