بررسی داده‌های بارش ماهواره‌های GPM و TRMM در مقیاس‌های روزانه، ماهیانه و فصلی در شهر تهران

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه اسلامشهر، دانشگاه آزاد اسلامی

2 استادیار گروه مهندسی عمران، مرکز تحقیقات علوم زیست‌محیطی، دانشگاه آزاد اسلامی، اسلامشهر

چکیده

بارندگی مهم‌ترین عاملی است که در چرخة هیدرولوژی، دخالت مستقیم دارد. به‌دست‌آوردن اطلاعات دقیق بارش، برای تحلیل پدیده‌های گوناگون هیدرولوژیکی و تغییرات اقلیمی، امری ضروری است. هدف از این تحقیق بررسی میزان دقت داده‌های بارش دو ماهوارة GPM با محصول IMERG وTRMM  با محصول 3B42، در چهار ایستگاه سینوپتیک شهر تهران در مقیاس روزانه، ماهیانه و فصلی است. در مقایسة تطبیقی بین داده‌های ماهواره‌ای و داده‌های مشاهده‌ای بارش ضریب همبستگی (R)، میزان  انحراف نسبی (Bias)، خطای قدر مطلق میانگین (MAE)، میانگین مربعات خطا (RMSE) به‌منظور ارزیابی و واسنجی داده‌ها، و مقادیر احتمال تشخیص (POD) و نسبت هشدار اشتباه (FAR) و شاخص موفقیت (CSI) با هدف راستی‌آزمایی داده‌ها، بررسی شد. مقادیر Bias، MAE و RMSE تأیید کرد که هر دو محصول 3B42 و IMERG، در ایستگاه شمیران، کمترین میزان خطا را با داده‌های مشاهده‌ای دارند. همچنین، در ارزیابی محصول IMERG با مقادیر بارش ایستگاه شمیران، میزان همبستگی در این ایستگاه در مقیاس روزانه، ماهیانه و فصلی، به‌ترتیب 57%، 83% و 87% مشخص شد. به‌طورکلی می‌توان گفت، با توجه به تکنولوژی برتر IMERG دقت بالایی دارد و ابزار خوبی برای پیش‌بینی‌های هیدرولوژیکی است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study of Precipitation Data of GPM and TRMM Satellites in Daily, Monthly and Seasonal Scales at Tehran

نویسندگان [English]

  • Arash bihamta 1
  • Hamid Goharnejad 2
  • saber moazami 2
1 M.Sc. Student of Civil Engineering, Islamic Azad University, Islamshahr
2 Assistant Prof., Dep. of Civil Engineering, Environmental Sciences Research Center, Islamic Azad University, Islamshahr
چکیده [English]

Rainfall is the most important factor directly involved in the hydrological cycle. Obtaining accuraterainfall data is essential for analyzing various hydrological phenomena and climate change. The aimof this study was to investigate the accuracy of the rainfall data of two GPM satellites with IMERGand TRMM with 3B42 product at four synoptic stations in Tehran on daily, monthly and seasonalscales. In comparative comparison between satellite data and rainfall observation data CorrelationCoefficient (R), Bias, Mean Absolute Error (MAE), Root Mean Square Error (RMSE), with the aimof validating data, and Probability of Detection (POD), False Alarm Ratio (FAR) and Critical SuccessIndex (CSI) verification of the data were investigated. The results showed that the correlation betweenIMERG data and rain observation data at station is higher than 3B42 data. In addition, the Bias, MAEand RMSE values confirmed that both the 3B42 and IMERG products had the lowest error rates withobservation data. Also, In the evaluation of the IMERG product with rainfall values of the Shemiranstation, the correlation at this station on the daily, monthly and seasonal scale was 57%, 83% and87%, respectively. In general, considering to its superior technology, IMERG has a high precision anda good tool for hydrological forecasting.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Satellite
  • GPM
  • TRMM
  • IMERG
  • 3B42
  • Tehran

مراجع

  1. -حیدری، سوسن.؛ شمسی پور، علی اکبر.؛ (1395) . مقایسه مقادیر مشاهداتی بارش و برآوردهای ماهواره TRMM در استان کرمانشاه
  2. -رسولی، علی اکبر. عرفانیان، مهدی. ساری صراف، بهروز. جوان، خدیجه. 1394. ارزیابی تطبیقی مقادیر بارندگی برآوردشده TRMM و بارش ثبت شده ایستگاههای زمینی در حوضه دریاچه ارومیه. فصلنامه علمی-پژوهشی فضای جغرافیایی. سال ششم. شماره 53 تابستان 1395، صفحات 217-195
  3. - شیروانی، امین. فخاری زاده شیرازی، الهام. مقایسه مقادیر مشاهداتی و برآوردهای ماهواره TRMM در استان فارس . نشریه هواشناسی کشاورزی . جلد 2، شماره 2، 1393.
  4. -علی بخشی، سیده مریم. فریدحسینی، علیرضا. داوری، کامران. علیزاده، امین. مونیکا گاسچا، هنری. مقایسه آماری بین محصولات IMERG و TMPA 3B42V7 در سطح سه داده های بارشی GPM و TRMM . مجله منابع طبیعی ایران ، دوره 69 ، شماره 4 ، 1395 .
  5. - Abdollahi,B. Hosseini,S.M. Ebrahimi,K. 2017. Assessment of Satellite Precipitation Data from TRMM 3B42 and CMORPH in Order to Estimate Precipitation in Gorganrood Basin-Iran.
  6. - Blacutt, L. Herdies, D. Gustavog, L. Vila, D. Andrade, M. Precipitation comparison for the CFSR, MERRA, TRMM3B42 and Combined Scheme datasets in Bolivia. Atmospheric Research ,volume 163,2015, p.117-131.
  7. -Cabreraa,J. Raul Tupac Yupanquib. Raub,P. 2016. Validation of TRMM daily precipitation data for extreme events analysis. The case of Piura watershed in Peru. 12th International Conference on Hydroinformatics, HIC 2016. Procedia Engineering 154 ( 2016 ) 154 – 157
  8. -Darand, M. Amanollahi,J. ZandKarimi, S. Evaluation of the performance of TRMM Multi-satellite Precipitation Analysis (TMPA) estimation over Iran. Atmospheric Research , volume 190, 2017, p.121-127.
  9. -Ghajarnia,A. Liaghat,A. Daneshkar Arasteh, P. Comparison and evaluation of high resolution precipitation estimation products in Urmia Basin-Iran. Atmospheric Research , volume 158-159, 2015, p.50-65.
  10. -Guo,H.;Chen,Sh.;Bao,A.;Behrangi,A.;Hong,Y.;Ndayisaba,F.;Hu,Junjun.2016.Early Assessment of Integrated Multi-Satellite Retrievals for Global Precipitation Measurement over China. Journal of Atmospheric Research.176-177.,121-133.
  11. - Katiraie, P. Akbari,A. Lin,K. Sorooshian, S. 2017. Intercomparison of PERSIANN-CDR and TRMM-3B42V7 precipitation estimates at monthly and daily time scales. Atmospheric Research ,volume 193,p.36-49.
  12. -Khodadoust Siuki,S; Saghafian,B; Moazami,S.2016. Comprehensive evaluation of 3-hourly TRMM and half-hourly GPM-IMERG satellite precipitation products. International Journal of Remote Sensing. 2016, 558-571
  13. -Kiyoung Kim,Jongmin park, Jongjin Baik, Minha choi.(2016). Evaluation of topographical and seasonal feature using GPM IMERG and TRMM 3B42 over Far-East Asia.
  14. -Liu, Z. Comparison of precipitation estimates between Version 7 3-hourly TRMM Multi-Satellite Precipitation Analysis (TMPA) near-real-time and research products. Atmospheric Research , volume 153, 2015, p.119-133.
  15. -Madadi,Gh. Hamzeh,S. Noroozi,A.A. Evaluation of Rainfall on a Daily , Monthly and Annual Basis Using Satellite Imagery (Case study: West boundary basin of Iran). Rs & Gis for Natural Resources (Vol.6/Issue 2)2015.
  16. -Mishra, A. Rafiq,M. Towards combining GPM and MFG observations to monitor near real time heavy precipitation at fine scale over India and nearby oceanic regions. Dynamics of Atmospheres and Oceans. Volume 80, December 2017, Pages 62-74
  17. -Moazami,S. Golian,S. Hong,Y. Sheng,c. Kavianpour,M.R. 2015. Comprehensive evaluation of four high-resolution satellite precipitation products over diverse climate conditions in iran. Hydrological Science Journal 2015,150517103244004.
  18. -Moazami, S.; Golian, S.; Kavianpour, M.R.; Hong, Y. Comparison of PERSIANN and V7 TRMM Multi-satellite Precipitation Analysis (TMPA) products with rain gauge data over Iran. International Journal of Remote Sensing . 2013, 34,8156–8171.
  19. -Sharifi,E. Saghafian,B. Steinacker,R. Evaluation of Efficiency Last Rainfall Product By High Temporal – Local Resolution.
  20. -Sharifi,E. Steinacker,R. Saghafian,B. 2016. Assesment of GPM-IMERG and Other Precipitation Product against Gauge Data Under different Topographic and Climate Conditions in Iran. International Journal of Remote Sensing 2016, 8(2), 135.
  21. -Tang,Gouging. Ma,Yingzhao. Long,Di. Zhong,Lingzhi,Zhong. Hong,Yang. 2016. Evaluation of GPM Day-1 IMERG and TMPA Version-7 legacy products over Mainland China at multiple spatiotemporal scales. Journal of Hydrology 533(2016)152-167
  22. -Wang,Zhaoli. Zhang Ruida, Lai Chengguang, Chen Jiachao. Evaluation of the GPM IMERG satellite-based precipitation products and the hydrological utility. Journal of Atmospheric Research. 2017.06.020.
  23. -Zhaoli ,Wang. Ruida , Zhong . Chengguang,Lai. Jiachao,Chen. 2017. Evaluation of the GPM IMERG satellite-based precipitation products and the hydrological utility. Atmospheric Research ,volume 196. 2017, p.151-163.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار