ارزيابي دقت برآورد بارش روزانه پايگاه داده‌هاي TRMM و GPM در مقابل داده‌هاي مشاهده‌اي در ايران

Evaluation and comparison of GPM and TRMM daily precipitation with observed precipitation across Iran

امروزه داده‌هاي بارش ماهواره‌اي با قدرت تفكيك مكاني و زماني بالا، يك منبع جايگزين مناسب براي انجام مطالعات مختلف اقليمي و هيدرولوژيكي در مناطق فاقد آمار و مناطق با عدم توزيع يكنواخت ايستگاه‌ها است. استفاده از اين داده‌ها با شرط داشتن دقت كافي، براي كشور ايران كه بسياري از قسمت‌هاي آن به‌ويژه مناطق بياباني و كوهستاني به‌دليل تراكم پايين ايستگاه‌ها، طول دوره آماري كوتاه ايستگاه‌هاي جديد و غيره، همواره با مشكلات دسترسي به اطلاعات مكاني و زماني اقليم مواجه مي‌باشند، از اهميت زيادي برخوردار است. از اين‌رو، هدف اصلي تحقيق حاضر ارزيابي دقت داده‌هاي بارش GPM و TRMM در مقابل داده‌هاي ثبت‌ شده ايستگاه‌هاي منتخب در سطح ايران است. براي رسيدن به اين منظور، از روش‌هاي سنجش‌ از دوري و آماري استفاده شد. داده‌هاي مورد استفاده شامل داده‌هاي بارش روزانه 70 ايستگاه هم­ديدي منتخب و داده‌هاي شبكه‌بندي شده بارش GPM و TRMM با قدرت تفكيك مكاني 0.25×0.25 درجه جغرافيايي طي دوره زماني 2016-2014 است. نتايج به‌دست ‌آمده نشان داد كه در حالت كلي مقادير بارش روزانه سنجنده‌هاي نام برده شده از دقت مناسبي در سطح ايران برخوردار نيستند و ميزان خطاي بارش برآوردي براي بيشتر ايستگاه‌ها قابل ‌توجه است. مقايسه دقت سنجنده‌هاي TRMM و GPM در برابر داده‌هاي مشاهده‌اي نشان داد كه هر چند شباهت زيادي بين مقادير بارش برآوردي GPM و TRMM وجود دارد، ولي دقت داده‌هاي روزانه سنجنده GPM در سطح ايران نسبت به داده‌هاي TRMM بيشتر است. زيرا مقدار ضريب تعيين براي داده‌هاي بارش TRMM در بهترين حالت به 0.46 و براي GPM به 0.6 مي‌رسد. از نظر مكاني، بهترين دقت پايگاه داده‌هاي سنجش‌ازدوري GPM و TRMM در غرب كشور و به‌ويژه در امتداد كوه‌هاي زاگرس است و همانند بسياري از پايگاه داده‌هاي ديگر كمترين دقت در نواحي ساحلي و به‌ويژه سواحل درياي خزر مشاهده مي‌شود. بررسي و مقايسه مجموع بارش سالانه‌ ايستگاه‌ها و پايگاه داده‌هاي دورسنجي نشان داد كه نه‌تنها بين مقادير بارش برآوردي بلكه از نظر مكاني نيز بين هسته‌هاي پر بارش و كم بارش اختلاف وجود دارد.

Todays, satellite precipitation data with high spatial and temporal resolution is an appropriate alternative source for conducting various studies of meteorology and hydrology in areas with inappropriate distribution of stations. These data are very important for a country like Iran which is always faced with problems of water shortage and precipitation. Therefore, the main purpose of this study is to evaluate the accuracy of GPM and TRMM daily precipitation against the recorded daily precipitation data of selected stations in Iran. Statistical methods were used to achieve this purpose. The data used include daily precipitation data from meteorological stations and daily rainfall from latest GPM and TRMM products in the period 2015-2000 in Iran. Statistical analysis showed that the daily precipitation values of these sensors are not accurate in Iran, and the estimated precipitation error is significant for most stations. Comparison of rainfall estimates from TRMM and GPM showed that although there is a great similarity between the estimates of precipitation values of GPM and TRMM, however, GPM data are more accurate than TRMM data in Iran. In terms of location, the best accuracy of the GPM and TRMM databases were observed in west of Iran, especially along the Zagros mountains, and like many other databases, the lowest accuracy was observed in coastal areas, especially along the Caspian Sea. Comparison of total annual precipitation of the stations and the remote sensing databases showed that not only there is a difference between the estimates of precipitation, there is also a spatial difference between high and low precipitation cores.