مقايسه آماري بين محصولات IMERG و TMPA 3B42V7 در سطح سه داده هاي بارشي GPMو TRMM (مطالعه موردي: حوضه آبريز كشف رود، استان خراسان رضوي)

Statistical Comparison of IMERG and TMPA 3B42V7 Level-3 Precipitation Products of TRMM and GPM (Case Study: Kashafrud Basin, Khorasan Razavi Province)

داده­هاي ماهواره­اي بارش از چند دهه قبل وارد مطالعات علمي در مقياس­هاي منطقه­اي و جهاني شده­­­اند. هدف از اين پژوهش، مقايسۀ كمي محصولات بارش ماهوارۀ TRMM و ماهوارۀ GPMدر حوضۀ آبريز كشف­رود است. مسئله مهم در مورد اين داده­ها دقت و اندازۀ پيكسل آنها است. ماهواره GPM در تاريخ 28 فوريه 2014 به فضا پرتاب شده و تاكنون مطالعه­اي در ايران انجام نشده و در ساير نقاط جهان به ندرت انجام گرفته است. اين تحقيق قصد دارد تا به ارزيابي داده­هاي بارش GPM و ماهوارۀ قبلي همتايش يعني TRMM در مقايسه با داده­هاي 34 ايستگاه باران­سنجي حوضۀ مذكور براي اعتبار­سنجي دقت داده­هاي بارش ماهواره­اي بپردازد. براي مقايسه از مقياس مكاني با دو روش مقايسۀ حوضه­اي و ايستگاهي و همچنين مقياس زماني روزانه و ماهانه استفاده گرديد. براي اعتبارسنجي از معيارهاي آماري RMSE، MAE،CC، BIAS، FAR، POD و CSI استفاده شد. نتايج نشان داد كه، به طور­كلي دادۀ بارش 3B42V7 متعلق به ماهوارۀ TRMM دقت بالاتري از دادۀ IMERG متعلق به ماهوارۀ GPM در منطقه دارد. داده­هاي IMERG تنها در مقايسۀ زماني ماهانه و حوضه دقت بالاتري نسبت به دادۀ 3B42V7 داشت. در ارزيابي مقياسه­اي زماني مقياس ماهانه دقت بهتري را نشان مي­دهد. ميزان RMSEبراي دادۀ TMPAدر مقياس روزانه در سطح ايستگاه و حوضه به ترتيب برابر 88/1 و 55/1 و در مقياس ماهانه برابر 87/2و 77/2 است. همچنين ميزان RMSE براي دادۀIMERG در سطح ايستگاه و حوضه در دورۀ روزانه برابر 43/2 و 3/2 و در دورۀ ماهانه برابر 64/3 و 56/2 است.

Satellite precipitation products have been used in scientific studies in global and regional scales from several decades ago. The purpose of this research is quantitative comparison between TRMM and GPM precipitation products in Kashafrud basin. The important point about these products is their accuracy and pixel size. GPM satellite launched on 28th February 2014 and there is no research in Iran and few in the world. This research aims to assess GPM and its predecessor i.e. TRMM products in comparison with 34 ground rain gauge stations in the basin. Comparisons are done in basin and gauge spatial scales and each in daily and monthly time scales. For validation, the statistical metrics including RMSE, MAE, CC, BIAS, FAR, POD and CSI are used. The results indicated that generally the 3B42V7 product from TRMM has higher accuracy than IMERG product from GPM in our study region. IMERG product only in monthly and basin scale has better accuracy in comparison to 3B42V7 product. Regarding time scale comparison, monthly analysis showed higher accuracy. RMSE value for TMPA product in daily time scale for rain gauge and basin scale is 1.88 and 1.55 and in monthly scales is 2.87 and 2.77, respectively. Also, RMSE for IMERG product in rain gauge and basin in daily time scale is 2.43 and 2.3 and for monthly time scale 3.64 and 2.56, respectively.