ارزيابي و مقايسه كارايي الگوريتم بخار آب قابل بارش جو MODIS و AMSR2 در سطح خشكي در نيمه غربي ايران

Evaluation and Comparison of the Efficiency of the Total Precipitable Water Vapor Algorithm of MODIS and AMSR2 over Land in the Western Part of IRAN

بخار آب قابل بارش (TPW) جو يكي از پارامترهاي مهم در هواشناسي و هيدرولوژي مي‌باشد. هدف مطالعه حاضر، ارزيابي كارايي الگوريتم‌هاي سنجش از دور برآورد TPW در سطح خشكي در محدوده امواج مايكروويو و اپتيكي در نيمه غربي ايران است. در اين راستا، الگوريتم برآورد TPW در محدوده امواج مايكروويو با به كارگيري داده‌هاي راديومتر اسكن كننده پيشرفته مايكروويو 2 (AMSR2) در روزهاي ابري و فاقد ابر و محصول TPW مادون قرمز نزديك اسپكتروراديومتر تصويربردار با قدرت تفكيك متوسط (MODIS) با نام MOD05 تنها در روزهاي فاقد ابر مورد ارزيابي قرار گرفتند زيرا اين محصول در روزهاي ابري كارايي ندارد. نتايج ارزيابي با استفاده از داده‌هاي راديوساند در روزهاي فاقد ابر نشان دهنده دقت بالاتر محصول MOD05 نسبت به الگوريتم AMSR2 بود، طوري كه ضريب تعيين (R2) در TPW حاصل از سنجنده AMSR2 و محصول MOD05 به ترتيب 0.516 و 0.650 و مقدار جذر ميانگين مربعات خطا (RMSE) به ترتيب 5.129 و 4.542 ميلي‌متر بود. در روزهاي ابري مقدار R2 و RMSE مقادير حاصل از سنجنده AMSR2 به ترتيب 0.284 و 7.367 ميلي‌متر به دست آمدند. مجموعاً در روزهاي ابري و فاقد ابر مقدار R2 و RMSE در مقادير TPW سنجنده AMSR2 به ترتيب 0.420 و 5.976 ميلي‌متر محاسبه گرديدند.

Total Precipitable Water Vapor is one of the important parameters in meteorology and hydrology. The aim of this study is the evaluation of remote sensing algorithms to estimate TPW over land using microwave and optical wavelengths in the western part of Iran. In this regard, the algorithm of TPW estimation in the microwave wavelength range by using Advanced Microwave Scanning Radiometer 2 (AMSR2) data on cloudy and clear sky days as well as the product of near infrared TPW of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) MOD05 in clear sky days were evaluated. MOD05 product does not work on cloudy days. The evaluation results based on radiosonde data on clear sky days showed that MOD05 product had higher precision than AMSR2 algorithm, so that the coefficient of determination (R2) derived from AMSR2 and MOD05 were 0.516 and 0.650, respectively. Moreover, the Root Mean Square Error (RMSE) of AMSR2 and MOD05 were acquired as 5.129 and 4.542 mm, respectively. On cloudy days R2 and RMSE of the obtained TPW from AMSR2 algorithm were 0.284 and 7.367 mm, respectively. Overall, on cloudy and clear sky days, the value of R2 and RMSE of estimated TPW from AMSR2 was 0.420 and 5.976 mm, respectively.