TRMM降雨數(shù)據(jù)在喀斯特地區(qū)的適用性分析
——以貴州省為例

周秋文, 李 芳

(貴州師范大學(xué) 地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院， 貴州 貴陽 550001)

1 研究背景

降水是全球水循環(huán)的關(guān)鍵過程之一，準(zhǔn)確掌握降水信息對研究不同時(shí)空尺度下的大氣循環(huán)和水循環(huán)過程都起著至關(guān)重要的作用[1]。地面雨量站觀測是獲取降水?dāng)?shù)據(jù)的傳統(tǒng)方式，具有較高的精度。但降水量在時(shí)空分布上存在著較大的差異，有限的站點(diǎn)以及空間分布的不均勻性難以反映真實(shí)的降水時(shí)空分布狀況[2]。

隨著航天和遙感技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一系列具有高時(shí)空分辨率的衛(wèi)星降水反演數(shù)據(jù)產(chǎn)品，包括TRMM ( Tropical Rainfall Measurement Mission)、FY等數(shù)據(jù)，這些衛(wèi)星數(shù)據(jù)彌補(bǔ)了地面站點(diǎn)在空間分布上的不足，并在一定程度上滿足了缺資料地區(qū)的數(shù)據(jù)需求[3-4]。國內(nèi)外已有研究表明，TRMM數(shù)據(jù)與臺站觀測數(shù)據(jù)具有良好的一致性[1-4,7-11]。然而，已有的研究多集中在地形相對平坦地區(qū)，而山區(qū)地形復(fù)雜，降水受地形等因素影響，空間變異顯著[5]。在地形平坦地區(qū)進(jìn)行的TRMM數(shù)據(jù)精度驗(yàn)證與適用性分析結(jié)果，并不完全適用于地形復(fù)雜區(qū)。針對這一問題，不少學(xué)者也針對地形復(fù)雜區(qū)開展了一些工作。如嵇濤等[1]分析了TRMM數(shù)據(jù)在川渝地區(qū)的適用性。王曉杰等[7]分析了TRMM數(shù)據(jù)在天山地區(qū)的適用性。上述研究拓展了TRMM數(shù)據(jù)適用性研究的區(qū)域范圍，是地形復(fù)雜區(qū)TRMM數(shù)據(jù)適用性分析的有益探索。

喀斯特地區(qū)是典型的地形復(fù)雜區(qū)，地表破碎、起伏度大。地形因素對降水產(chǎn)生顯著影響，導(dǎo)致衛(wèi)星降水反演結(jié)果難免在精度上有所欠缺[6]。因而結(jié)合地面雨量站點(diǎn)數(shù)據(jù)對衛(wèi)星反演的降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行精度和誤差分析，對TRMM數(shù)據(jù)在喀斯特地區(qū)的適用性進(jìn)行評估就成為一項(xiàng)重要的工作。然而目前TRMM數(shù)據(jù)在喀斯特地區(qū)適用性的研究較少[12]。且已有研究未分析TRMM數(shù)據(jù)在喀斯特地區(qū)空間分布的合理性，也未分析各地形因素對TRMM數(shù)據(jù)的影響。

本研究選取貴州省1998-2015年內(nèi)19個(gè)氣象站點(diǎn)與同期TRMM 3B43數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，探討TRMM衛(wèi)星降水?dāng)?shù)據(jù)產(chǎn)品在年、月尺度上的精度和質(zhì)量。并以降水重心移動(dòng)軌跡來揭示TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)的空間精度及合理性。進(jìn)而分析高程、坡度和坡向?qū)RMM數(shù)據(jù)精度的影響。研究旨在豐富TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)在喀斯特地區(qū)的適用性評估研究，從而為開展TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)在該地區(qū)的空間降尺度和水文模擬應(yīng)用提供基礎(chǔ)。

2 研究區(qū)概況

貴州是一個(gè)高原山區(qū)省份，地勢西高東低，平均海拔1 100 m。地貌的顯著特征是山地多，山地和丘陵占全省總面積的92.5%，其中喀斯特地貌面積達(dá)61.9%，是世界上喀斯特地貌發(fā)育最典型的地區(qū)之一(圖1)。

貴州屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候。由于緯度較低，海拔較高，又多受東南季風(fēng)的影響，氣候地域差異較大，但總體是溫暖濕潤，雨熱同季，降水豐富。由于受地質(zhì)、地貌、氣候、水文等自然因素的影響，降雨不僅是該地區(qū)生態(tài)環(huán)境狀況的主要影響因素，而且是導(dǎo)致該地區(qū)土壤侵蝕和石漠化的主要?jiǎng)恿σ蛩?。貴州山多坡陡，地表崎嶇破碎，是全國地區(qū)唯一一個(gè)沒有平原支撐的省份。區(qū)域內(nèi)降水空間分布格局異常復(fù)雜，多年平均降水量約1 183 mm，且空間分布差異大，年內(nèi)分布不均。

圖1 貴州省地理位置及氣象站點(diǎn)分布

3 數(shù)據(jù)與方法

3.1 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備

本研究所采用的數(shù)據(jù)包括TRMM 3B43月降水?dāng)?shù)據(jù)，氣象站點(diǎn)實(shí)測降水量數(shù)據(jù)以及90m空間分辨率的高程數(shù)據(jù)。TRMM3B43降水?dāng)?shù)據(jù)來源于NASA，選取了1998-2015年空間分辨率為0. 25°的降雨數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)格式為 HDF[4]。地面氣象站點(diǎn)實(shí)測降水?dāng)?shù)據(jù)來自中國氣象數(shù)據(jù)共享服務(wù)中心，選取1998-2015年貴州省19個(gè)站點(diǎn)的氣象數(shù)據(jù)，對衛(wèi)星降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)。盡管氣象站點(diǎn)觀測數(shù)據(jù)代表范圍有限，無法全面地反映出區(qū)域內(nèi)降水的真實(shí)情況，但其依然是降水最直接、準(zhǔn)確的測量方式[13-14]。因此本研究以臺站降水觀測數(shù)據(jù)為降水的“真值”。

3.2 檢驗(yàn)及分析方法

本研究采用相關(guān)系數(shù)(R) 、相對誤差(BIAS)對 TRMM 降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行精度檢驗(yàn)，其計(jì)算公式如下：

(1)

(2)

式中：n為總的樣本數(shù)量；xi為TRMM衛(wèi)星觀測產(chǎn)品記錄的降水量;yi為同一時(shí)間點(diǎn)同一位置地面氣象站記錄的降水量。相對誤差反映了TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)與站點(diǎn)實(shí)測降水值在數(shù)值上的偏離程度，相對誤差越接近 0，則數(shù)據(jù)越精確。

降水重心是研究范圍內(nèi)指定時(shí)刻降水分布在空間平面上達(dá)到力矩平衡的點(diǎn)，用于體現(xiàn)降水在研究范圍內(nèi)的分布特征[15-16]。本研究運(yùn)用降水重心指標(biāo)來衡量TRMM衛(wèi)星觀測產(chǎn)品對降水空間分布格局估算的準(zhǔn)確程度。計(jì)算公式如下:

(3)

(4)

式中:n為研究范圍內(nèi)的樣點(diǎn)數(shù)，對于實(shí)測數(shù)據(jù)而言為地面氣象站數(shù)量，對于TRMM衛(wèi)星觀測產(chǎn)品而言是研究范圍內(nèi)柵格數(shù)量； (xi,yi)為各樣點(diǎn)的地理坐標(biāo);pi為樣點(diǎn)的降水量。

4 結(jié)果與分析

4.1 TRMM年尺度數(shù)據(jù)精度檢驗(yàn)

4.1.1 數(shù)據(jù)整體精度檢驗(yàn) 以 1998-2015年研究區(qū)內(nèi)19個(gè)氣象站點(diǎn)的年實(shí)測降水量為自變量，對應(yīng)年份各氣象站點(diǎn)所在的網(wǎng)格內(nèi)TRMM 3B43年降水?dāng)?shù)據(jù)為因變量，進(jìn)行一元線性回歸分析(圖2) 。經(jīng)檢驗(yàn)，TRMM年降水?dāng)?shù)據(jù)與站點(diǎn)實(shí)測降水量的決定系數(shù)R2=0.668，相關(guān)系數(shù)R=0.817，斜率K=0.751，年降水量相對誤差為5.12%，顯示了兩者之間存在顯著的相關(guān)性。TRMM年降水?dāng)?shù)據(jù)的降水值比站點(diǎn)實(shí)測降水量略微偏高。其中，研究區(qū)中東部降水較多的區(qū)域相對誤差更大，最大相對誤差達(dá)到46.75%；而西部地區(qū)降水較少，相對誤差也較小，平均最小的僅為-0.55%?？傮w而言，TRMM 3B43估計(jì)的年降水?dāng)?shù)據(jù)精度較高，能夠滿足在年尺度上應(yīng)用的需要。

圖2 貴州省1998-2015 年TRMM年降水?dāng)?shù)據(jù)與站點(diǎn)實(shí)測降水量散點(diǎn)圖

4.1.2 單個(gè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)精度檢驗(yàn) 降水時(shí)空分布受到地形、氣候、經(jīng)緯度、海拔、海陸位置等諸多因素的影響，整體檢驗(yàn)結(jié)果掩蓋了個(gè)別站點(diǎn)上TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)與站點(diǎn)實(shí)測降水量之間的差異[12]。僅僅對數(shù)據(jù)進(jìn)行整體精度檢驗(yàn)是不全面的，還需要對單個(gè)站點(diǎn)進(jìn)行精度檢驗(yàn) (表1)。利用公式(2)計(jì)算得到研究區(qū)內(nèi)各站點(diǎn)的相對誤差(表1)。由表1 可知，大部分氣象觀測站點(diǎn)實(shí)測年降水量與TRMM年降水?dāng)?shù)據(jù)之間的相關(guān)系數(shù)在0. 8 以上，相關(guān)性較好。該結(jié)論與數(shù)據(jù)精度整體驗(yàn)證的結(jié)論相一致，進(jìn)一步表明了在喀斯特地區(qū)，TRMM年降水?dāng)?shù)據(jù)與站點(diǎn)實(shí)測降水量存在明顯的線性關(guān)系，數(shù)據(jù)精度較高。但各氣象站點(diǎn)與TRMM年降水?dāng)?shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)分布并不均勻，不同區(qū)域的氣象站相關(guān)系數(shù)差異明顯。

19個(gè)觀測站點(diǎn)中，盤縣、習(xí)水和湄潭3個(gè)站點(diǎn)的相對誤差為負(fù)值，表明在這些站點(diǎn)上，TRMM年降水?dāng)?shù)據(jù)在整體上相比于站點(diǎn)實(shí)測降水量存在一定程度的低估。其余16個(gè)站點(diǎn)的相對誤差為正值，表明在這些站點(diǎn)上，TRMM月降水?dāng)?shù)據(jù)在整體上相比于站點(diǎn)實(shí)測降水量存在一定程度的高估。19個(gè)觀測站點(diǎn)中，有15個(gè)站點(diǎn)相對誤差在[-10%，10%]之間，表明大多數(shù)站點(diǎn)上TRMM月降水?dāng)?shù)據(jù)跟站點(diǎn)實(shí)測降水量在數(shù)值上差異很小。各觀測站點(diǎn)的相對誤差值差異明顯。

湄潭、興義兩個(gè)站點(diǎn)的相對誤差分別為-0.19%、2.1% ，表明TRMM衛(wèi)星估算產(chǎn)品和氣象站實(shí)測數(shù)據(jù)具有非常好的一致性。而榕江站點(diǎn)的相對誤差分別為20.54%，榕江站TRMM衛(wèi)星估算產(chǎn)品和氣象站實(shí)測數(shù)據(jù)有一定的差異。

表1 1998-2015年各站點(diǎn)年均降水量與TRMM 數(shù)據(jù)降水量對比

4.2 TRMM月尺度數(shù)據(jù)精度檢驗(yàn)

4.2.1 數(shù)據(jù)整體精度檢驗(yàn) 以研究范圍內(nèi)1998-2015年19個(gè)氣象站月尺度實(shí)測數(shù)據(jù)為自變量，各氣象站點(diǎn)對應(yīng)地理位置的網(wǎng)格內(nèi)TRMM月尺度衛(wèi)星估算降水產(chǎn)品為因變量進(jìn)行一元線性回歸分析(圖3)。結(jié)果表明，TRMM衛(wèi)星估算降水產(chǎn)品與氣象站實(shí)測數(shù)據(jù)的決定系數(shù)為0.86，相關(guān)系數(shù)R=0.927，斜率K=0.9127，顯示了兩者之間具有較高的一致性?？傮w而言，TRMM月降水?dāng)?shù)據(jù)比站點(diǎn)實(shí)測降水量偏大。

圖3 貴州省1998-2010年TRMM 3B43月降水?dāng)?shù)據(jù)與站點(diǎn)實(shí)測降水量散點(diǎn)圖

4.2.2 單個(gè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)精度檢驗(yàn) 由于總體檢驗(yàn)會(huì)掩蓋局部站點(diǎn)衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)與氣象站實(shí)測數(shù)據(jù)的差異，因此對單個(gè)氣象站點(diǎn)的TRMM數(shù)據(jù)經(jīng)度進(jìn)行逐一檢驗(yàn)。以19個(gè)氣象站點(diǎn)1998-2015年實(shí)測月降水?dāng)?shù)據(jù)為自變量，以氣象站點(diǎn)對應(yīng)的TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)為因變量，作一元線性回歸分析，得到 TRMM數(shù)據(jù)與氣象站點(diǎn)之間的相關(guān)系數(shù)R。由表2可知，大部分氣象站點(diǎn)的月降水實(shí)測數(shù)據(jù)與TRMM衛(wèi)星觀測產(chǎn)品之間的相關(guān)性較好(R>0.9)，分析結(jié)果進(jìn)一步說明TRMM衛(wèi)星觀測產(chǎn)品精度較高，在喀斯特地區(qū)具有較好的適用性；氣象站觀測結(jié)果與TRMM衛(wèi)星觀測產(chǎn)品之間的相關(guān)系數(shù)在不同站點(diǎn)存在一定差異，其中習(xí)水站的相關(guān)系數(shù)最小，為0.871。雖然比其他站點(diǎn)低，但相比較其他研究區(qū)，該點(diǎn)精度較高，相關(guān)性也較好。

由表2可知，在研究范圍內(nèi)19個(gè)氣象站點(diǎn)中，相對誤差指標(biāo)有盤縣、習(xí)水、湄潭3個(gè)站小于0，表明上述站點(diǎn)的TRMM月尺度衛(wèi)星觀測降水小于氣象站實(shí)測降水，TRMM衛(wèi)星一定程度上低估了降水量。其余16個(gè)氣象站的相對誤差大于0，表明這16個(gè)站點(diǎn)的TRMM月降水?dāng)?shù)據(jù)高于氣象站點(diǎn)實(shí)測降水量，TRMM衛(wèi)星一定程度上低估了降水量。在19個(gè)實(shí)測氣象站點(diǎn)中，有15個(gè)氣象站點(diǎn)絕對誤差不超過正負(fù)10%，表明大部分氣象站點(diǎn)位置上的TRMM月尺度衛(wèi)星觀測降水?dāng)?shù)據(jù)與氣象站實(shí)測降水相近，能夠一定程度上表明TRMM衛(wèi)星觀測降水?dāng)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。雖然總體上研究區(qū)內(nèi)的相對誤差較小，但是各站相對誤差存在一定差異。湄潭站的相對誤差-0.19%，說明該站TRMM衛(wèi)星觀測降水?dāng)?shù)據(jù)和氣象站實(shí)測降水之間有非常好的一致性。而榕江站的相對誤差達(dá)到20.54%，說明該站點(diǎn)的TRMM月降水?dāng)?shù)據(jù)和氣象站點(diǎn)實(shí)測降水之間差異明顯。而榕江站對應(yīng)的相關(guān)系數(shù)卻分別為0.933，可見，單從相關(guān)系數(shù)來考慮TRMM月降水?dāng)?shù)據(jù)和站點(diǎn)實(shí)測降水之間的相關(guān)性，容易忽略相關(guān)系數(shù)高的降水?dāng)?shù)據(jù)之間可能存在較大誤差的現(xiàn)象，因而需要考慮兩者之間的相對誤差。

將各站點(diǎn)位置上多年月均TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)與氣象站實(shí)測數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)繪制折線圖(圖4)。由圖4可知，研究區(qū)內(nèi)19個(gè)氣象站點(diǎn)位置上TRMM觀測與氣象站實(shí)測多年月均降水?dāng)?shù)據(jù)總體上較為一致，TRMM數(shù)據(jù)在大部分站點(diǎn)上均略高于氣象站實(shí)測降水量。研究范圍內(nèi)年內(nèi)降水分配不均，全年降水主要由夏季降水構(gòu)成，冬春兩季降水所占比重很小。在數(shù)值上，冬季TRMM數(shù)據(jù)與氣象站點(diǎn)觀測站差異明顯，桐梓站的達(dá)到了36.8%，其他季節(jié)兩者差異較低。

表2 1998-2015年月尺度TRMM 3B43 數(shù)據(jù)與站點(diǎn)實(shí)測值的相關(guān)系數(shù)與相對誤差

圖4 貴州省1998-2015年TRMM與站點(diǎn)實(shí)測月降水量折線圖

綜合以上精度檢驗(yàn)結(jié)果可知，總體上，貴州地區(qū)TRMM月降水?dāng)?shù)據(jù)和氣象站點(diǎn)實(shí)測降水之間具有較高的一致性，研究區(qū)范圍內(nèi)的相關(guān)系數(shù)R約為0.9，湄潭站的相關(guān)系數(shù)低于其它站點(diǎn)， TRMM衛(wèi)星觀測月降水?dāng)?shù)據(jù)整體上略高于氣象站點(diǎn)實(shí)測降水。從單個(gè)站點(diǎn)看，大部分站點(diǎn)位置的氣象站點(diǎn)實(shí)測降水與TRMM衛(wèi)星觀測月降水?dāng)?shù)據(jù)相近，相對誤差均在±10%以內(nèi)。

4.3 TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)空間分布可靠性評估

降水重心移動(dòng)軌跡可以揭示降水分布變遷狀況，若TRMM衛(wèi)星觀測降水和氣象站實(shí)測數(shù)據(jù)的重心分布及遷移特征相似，則可證明兩者在空間尺度上具有一定的相似性[15-16]。利用1998-2015 年19個(gè)站點(diǎn)TRMM衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)和氣象站點(diǎn)實(shí)測數(shù)據(jù)，根據(jù)公式(3)、公式(4)得到上述數(shù)據(jù)的逐年降水重心位置，從而得到研究時(shí)段內(nèi)年降水重心的遷移軌跡和方向(圖5、表3)。多年尺度上， TRMM衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)和氣象站實(shí)測降水重心分別為 (106.6°E，26.5°N)和(105.1°E，26.1°N)，TRMM衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)的降水重心在氣象站觀測降水重心的西南方向17.82 km 處，TRMM數(shù)據(jù)和氣象站觀測數(shù)據(jù)的降水重心位置相似。由表3可知，只有2001-2002、2003-2004、2004-2005年站點(diǎn)數(shù)據(jù)和TRMM衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)降水重心的遷移方向完全一致；1998-1999 年、2000-2001年、2005-2006年、2006-2007年、2007-2008年兩者重心遷移方向表現(xiàn)為經(jīng)向上一致；2012-2013年、2013-2014年、2014年-2015年表現(xiàn)為緯向上一致；只有1999-2000 年、 2002-2003年、2008-2009年、2009-2010年兩者遷移方向不同。上述結(jié)果說明，TRMM衛(wèi)星觀測降水?dāng)?shù)據(jù)產(chǎn)品基本能反映貴州省降水空間分布格局及其遷移特征。

圖5 氣象站點(diǎn)、TRMM年降水重心位置及變遷路線

降水重心遷移方向年份變化站點(diǎn)數(shù)據(jù)TRMM數(shù)據(jù)降水重心遷移方向年份變化站點(diǎn)數(shù)據(jù)TRMM數(shù)據(jù)1998-1999東南東北2007-2008東南東北1999-2000西南東北2008-2009東北西南2000-2001西北西南2009-2010西南東北2001-2002東北東北2010-2011東北西南2002-2003東北西南2011-2012西北東北2003-2004東北東北2012-2013東南西南2004-2005西南西南2013-2014西北東北2005-2006東南東北2014-2015東南西南2006-2007東南東北

4.4 地形因素對TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)精度的影響

4.4.1 高程對數(shù)據(jù)的影響 貴州省高程范圍為272～2 570 m，地勢西北高、東南低。以氣象站點(diǎn)高程為自變量，分別以TRMM數(shù)據(jù)與站點(diǎn)實(shí)測數(shù)據(jù)之間的相關(guān)系數(shù)R和相對誤差的絕對值 | BIAS | 為因變量，進(jìn)行回歸分析，結(jié)果如圖6。由圖6(a)可知，高程與相關(guān)系數(shù)R的相關(guān)性較差，R2為0.09，從擬合曲線可以看出，高程與相關(guān)系數(shù)之間無明顯相關(guān)關(guān)系。由圖6(b)可知，高程與|BIAS|的相關(guān)系數(shù)R=0.319。擬合曲線的特征表明高程與|BIAS|之間的關(guān)系較為復(fù)雜，總體上隨著海拔的升高，|BIAS|表現(xiàn)出減小-增大的趨勢，但是這種特征并不十分顯著。從圖7(a)、7(b)的對比分析可知，高程在1 300 m以上時(shí)，|BIAS|呈增大趨勢。而高程在0～1 300 m時(shí)，|BIAS|卻不斷減小。其原因可能是，海拔在0～1300 m的站點(diǎn)多集中在東部地區(qū)，相應(yīng)的極端天氣現(xiàn)象出現(xiàn)頻次較少，因而降水的誤差較小。海拔大于1 300 m的站點(diǎn)處于貴州西北部邊緣地區(qū)，氣象站所處海拔高度普遍低于區(qū)域平均海拔，使得該區(qū)域的氣象站點(diǎn)的區(qū)域代表性不足。綜上所述，TRMM衛(wèi)星觀測降水產(chǎn)品經(jīng)度受海拔影響較小。

4.4.2 坡度對 TRMM數(shù)據(jù)的影響 貴州省坡度的空間分布復(fù)雜，北部與南部坡度較其他地方高，其中北部地區(qū)的坡度呈現(xiàn)出高值，在黔中地區(qū)地勢都較為平坦?？傮w而言，坡度以黔中地區(qū)為極小值中心向外增大。以氣象站點(diǎn)所處位置的坡度為自變量，以TRMM衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)與氣象站觀測數(shù)據(jù)之間的相關(guān)系數(shù)R和|BIAS|為因變量，分別進(jìn)行回歸分析。由圖7(a)可知，相關(guān)系數(shù)與坡度的相關(guān)性較差，R2僅為0.15。表現(xiàn)為相關(guān)系數(shù)隨著坡度增加而增加，但隨著坡度增加。從圖7(b)可知，坡度與| BIAS|的相關(guān)系數(shù)僅為 0.3079，相關(guān)性不顯著?？傮w上表現(xiàn)為| BIAS |隨著坡度的增加先略微減小再增加?？傮w而言，坡度與相關(guān)系數(shù)之間的相關(guān)性較低，坡度低于10°時(shí)| BIAS|較小，說明在TRMM數(shù)據(jù)在地勢相對平坦的區(qū)域精度較高。

4.4.3 坡向?qū)?shù)據(jù)的影響 以氣象站點(diǎn)坡向?yàn)樽宰兞?，分別以TRMM數(shù)據(jù)與站點(diǎn)實(shí)測數(shù)據(jù)之間的相關(guān)系數(shù)R和| BIAS | 為因變量，進(jìn)行回歸分析，結(jié)果如圖8。由圖8(a)可知，坡向與相關(guān)系數(shù)間的R2為0.10，二者之間的相關(guān)性較差。由圖8(b) 可知，坡向與 | BIAS | 的相關(guān)性較弱，僅為0.115，相關(guān)性不顯著；總體而言隨著坡向的增加，| BIAS |值在逐漸減小。說明喀斯特地區(qū)山坡方向?qū)邓畷?huì)產(chǎn)生影響。山體的迎風(fēng)坡和背風(fēng)坡的降水有明顯的差異，來自海洋的暖濕氣流，在山脈的迎風(fēng)坡，暖濕氣流被迫抬升，容易成云致雨。背風(fēng)山坡因空氣下沉，氣溫升高，降水就少。

圖6 貴州省高程與相關(guān)系數(shù)R 、| BIAS | 散點(diǎn)圖

圖7 貴州省坡度與相關(guān)系數(shù)R 、| BIAS | 散點(diǎn)圖

圖8 貴州省坡向與相關(guān)系數(shù)R 、|BIAS| 散點(diǎn)圖

5 結(jié) 論

貴州省TRMM年數(shù)據(jù)與站點(diǎn)實(shí)測降水量的相關(guān)系數(shù)R=0.817，斜率K=0.751 ，顯示了兩者之間存在很好的線性相關(guān)性，數(shù)據(jù)質(zhì)量較高。TRMM月數(shù)據(jù)與站點(diǎn)實(shí)測降水量的相關(guān)系數(shù)R=0.927，斜率K=0.9127，表明TRMM月數(shù)據(jù)精度較高。整體而言，TRMM數(shù)據(jù)的降水值在年和月尺度上均比站點(diǎn)實(shí)測降水量偏高。年尺度上，大多數(shù)站點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)R均在 0. 8以上，個(gè)別站點(diǎn)R值較低。對各站點(diǎn)計(jì)算相對誤差BIAS的結(jié)果與R值計(jì)算結(jié)果趨勢類似，大部分站點(diǎn)相對誤差較小。月尺度上，大多數(shù)站點(diǎn)的相關(guān)系數(shù)均在0.9以上，相對誤差的結(jié)果與R值計(jì)算結(jié)果趨勢類似，大部分站點(diǎn)相對誤差較小。分析表明坡度對TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)精度的影響大于高程和坡向。

綜上所述，總體而言，TRMM降水?dāng)?shù)據(jù)在喀斯特地區(qū)具有一定精度，但是降水量少或地形起伏大的地區(qū)精度相對較低。在喀斯特地區(qū)應(yīng)用該數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)針對不同地區(qū)進(jìn)行精度檢驗(yàn)，必要的情況下進(jìn)行數(shù)據(jù)同化或空間降尺度處理，以提高數(shù)據(jù)精度。

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