scholarly journals Error-Component Analysis of TRMM-Based Multi-Satellite Precipitation Estimates over Mainland China

2016 ◽  
Vol 8 (5) ◽  
pp. 440 ◽  
Author(s):  
Bin Yong ◽  
Bo Chen ◽  
Yudong Tian ◽  
Zhongbo Yu ◽  
Yang Hong
Keyword(s):  
Mainland China ◽  
Component Analysis ◽  
Error Component ◽  
Satellite Precipitation ◽  
Precipitation Estimates

scholarly journals A Preliminary Assessment of the Gauge-Adjusted Near-Real-Time GSMaP Precipitation Estimate over Mainland China

2020 ◽  
Vol 12 (1) ◽  
pp. 141 ◽  
Author(s):  
Dekai Lu ◽  
Bin Yong
Keyword(s):  
Real Time ◽  
Mainland China ◽  
Global Scale ◽  
Satellite Precipitation ◽  
Correction Scheme ◽  
Wide Range ◽  
Precipitation Estimates ◽  
Hazard Warning ◽  
Good Agreement

The near-real-time satellite-derived precipitation estimates are attractive for a wide range of applications like extreme precipitation monitoring and natural hazard warning. Recently, a gauge-adjusted near-real-time GSMaP precipitation estimate (GSMaP_Gauge_NRT) was produced to improve the quality of the original GSMaP_NRT. In this study, efforts were taken to investigate and validate the performance of the GSMaP_Gauge_NRT using gauge observations over Mainland China. The analyses indicated that GSMaP_NRT generally overestimated the gauge precipitation in China. After calibration, the GSMaP_Gauge_NRT effectively reduced this bias and was more consistent with gauge observations. Results also showed that the correction scheme of GSMaP_Gauge_NRT mainly acted on hit events and could hardly make up the miss events of the satellite precipitation estimates. Finally, we extended the evaluation to the global scale for a broader view of GSMaP_Gauge_NRT. The global comparisons exhibited that the GSMaP_Gauge_NRT was in good agreement with the GSMaP_Gauge product. In conclusion, the GSMaP_Gauge_NRT had better performance than the GSMaP_NRT and was a more reliable near-real-time satellite precipitation product.

Systematical Evaluation of Satellite Precipitation Estimates Over Central Asia Using an Improved Error-Component Procedure

2017 ◽  
Vol 122 (20) ◽  
pp. 10,906-10,927 ◽  
Author(s):  
Hao Guo ◽  
Anming Bao ◽  
Felix Ndayisaba ◽  
Tie Liu ◽  
Alishir Kurban ◽  
...  
Keyword(s):  
Central Asia ◽  
Error Component ◽  
Satellite Precipitation ◽  
Precipitation Estimates ◽  
Component Procedure

Real-time bias adjustment for satellite-based precipitation estimates over Mainland China

2021 ◽  
pp. 126133
Author(s):  
Zhehui Shen ◽  
Bin Yong ◽  
Jonathan J. Gourley ◽  
Weiqing Qi
Keyword(s):  
Real Time ◽  
Mainland China ◽  
Bias Adjustment ◽  
Precipitation Estimates

scholarly journals Improving satellite precipitation estimates over complex terrain through the use of high-resolution numerical weather predictions

2018 ◽  
Author(s):  
Νικόλαος Μπαρτσώτας
Keyword(s):  
High Resolution ◽  
Complex Terrain ◽  
Satellite Precipitation ◽  
Numerical Weather ◽  
Precipitation Estimates

Ο υετός αποτελεί θεμελιώδη παράμετρο για ένα ευρύτατο φάσμα ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Τόσο η έλλειψη όσο και οι υπερβολικές του ποσότητες προκαλούν σημαντικές συνέπειες και απειλούν ανθρώπινες ζωές και υποδομές. Η αβεβαιότητα που εξακολουθεί να υπάρχει στην πρόγνωση και επισκόπησή του, έχει σημαντικότατες προεκτάσεις στην γεωργία, τις μεταφορές, την αξιοποίηση υδάτινων πόρων καθώς και την παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές. Σε ακραίες εκδοχές φαινομένων υετού, όπως οι πολύ ισχυρές καταιγίδες που συνοδεύονται από ηλεκτρικά φαινόμενα, η αβεβαιότητα αυτή καθίσταται ισχυρότερη. Αυτού του είδους οι καταιγίδες αναπτύσσονται σε πολύ μικρές χωρικές και χρονικές κλίμακες, χαρακτηριστικό το οποίο ανάγει την πρόγνωσή τους σε ιδιαίτερα απαιτητική διαδικασία.Η απαραίτητη πληροφορία είναι επί του παρόντος αδύνατον να προκύψει από μία και μόνο πηγή μέτρησης ή έμμεσης εκτίμησης του υετού, καθώς έκαστη συνοδεύεται από συγκεκριμένους περιορισμούς. Καθίστανται έτσι επιτακτική η ανάγκη προς μια συνδυαστική προσέγγιση. Η συγκεκριμένη διδακτορική διατριβή συνεισφέρει στη δημιουργία καλύτερων εκτιμήσεων υετού πάνω από περιοχές έντονου αναγλύφου, συνδυάζοντας αποτελεσματικά τα επιμέρους θετικά των διαθέσιμων πηγών πληροφορίας. Μετρήσεις από όργανα τηλεπισκόπησης (μετεωρολογικά ραντάρ και δορυφόροι), παρατηρήσεις από δίκτυα βροχομέτρων και ένα πλήθος αριθμητικών μοντέλων πρόγνωσης (ατμοσφαιρικό, υδρολογικό, μοντέλο διάχυσης σωματιδίων) επιστρατεύονται προς αυτό το σκοπό.Μια νέα τεχνική προσαρμογής δορυφορικών μετρήσεων αναπτύχθηκε στα πλαίσια αυτής της διατριβής. Σε αυτή, τα δορυφορικά δεδομένα αξιοποιούνται ως προς την εκτίμηση της χωροχρονικής εξέλιξης των καταιγίδων, ενώ σε ότι αφορά την ποσότητα του υετού, οι εκτιμήσεις προσαρμόζονται στις αντίστοιχες του αριθμητικών μοντέλων πρόγνωσης. Κατ’ αυτόν τον τρόπο, η αξιόπιστη χωροχρονική επισκόπηση από τους δορυφόρους διατηρείται ενώ οι συχνά εσφαλμένες ποσότητες υετού των δορυφορικών οργάνων πάνω από ορεινές περιοχές διορθώνονται με τη χρήση των ατμοσφαιρικών προσομοιώσεων. Η διόρθωση των δορυφορικών δεδομένων λαμβάνει χώρα μέσω μιας μεθόδου πυκνότητας πιθανότητας. Η αξιολόγηση των πρωτογενών δορυφορικών δεδομένων, των αριθμητικών προσομοιώσεων και των τελικών υβριδικών προϊόντων γίνεται έναντι σε πυκνά δίκτυα βροχομέτρων και πεδία από διαθέσιμα μετεωρολογικά ραντάρ. Λαμβάνει δε χώρα σε τρεις ορεινές περιοχές με διαφορετικά χαρακτηριστικά: δύο μέσων γεωγραφικών πλατών (Άλπεις και Βραχώδη Όρη) και μια υποτροπική (Αιθιοπία).Οι προσομοιώσεις των αριθμητικών μοντέλων υποδεικνύουν τη φύση των περιορισμών στην ανίχνευση του υετού από τα δορυφορικά όργανα. Μια μικροφυσική διερεύνηση λαμβάνει χώρα και οι ομοιότητες που παρουσιάζουν οι εν λόγω καταιγίδες στις περιπτώσεις όπου η δορυφορική ανίχνευση εμφανίζει μεγάλες αποκλίσεις από τις παρατηρήσεις σχολιάζονται διεξοδικά. Παράλληλα, παρουσιάζεται μια εκτίμηση του οφέλους που μπορεί να προκύψει στο άμεσο μέλλον από την υιοθέτηση πολύ λεπτομερών χωρικών αναλύσεων στα αριθμητικά μοντέλα πρόγνωσης. Αποτελέσματα από προσομοιώσεις σε χωρικές κλίμακες μικρότερες του 1 χιλιομέτρου (σ.σ.: έως και 250 μέτρα) συγκρίνονται με αντίστοιχα από κλίμακες που αποτελούν τον τρέχοντα κανόνα στις μετεωρολογικές υπηρεσίες (1 και 4 χιλιόμετρα). Οι επιπτώσεις που προκαλούν αυτές οι διαφορές στην εκτίμηση του υετού από το ατμοσφαιρικό μοντέλο στην υδρολογία και συγκεκριμένα στην απορροή των υδάτων εξετάζονται μέσω αντίστοιχων προσομοιώσεων με υδρολογικό μοντέλο.Για τις ανάγκες της διατριβής χρησιμοποιήθηκαν ένα εξελιγμένο ατμοσφαιρικό αριθμητικό μοντέλο (RAMS/ICLAMS), ένα υδρολογικό μοντέλο (CREST) καθώς κι ένα λανγκρανζιανό μοντέλο διασποράς-διάχυσης (HYPACT). Το πρώτο καθόρισε την υετίσιμη ποσότητα σε κάθε καταιγίδα και παρείχε την πληροφορία για περαιτέρω ανάλυση σε επίπεδο μικροφυσικής νεφών, το δεύτερο εκτίμησε τις απορροές που προέκυψαν από τις ατμοσφαιρικές προσομοιώσεις και το τρίτο χρησίμευσε στον καθορισμό της προέλευσης των υγρών αερίων μαζών πάνω από περιοχές όπου η βιβλιογραφία δεν ήταν ιδιαίτερα εκτεταμένη. Δυο δορυφορικά προϊόντα, που βασίζονται σε διαφορετικές τεχνικές ανίχνευσης και συγκεκριμένα από αισθητήρες υπέρυθρου (IR) και μικροκυμάτων (PMW) χρησιμοποιήθηκαν προκειμένου να υποδείξουν τους περιορισμούς που χαρακτηρίζουν την κάθε μέθοδο ανίχνευσης πάνω από περιοχές έντονου αναγλύφου. Αμφότερα είναι προϊόντα υψηλής χωρικής ανάλυσης (4 και 8 χιλιόμετρα αντίστοιχα).Τα αποτελέσματα εμφανίζουν οφέλη από τις λεπτομερείς χωρικές κλίμακες των προσομοιώσεων, τόσο στις ποσότητες του υετού, στη λεπτομερέστερη χωρική του κατανομή, όσο και την ακριβέστερη εκτίμηση της απορροής στη συνέχεια. Οι δορυφορικές μετρήσεις εμφανίζουν μια ξεκάθαρη τάση υποεκτίμησης του υετού πάνω από περιοχές έντονου αναγλύφου. Τα διορθωμένα δορυφορικά προϊόντα που προέκυψαν από την προτεινόμενη μέθοδο, υπερτερούν έναντι των πρωτογενών στη στατιστική ανάλυση και στις δύο περιοχές εφαρμογής. Σε επίπεδο μικροφυσικών ομοιοτήτων μεταξύ των περιπτώσεων ανεπαρκούς ανίχνευσης από τα δορυφορικά όργανα, παρατηρήθηκαν μικρές συγκεντρώσεις σωματιδίων πάγου και νεφικοί σχηματισμοί με περιορισμένη κατακόρυφη ανάπτυξη. Η διόρθωση των δορυφορικών παρατηρήσεων μέσω των αριθμητικών προσομοιώσεων εμφανίζεται ως μια αξιόπιστη εναλλακτική σε περιοχές όπου οι παρατηρήσεις δεν είναι επαρκείς προς εξυπηρέτηση αυτού του σκοπού.Η συνεισφορά της παρούσης διατριβής έγκειται αφενός στην προετοιμασία του εδάφους για μελλοντικά υβριδικά προϊόντα υετού, αφετέρου στην ανίχνευση των μικροφυσικών ομοιοτήτων που εμφανίζουν οι καταιγίδες οι οποίες δεν ανιχνεύονται ικανοποιητικά από τα δορυφορικά όργανα. Το τελευταίο μπορεί να καθορίσει σημαντικά την ανάπτυξη των σύγχρονων αλγορίθμων ανίχνευσης από τους παθητικούς αισθητήρες μικροκυμάτων. Τέλος, η εφαρμογή της προτεινόμενης μεθοδολογίας σε ψευδο-επιχειρησιακή βάση κατά τη διάρκεια ενός ιστορικού πλυμμηρικού φαινομένου, παρέχει μια εκτίμηση της επιχειρησιακής εφαρμοσιμότητας και του συγκριτικού οφέλους που μπορεί να προκύψει από την υιοθέτηση της συγκεκριμένης μεθόδου σε συστήματα έγκαιρης πρόγνωσης και πρόληψης πλημμυρών.

scholarly journals On the Use of Satellite Rainfall Data to Design a Dam in an Ungauged Site

Water ◽  
2020 ◽  
Vol 12 (11) ◽  
pp. 3028
Author(s):  
Claudia Bertini ◽  
Luca Buonora ◽  
Elena Ridolfi ◽  
Fabio Russo ◽  
Francesco Napolitano
Keyword(s):  
Hydrological Model ◽  
Southern Italy ◽  
Storm Events ◽  
Satellite Precipitation ◽  
Design Storm ◽  
Area Of Interest ◽  
High Return ◽  
Precipitation Estimates ◽  
First Time ◽  
Climate Prediction Center

The estimation of the design peak discharge is crucial for the hydrological design of hydraulic structures. A commonly used approach is to estimate the design storm through the intensity–duration–area–frequency (IDAF) curves and then use it to generate the design discharge through a hydrological model. In ungauged areas, IDAF curves and design discharges are derived throughout regionalization studies, if any exist for the area of interest, or from using the hydrological information of the closest and most similar gauged place. However, many regions around the globe remain ungauged or are very poorly gauged. In this regard, a unique opportunity is provided by satellite precipitation products developed and improved in the last decades. In this paper, we show weaknesses and potentials of satellite data and, for the first time, we evaluate their applicability for design purposes. We employ CMORPH—Climate Prediction Center MORPHing technique satellite precipitation estimates to build IDAF curves and derive the design peak discharges for the Pietrarossa dam catchment in southern Italy. Results are compared with the corresponding one provided by a regionalization study, i.e., VAPI—VAlutazione delle Piene in Italia project, usually used in Italy in ungauged areas. Results show that CMORPH performed well for the estimation of low duration and small return periods storm events, while for high return period storms, further research is still needed.

scholarly journals Seasonal Error Component Analysis of the GPM IMERG Version 05 Precipitation Estimations Over Sichuan Basin of China

2020 ◽  
Vol 8 (1) ◽  
Author(s):  
S. Tang ◽  
R. Li ◽  
J. He ◽  
X. Fan ◽  
H. Wang ◽  
...  
Keyword(s):  
Sichuan Basin ◽  
Component Analysis ◽  
Error Component

scholarly journals Systematical Evaluation of GPM IMERG and TRMM 3B42V7 Precipitation Products in the Huang-Huai-Hai Plain, China

2019 ◽  
Vol 11 (6) ◽  
pp. 697 ◽  
Author(s):  
Fenglin Xu ◽  
Bin Guo ◽  
Bei Ye ◽  
Qia Ye ◽  
Huining Chen ◽  
...  
Keyword(s):  
Tropical Rainfall Measuring Mission ◽  
Accurate Estimation ◽  
Detection Capability ◽  
Satellite Precipitation ◽  
Precipitation Measurement ◽  
Daily Precipitation Data ◽  
Precipitation Estimates ◽  
Global Precipitation Measurement ◽  
Global Precipitation ◽  
Precipitation Events

Accurate estimation of high-resolution satellite precipitation products like Global Precipitation Measurement (GPM) and Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) is critical for hydrological and meteorological research, providing a benchmark for the continued development and future improvement of these products. This study aims to comprehensively evaluate the Integrated Multi-Satellite Retrievals for GPM (IMERG) and TRMM 3B42V7 products at multiple temporal scales from 1 January 2015 to 31 December 2017 over the Huang-Huai-Hai Plain in China, using daily precipitation data from 59 meteorological stations. Three commonly used statistical metrics (CC, RB, and RMSE) are adopted to quantitatively verify the accuracy of two satellite precipitation products. The assessment also takes into account the precipitation detection capability (POD, FAR, CSI, and ACC) and frequency of different precipitation intensities. The results show that the IMERG and 3B42V7 present strong correlation with meteorological stations observations at annual and monthly scales (CC > 0.90), whereas moderate at the daily scale (CC = 0.76 and 0.69 for IMERG and 3B42V7, respectively). The spatial variability of the annual and seasonal precipitation is well captured by these two satellite products. And spatial patterns of precipitation gradually decrease from south to north over the Huang-Huai-Hai Plain. Both IMERG and 3B42V7 products overestimate precipitation compared with the station observations, of which 3B42V7 has a lower degree of overestimation. Relative to the IMERG, annual precipitation estimates from 3B42V7 show lower RMSE (118.96 mm and 142.67 mm, respectively), but opposite at the daily, monthly, and seasonal scales. IMERG has a better precipitation detection capability than 3B42V7 (POD = 0.83 and 0.67, respectively), especially when detecting trace and solid precipitation. The two precipitation products tend to overestimate moderate (2–10 mm/d) and heavy (10–50 mm/d) precipitation events, but underestimate violent (>50 mm/d) precipitation events. The IMERG is not found capable to detecting precipitation events of different frequencies more precisely. In general, the accuracy of IMERG is better than 3B42V7 product in the Huang-Huai-Hai Plain. The IMERG satellite precipitation product with higher temporal and spatial resolutions can be regarded a reliable data sources in studying hydrological and climatic research.

scholarly journals Evaluation of Satellite Based Precipitations and Their Applicability for Rainfall Runoff Modelling in Narayani Basin of Nepal

2016 ◽  
Vol 8 (1) ◽  
pp. 22-31 ◽  
Author(s):  
Sunil Ghaju ◽  
Knut Alfredsen
Keyword(s):  
Bias Correction ◽  
Rain Gauge ◽  
Extensive Study ◽  
Rainfall Runoff ◽  
Runoff Simulation ◽  
Satellite Precipitation ◽  
Precipitation Estimates ◽  
Set Up ◽  
Rain Gauge Network ◽  
Precipitation Station

High spatial variability of precipitation over Nepal demands dense network of rain-gauge stations. But to set-up a dense rain gauge network is almost impossible due to mountainous topography of Nepal. Also the dense rain gauge network will be very expensive and some time impossible for timely maintenance. Satellite precipitation products are an alternative way to collect precipitation data with high temporal and spatial resolution over Nepal. In this study, the satellite precipitation products TRMM and GSMaP were analyzed. Precipitation was compared with ground based gauge precipitation in the Narayani basin, while the applicability of these rainfall products for runoff simulation were tested using the LANDPINE model for Trishuli basin which is a sub-basin within Narayani catchment. The Nash-Sutcliffe efficiency calculated for TRMM and GSMaP from point to pixel comparison is negative for most of stations. Also the estimation bias for both the products is negative indicating under estimation of precipitation by satellite products, with least under estimation for the GSMaP precipitation product. After point to pixel comparison, satellite precipitation estimates were used for runoff simulation in the Trishuli catchment with and without bias correction for each product. Among the two products, TRMM shows good simulation result without any bias correction for calibration and validation period with scaling factor of 2.24 for precipitation which is higher than that for gauge precipitation. This suggests, it could be used for runoff simulation to the catchments where there is no precipitation station. But it is too early to conclude by just looking into one catchment. So extensive study need to be done to make such conclusion.Journal of Hydrology and Meteorology, Vol. 8(1) p.22-31

scholarly journals Validation of rainfall data estimated by GPM satellite on Southern Amazon region

2019 ◽  
Vol 14 (1) ◽  
pp. 1
Author(s):  
Luiz Octavio Fabricio dos Santos ◽  
Carlos Alexandre Santos Querino ◽  
Juliane Kayse Albuquerque da Silva Querino ◽  
Altemar Lopes Pedreira Junior ◽  
Aryanne Resende de Melo Moura ◽  
...  
Keyword(s):  
Pearson Correlation ◽  
Absolute Error ◽  
High Rate ◽  
Satellite Precipitation ◽  
Precipitation Measurement ◽  
Surface Data ◽  
Precipitation Estimates ◽  
Amazonas State ◽  
Global Precipitation Measurement ◽  
Global Precipitation

Rainfall is a meteorological variable of great importance for hydric balance and for weather studies. Rainfall estimation, carried out by satellites, has increased the climatological dataset related to precipitation. However, the accuracy of these data is questionable. This paper aimed to validate the estimates done by the Global Precipitation Measurement (GPM) satellite for the mesoregion of Southern Amazonas State, Brazil. The surface data were collected by the National Water Agency – ANA and National Institute of Meteorology – INMET, and is available at both institutions’ websites. The satellite precipitation data were accessed directly from the NASA webpage. Statistical analysis of Pearson correlation was used, as well as the Willmott’s “d” index and errors from the MAE (Mean Absolute Error) and RMSE (Root Mean Square Error). The GPM satellite satisfactorily estimated the precipitation, once it had correlations above 73% and high Willmott coefficients (between 0.86 and 0.97). The MAE and RMSE showed values that varied from 36.50 mm to 72.49 mm and 13.81 mm to 71.76 mm, respectively. Seasonal rain variations are represented accordingly. In some cases, either an underestimation or an overestimation of the rain data was observed. In the yearly totals, a high rate of similarity between the estimated and measured values was observed. We concluded that the GPM-based multi-satellite precipitation estimates can be used, even though they are not 100% reliable. However, adjustments in calibration for the region are necessary and recommended.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document