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摘 要：利用2009—2011年夏季TRMM（Tropical Rainfall Measuring Mission，TRMM）卫星的3B42测雨产品资料，与沈阳地区的降水事件进行对比，分析TRMM卫星探测的降水产品与沈阳国家观测站（区站号：54342）气象资料之间的差异，探讨TRMM卫星在沈阳的探测能力。结果表明：（1）TRMM卫星探测的降水量级偏小，降水事件的变化趋势存在明显差异；（2）6—7月TRMM卫星的探测结果能够揭示沈阳地区降水量的变化特征，但在7—8月存在误差；（3）对小雨探测的TS评分在0.35～0.45之间，但对小雨以上量级的探测能力存在明显不足。
关键词：TRMM卫星；测雨产品；降水事件；TS评分
中图分类号 P416 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）02-0106-02
TRMM卫星是由美国国家宇航局 （National Aeronautical and Space Administration，NASA）和日本国家空间发展局（National Space Development Agency，NSDA）联合研制的用于测量热带和副热带地区降水和能量分布的极轨卫星，其目的是观测和研究降水天气过程。TRMM卫星各系列资料被广泛应用到众多研究领域，骆三等[1]利用TRMM测雨产品3B42与台站资料在中国区域进行对比分析，结果表明卫星探测的日平均降水及频率的空间分布与台站资料类似，且相关系数超过0.75；日降水空间分布中，探测结果在东部地区相关性较高；降水平均绝对误差中，探测结果在华南地区误差最大。何会中等[2]利用TRMM/PR与香港雷达资料对比分析，结果表明二者总体上有很好的一致性，当雨区与雷达距离小于100km，相关系数较大，当PR探测的反射率大与多普勒雷达结果时，差值随距离呈现正增长。白爱娟等[3]利用2002—2006年夏季TRMM卫星的3B41RT类数据资料，分析对陕西及其周围地区夏季降水过程的探测能力，结果表明TRMM探测的降水量值偏，但探测结果大致能表现出降水量的基本特征。齐文文等[4]利用TRMM卫星的3B43月尺度降水率数据，分析了青藏高原1998—2011年的多年平均降水的空间格局与季节分布特征，研究表明青藏高原降水的格局呈现自东南向西北递减，自南向北逐渐减少的分布。Zhou等[5]利用2000—2004年夏季逐小时实况资料对3B42资料进行检验，结果表明卫星探测产品在降水频率的空间分布和日平均降水量上有很好的一致性，但大部分地区高估了降水频率。
本文利用2009—2011年夏季TRMM卫星的3B42测雨产品资料，以沈阳地区的降水事件为例，对比TRMM卫星探测的降水资料与沈阳国家观测站资料之间的差异，探讨TRMM卫星在沈阳地区夏季降水的探测能力。
1 资料处理
本文采用的是2009—2011年夏季沈阳站观测降水资料（20时—20时）和TRMM卫星资料的3B42产品（3h降水量），3B42产品是由TRMM卫星与其他卫星联合反演的全球格点降水资料，具有较高的时空间分辨率，空间范围为60°S～60°N，0°～360°E，水平分辨率为0.25°*0.25°，时间分辨率为3h。将沈阳站周围4个格点的TRMM卫星探测到的降水资料通过距离加权反比插值方法插值到沈阳站上，以此作为沈阳站TRMM卫星探测的降水资料。
2 降水事件的检验
TRMM卫星探测的降水量大于0.0mm，记为卫星探测到的1次降水事件，观测中降水量大于等于0.0mm，记为观测到的1次降水事件。
对比TRMM卫星资料与沈阳站观测资料的月降水事件分析图（图1）可知，2009年6—7月变化趋势相反，卫星探测的降水事件偏少，7—8月呈现一致的下降趋势，但TRMM卫星探测的降水事件偏多。2010年呈一致的先上升后下降的变化趋势，但卫星探测的降水事件偏多。2011年呈相反的变化趋势，即卫星的探测结果呈上升趋势，实况观测结果呈下降趋势。同时探测到的降水事件与2009年表现的特征一致。因此两条曲线的变化趋势存在明显的差异，TRMM卫星探测的降水事件在6—7月之间表现为不一致的特征，而在7—8月之间则表现为一致偏多的特征。
3 降水量级检验
对比TRMM卫星资料与沈阳站观测资料的月降水总量分布图（图2），TRMM卫星探测到的降水总量比实况的降水总量明显偏小，在6—7月之间2条曲线变化相同，表现为一致的上升趋势，因此能够表现出降水量的相对强弱。2009年和2011年在7—8月之间2条曲线变化趋势相同，2010年呈现出相反的趋势。从2009—2011年月降水总量（图2d）上看，6—8月之间2条曲线的变化特征一致，但在7—8月之间卫星探测到的变化幅度偏小。因此TRMM卫星资料在6—7月之间能够揭示沈阳地区降水量的变化特征，但在7—8月之间探测结果存在一定的误差。
4 TS评分
本文将TS评分方法用于检验评估TRMM卫星的3B42产品，其表达式为：
N1为TRMM卫星探测到的降水量级与观测量级相同的天数，N2为TRMM卫星探测到有降水而观测无降水的天数，N3为TRMM卫星探测到无降水而观测有降水的天数。
从2009—2011年夏季TRMM卫星探测降水的TS评分（表1）中可以看出，小雨的TS评分在0.35～0.45之间，小雨的漏报率要比空报率高。中雨和暴雨的TS评分为0，大雨的TS评分存在明显的差异，表明TRMM卫星对小雨以上量级的探测能力存在明显的不足。
5 结论
利用2009—2011年夏季TRMM卫星的3B42测雨产品资料，与沈阳地区的降水事件进行对比，结果表明：
（1）TRMM卫星探测的降水量级偏小，探测的降水事件的变化趋势存在明显差异。
（2）6—7月TRMM卫星的探测结果能够揭示沈阳地区降水量的变化特征，但在7—8月之间探测结果存在一定的误差。
（3）对小雨探测的TS评分在0.35～0.45之间，但对小雨以上量级的探测能力存在明显不足。
参考文献
[1] 骆三，苗峻峰，牛涛等.TRMM测雨产品3B42与台站资料在中国区域的对比分析[J].气象，2011，37（9）：1081-1090.
[2] 何会中，程明虎，周康军，等.TRMM/PR與香港雷达资料对比分析[J].气象，2002，28（10）：32-36.
[3] 白爱娟，刘长海，刘晓东.TRMM多卫星降水分析资料揭示的青藏高原及其周边地区夏季降水日变化[J].地球物理学报，2008，51（3）：706-714.
[4] 齐文文，张百平，庞宇，等.基于TRMM数据的青藏高原降水的空间和季节分布特征[J].地理科学，2013，33（8）：999-1005.
[5] Zhou T.Yu R.Chen H.et al.Summer precipitation frequency，intensity，anddiurnal cycle over China；A comparison of satellite data with rain gauge observations[J].J Climate，2008，21：3997-4010.
（责编：徐焕斗）
关键词：TRMM卫星；测雨产品；降水事件；TS评分
中图分类号 P416 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2018）02-0106-02
TRMM卫星是由美国国家宇航局 （National Aeronautical and Space Administration，NASA）和日本国家空间发展局（National Space Development Agency，NSDA）联合研制的用于测量热带和副热带地区降水和能量分布的极轨卫星，其目的是观测和研究降水天气过程。TRMM卫星各系列资料被广泛应用到众多研究领域，骆三等[1]利用TRMM测雨产品3B42与台站资料在中国区域进行对比分析，结果表明卫星探测的日平均降水及频率的空间分布与台站资料类似，且相关系数超过0.75；日降水空间分布中，探测结果在东部地区相关性较高；降水平均绝对误差中，探测结果在华南地区误差最大。何会中等[2]利用TRMM/PR与香港雷达资料对比分析，结果表明二者总体上有很好的一致性，当雨区与雷达距离小于100km，相关系数较大，当PR探测的反射率大与多普勒雷达结果时，差值随距离呈现正增长。白爱娟等[3]利用2002—2006年夏季TRMM卫星的3B41RT类数据资料，分析对陕西及其周围地区夏季降水过程的探测能力，结果表明TRMM探测的降水量值偏，但探测结果大致能表现出降水量的基本特征。齐文文等[4]利用TRMM卫星的3B43月尺度降水率数据，分析了青藏高原1998—2011年的多年平均降水的空间格局与季节分布特征，研究表明青藏高原降水的格局呈现自东南向西北递减，自南向北逐渐减少的分布。Zhou等[5]利用2000—2004年夏季逐小时实况资料对3B42资料进行检验，结果表明卫星探测产品在降水频率的空间分布和日平均降水量上有很好的一致性，但大部分地区高估了降水频率。
本文利用2009—2011年夏季TRMM卫星的3B42测雨产品资料，以沈阳地区的降水事件为例，对比TRMM卫星探测的降水资料与沈阳国家观测站资料之间的差异，探讨TRMM卫星在沈阳地区夏季降水的探测能力。
1 资料处理
本文采用的是2009—2011年夏季沈阳站观测降水资料（20时—20时）和TRMM卫星资料的3B42产品（3h降水量），3B42产品是由TRMM卫星与其他卫星联合反演的全球格点降水资料，具有较高的时空间分辨率，空间范围为60°S～60°N，0°～360°E，水平分辨率为0.25°*0.25°，时间分辨率为3h。将沈阳站周围4个格点的TRMM卫星探测到的降水资料通过距离加权反比插值方法插值到沈阳站上，以此作为沈阳站TRMM卫星探测的降水资料。
2 降水事件的检验
TRMM卫星探测的降水量大于0.0mm，记为卫星探测到的1次降水事件，观测中降水量大于等于0.0mm，记为观测到的1次降水事件。
对比TRMM卫星资料与沈阳站观测资料的月降水事件分析图（图1）可知，2009年6—7月变化趋势相反，卫星探测的降水事件偏少，7—8月呈现一致的下降趋势，但TRMM卫星探测的降水事件偏多。2010年呈一致的先上升后下降的变化趋势，但卫星探测的降水事件偏多。2011年呈相反的变化趋势，即卫星的探测结果呈上升趋势，实况观测结果呈下降趋势。同时探测到的降水事件与2009年表现的特征一致。因此两条曲线的变化趋势存在明显的差异，TRMM卫星探测的降水事件在6—7月之间表现为不一致的特征，而在7—8月之间则表现为一致偏多的特征。
3 降水量级检验
对比TRMM卫星资料与沈阳站观测资料的月降水总量分布图（图2），TRMM卫星探测到的降水总量比实况的降水总量明显偏小，在6—7月之间2条曲线变化相同，表现为一致的上升趋势，因此能够表现出降水量的相对强弱。2009年和2011年在7—8月之间2条曲线变化趋势相同，2010年呈现出相反的趋势。从2009—2011年月降水总量（图2d）上看，6—8月之间2条曲线的变化特征一致，但在7—8月之间卫星探测到的变化幅度偏小。因此TRMM卫星资料在6—7月之间能够揭示沈阳地区降水量的变化特征，但在7—8月之间探测结果存在一定的误差。
4 TS评分
本文将TS评分方法用于检验评估TRMM卫星的3B42产品，其表达式为：
N1为TRMM卫星探测到的降水量级与观测量级相同的天数，N2为TRMM卫星探测到有降水而观测无降水的天数，N3为TRMM卫星探测到无降水而观测有降水的天数。
从2009—2011年夏季TRMM卫星探测降水的TS评分（表1）中可以看出，小雨的TS评分在0.35～0.45之间，小雨的漏报率要比空报率高。中雨和暴雨的TS评分为0，大雨的TS评分存在明显的差异，表明TRMM卫星对小雨以上量级的探测能力存在明显的不足。
5 结论
利用2009—2011年夏季TRMM卫星的3B42测雨产品资料，与沈阳地区的降水事件进行对比，结果表明：
（1）TRMM卫星探测的降水量级偏小，探测的降水事件的变化趋势存在明显差异。
（2）6—7月TRMM卫星的探测结果能够揭示沈阳地区降水量的变化特征，但在7—8月之间探测结果存在一定的误差。
（3）对小雨探测的TS评分在0.35～0.45之间，但对小雨以上量级的探测能力存在明显不足。
参考文献
[1] 骆三，苗峻峰，牛涛等.TRMM测雨产品3B42与台站资料在中国区域的对比分析[J].气象，2011，37（9）：1081-1090.
[2] 何会中，程明虎，周康军，等.TRMM/PR與香港雷达资料对比分析[J].气象，2002，28（10）：32-36.
[3] 白爱娟，刘长海，刘晓东.TRMM多卫星降水分析资料揭示的青藏高原及其周边地区夏季降水日变化[J].地球物理学报，2008，51（3）：706-714.
[4] 齐文文，张百平，庞宇，等.基于TRMM数据的青藏高原降水的空间和季节分布特征[J].地理科学，2013，33（8）：999-1005.
[5] Zhou T.Yu R.Chen H.et al.Summer precipitation frequency，intensity，anddiurnal cycle over China；A comparison of satellite data with rain gauge observations[J].J Climate，2008，21：3997-4010.
（责编：徐焕斗）