مقایسه مقادیر مشاهداتی بارش و اطلاعات بارش ماهواره‌ای PERSIANN و CMORPH - روش‌های‌درونیابی در مقیاس ساعتی و روزانه (مطالعه موردی: حوضه آبریز شاپور)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کاندید دکتری/ آبیاری و زهکشی دانشگاه فردوسی مشهد

2 استاد /گروه مهندسی آب، دانشگاه فردوسی مشهد

3 دانشیار /گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

بارش یک پارامتر مهم در چرخة هیدرولوژی بوده و کمبود داده‌های آن از بزرگترین مشکلات در تحلیل‌های اقلیمی و هیدرولوژیک است. لذا، محققین استفاده از تصاویر ماهواره‌ای حاصل از سنجش از دور را به‌ عنوان یکی از راهکارهای عملی به‌منظور تخمین بارش مطرح کرده‌اند. در این مقاله، به ارزیابی اطلاعات بارش ماهواره‌های PERSIANN و CMORPH در حوضه آبریز شاپور پرداخته شده است. بدین منظور، از اطلاعات بارش روزانه و ساعتی ایستگاه‌های حوضه شاپور 28 رویداد بارش (مقیاس ساعتی) و 41 رویداد (مقیاس روزانه) در بازه زمانی 95-91 برای ایستگاه بوشیگان کازرون واقع در محدوده مطالعاتی کازرون استفاده شد. نتایج نشان داد که ماهواره‌های PERSIANN و CMORPH در مقیاس ساعتی و روزانه دقت کافی ندارند. همچنین با مقایسه داده‌های روزانه 41 رویداد ماهواره‌ها، مشاهده‌ای و روش درونیابی کریجینگ برای ایستگاه هدف (بوشیگان کازرون) نتایج حاکی از دقت پایین‌تر مدل‌های ماهواره‌ای نسبت به روش درونیابی کریجینگ می‌باشد. همبستگی داده‌های مشاهداتی در مقیاس ساعتی با CMORPH نسبت به PERSIANN بیشتر است.( در مقیاس روزانه ضریب همبستگی 196/0و 309/0 به ترتیب برای CMORPH و PERSIANN) همچنین، شاخص‌های ارزیابیPOD, FAR, CSI و TSS برای مقیاس‌ ساعتی محاسبه و تحلیل شدند. نتایج نشان می‌دهد اگرچه مدل CMORPH در مقیاس ساعتی همبستگی بیشتری را با داده‌های مشاهداتی دارد، اما در آشکارسازی تعداد روزهای بارانی(شاخصPOD) مدل PERSIANN نتایج بهتری را ارائه کرده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison of observed rainfall and satellite rainfall data PERSIANN and CMORPH - interpolation methods in hourly and daily scale. (case study: Shopoor basin)

نویسندگان [English]

  • m .r zangenehinanlu 1
  • B. Ghahraman 2
  • A. Faridhosseini 3
1 Ph.D. Candidate of Irrigation and Drainage, Department of Water Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
2 Professor, Department of Water Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
3 Assistant Professor, Department of Water Engineering, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran.
چکیده [English]

The precipitation is a important parameter in hydrology cycle and it data deficiency is from the biggest of problems in climate analysis and hydrologic. So researchers using of satellite product result from remote sensing as a science solution for estimation of precipitation have raised.in the research have been paid to evaluation of precipitation data of PERSIANN and CMORPH satellite in Shapoor basin. So was used from daily and hourly precipitation data of Shopoor basin stations and around. Evaluation index for daily and hourly scales was evaluated and analyzed. The result is showing that PERSIANN and CMORPH don’t have enough accuracy in hourly and daily scale. Also, with comparison daily data of 41 rainfall event of satellites, observed and Kriging method for target station (Boushigan Kazeroon). The result is showing lower accuracy of satellite models than Kriging method. Observed data correlation in hourly and daily scale with CMORPH than PERSIANN is more (in daily scale correlation coefficient 0.196 and 0.286 for CMORPH and PERSIANN respectively). Also the result is showing although CMORPH method has more correlation with observed data in hourly scale, but in detection of rainy days number (POD index) PERSIANN model has proposed better result.

کلیدواژه‌ها [English]

  • daily rainfall
  • satellite products
  • Interpolation
  • Remote Sensing

Abdollahi B, Hosseini-Moghari S M, Ebrahimi K (2016) Assessment of Satellite Precipitation Data from TRMM                                                                                3B42RT V7 and CMORPH in Order to Estimate Precipitation in Gorganrood Basin-Iran 36(11):55-68

 Baranizadeh A, Behyar M, Abdini y (2011) Evaluation of satellite rainfall data from TRMM-3B43 compared to land-based data network is high resolution (APHRODITE) in Iran. International Conference on Water Resources Applications preceding studies, Zanjan University, 28-29 May, 112-120 (In persian)

Chokngamwong R, Chiu L (2008) Thailand daily rainfall and comparison with TRMM products, Journal of HydroGeomorphology 9(2):256-266

Cohen Liechti T, Matos J P, Boillat J L, Schleiss A J (2012) Comparison and evaluation of satellite derived precipitation products for hydrological modeling of the Zambezi River Basin. Hydrology and Earth System Sciences 16(2):489-500

Ghazanfri Moqadam m, Alizadeh A, Mousavi Baygi M, Hosseini A F, Banayan aval  M (2011) In order to compare interpolation methods used in forecasting models PERSIANN with daily rainfall data (Case study: Northern Khorasan). Journal of Soil and Water (Agricultural Sciences and Technology) 25(1):215-207 (In persian)

HejazyZadeh a, Alijani B, Ziaeian P, Karimi M, Rafati S (2012) Evaluation of satellite rainfall Mqadyrhasl 3B43 and comparison with Kriging interpolation technique. GIS remote sensing of 4(3):64-49 (In persian)

Hong Y D, Gochis J T, Cheng K L, Sorooshian S (2007) Evaluation of PERSIANN CCS rainfall measurement using the NAME event rain gauge network. J. Hydrometeor 8(3):469-482

Javanmard S, Yatagai A, Nodzu M I, BodaghJamali J, Kawamoto H (2010) Comparing high-resolution gridded precipitation data with satellite rainfall estimates of TRMM_3B42 over Iran. Adv. Geosci. 25:119-125

Joyce R, Janowiak J, Arkin Ph, Xie P (2004) CMORPH: A Method that Produces Global Precipitation Estimates from Passive Microwave and Infrared Data at High Spatial and Temporal Resolution. Journal of Hydrology 5:487-503

Kizza M, Westerberg I, Rodhe A, Ntale H K (2012) estimating areal rainfall over Lake Victoria and its basin using ground-based and satellite data. J. Hydrol 464:401-411.

Liang S Li X, Wang J (2012) Advanced Remote Sensing: Terrestrial Information Extraction and Applications, Academic Press, 800p

Marchi D C (2006) Probabilistic Estimation of Precipitation Combining Geostationary And TRMM Satellite Data, PhD. Thesis, Georgia Institute of Technology, 311p

MianaBad a, Alizadeh A, Banayanaval M, Faridhosseini A (2013) Statistical evaluation of the model for estimating precipitation CMORPH North East of Iran (Case study: Northern Khorasan). Journal of Soil and Water (AGRICULTURAL SCIENCES AND TECHNOLOGY) 27(5):927-919 (In persian)

Moazami S, Golian S, Hong Y, Sheng C, Kavianpour M R (2014) Comprehensive evaluation of four highresolution satellite precipitation products over diverse climate conditions in Iran. Hydrol. Sci. J. 61(2):420-440

Moazami S, Golian S, Kavianpour M R, Hong Y (2013) Comparison of PERSIANN and V7 TRMM Multisatellite precipitation analysis (TMPA) products with rain gauge data over Iran. Int. J. Remote Sens 34(22):8156-8171

Motakan A S, Shakiba O S, Yazdani A (2007) Evaluation of different methods of interpolation to estimate daily rainfall (Case study: Fars). GEOGRAPHY Land 4(13):68-54 (In persian)

Romilly T G, Gebremichael M (2011) Evaluation of satellite rainfall estimates over Ethiopian river basins. Hydrology and Earth System Sciences 5(15):1505-1514

Saghafian b, Razmkhah e, cheshmeh ghermez b (2011) Evaluation of regional precipitation changes using geostatistical methods (A Case Study of Fars province). Journal of Water Resources Engineering 4(2):38-29 (In persian)

Shirvani A, Fkharizadeh Shirazi A (2014) Comparison of the observed precipitation and TRMM satellite estimates in Fars province. Journal of Agricultural Meteorology 2(2):15-1 (In persian)

Sorooshian S, Gao X, Hsu K, Maddox R A, Hong Y, Gupta H V, Imam B (2002) Diurnal variability of tropical rainfall retrieved from combined GOES and TRMM satellite information, J. Clim 15(9):983– 1001

Sorooshian S, Hsu K, Gao X, Gupta H V, Imam B, Braithwaite D (2000) Evolution of the PERSIANN system satellite-based estimates of tropical rainfall, Bull. Am. Meteorol. Soc 81(9):2035–2046

Tramblay Y, Thiemig V, Dezetter A, Hanich L (2016) Evaluation of satellite-based rainfall products for hydrological modelling in Morocco, Hydrological Sciences Journal 14(61):2509-2519

Wilks D S (2011) Statistical Methods in the Atmospheric Sciences, Vol. 100, Academic press, 704p