Applicability evaluation of three kinds of precipitation products in eastern Qinghai-Xizang Plateau
Received date: 2024-11-14
Revised date: 2025-04-18
Online published: 2025-08-13
Based on the 2022 daily precipitation data from weather stations in the eastern Tibetan Plateau, this study evaluated the accuracy of three datasets from the China Meteorological Administration: the Multi-source Precipitation Analysis System (CMPAS), Land Data Assimilation System (CLDAS), and Global Atmospheric Reanalysis (CRA)—via error indices and grading methods. The results indicate: (1) CMPAS exhibits the lowest error and highest correlation, making it the most reliable for annual precipitation analysis. (2) CMPAS monthly data align closely with observations, while CRA overestimates and CLDAS underestimates precipitation in most months. (3) During two large-scale precipitation events, CLDAS best captures accumulated rainfall, while CMPAS more accurately reflects precipitation centers, intensities, timing, and location. Overall, CMPAS is the most effective dataset for analyzing precipitation in the region, supporting improved monitoring of sparse areas and laying a solid foundation for climate operations and disaster prevention.
LI Moyu , DONG Shaorui , GUO Yingxiang . Applicability evaluation of three kinds of precipitation products in eastern Qinghai-Xizang Plateau[J]. Arid Zone Research, 2025 , 42(7) : 1173 -1183 . DOI: 10.13866/j.azr.2025.07.02
表1 2022年青藏高原东部三种降水产品评估指标Tab. 1 Evaluation indicators of three precipitation products in eastern Qinghai-Xizang Plateau in 2022 |
降水产品名称 | ME | MAE | RMSE | COR |
---|---|---|---|---|
CRA | 0.311 | 0.631 | 1.305 | 79.281%**** |
CMPAS | 0.041 | 0.061 | 0.185 | 99.532%**** |
CLDAS | -0.153 | 0.664 | 1.403 | 66.297%**** |
注:*、**、***、****分别为通过0.1、0.05、0.01、0.001相关性显著检验。下同。 |
图3 2022年青藏高原东部降水量逐月变化Fig. 3 Monthly changes of precipitation in the eastern Qinghai-Xizang Plateau in 2022 |
表2 2022年青藏高原东部三种降水产品各月评估指标Tab. 2 Evaluation indicators of three precipitation products in eastern Qinghai-Xizang Plateau by month in 2022 |
月份 | CRA | CMPAS | CLDAS | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
ME | MAE | RMSE | COR | ME | MAE | RMSE | COR | ME | MAE | RMSE | COR | |
1 | 0.064 | 0.070 | 0.129 | 87.810%**** | 0.005 | 0.007 | 0.011 | 99.697%**** | -0.026 | 0.042 | 0.082 | 61.099%**** |
2 | 0.109 | 0.187 | 0.338 | 64.134%**** | 0.011 | 0.013 | 0.020 | 99.932%**** | -0.076 | 0.132 | 0.289 | 33.024%* |
3 | 0.126 | 0.141 | 0.331 | 62.453%**** | 0.012 | 0.013 | 0.039 | 98.779%**** | -0.013 | 0.087 | 0.178 | 62.429%**** |
4 | 0.395 | 0.565 | 1.103 | 78.049%**** | 0.017 | 0.034 | 0.063 | 99.832%**** | -0.312 | 0.545 | 1.006 | 26.942% |
5 | 0.399 | 0.780 | 1.231 | 75.362%**** | 0.022 | 0.037 | 0.048 | 99.948%**** | -0.231 | 0.634 | 1.144 | 56.741%**** |
6 | 0.495 | 1.047 | 1.530 | 72.216%**** | 0.059 | 0.068 | 0.092 | 99.943%**** | -0.146 | 1.320 | 1.708 | 61.704%**** |
7 | 0.591 | 0.994 | 1.501 | 85.055%**** | 0.160 | 0.201 | 0.458 | 98.641%**** | -0.361 | 1.173 | 1.721 | 76.322%**** |
8 | 0.868 | 2.310 | 3.217 | 47.093%*** | 0.078 | 0.217 | 0.399 | 99.012%**** | -0.685 | 2.294 | 3.289 | 35.563%** |
9 | 0.338 | 0.838 | 1.387 | 77.625%**** | 0.088 | 0.088 | 0.122 | 99.934%**** | -0.093 | 1.250 | 1.995 | 52.324%*** |
10 | 0.232 | 0.481 | 0.627 | 63.399%**** | 0.027 | 0.034 | 0.040 | 99.911%**** | 0.0910 | 0.418 | 0.576 | 71.106%**** |
11 | 0.070 | 0.086 | 0.154 | 92.558%**** | 0.008 | 0.012 | 0.021 | 99.808%**** | 0.025 | 0.073 | 0.157 | 93.688%**** |
12 | 0.025 | 0.025 | 0.056 | 65.556%**** | 0.001 | 0.001 | 0.002 | 99.916%**** | 0.001 | 0.008 | 0.022 | 62.265%**** |
表3 2022年8月12—15日青藏高原东部三种降水产品评估指标Tab. 3 Evaluation indicators of three precipitation products in eastern Qinghai-Xizang Plateau during August 12-15, 2022 |
降水产品名称 | ME | MAE | RMSE |
---|---|---|---|
CRA | 2.828 | 5.101 | 6.030 |
CMPAS | 0.002 | 0.112 | 0.144 |
CLDAS | -0.294 | 6.104 | 7.338 |
表4 2022年8月17—18日青藏高原东部三种降水产品评估指标Tab. 4 Evaluation indicators of three precipitation products in eastern Qinghai-Xizang Plateau during August 17-18, 2022 |
降水产品名称 | ME | MAE | RMSE |
---|---|---|---|
CRA | 7.068 | 7.068 | 7.116 |
CMPAS | -0.117 | 0.117 | 0.118 |
CLDAS | -0.796 | 0.796 | 0.956 |
[1] |
|
[2] |
|
[3] |
|
[4] |
李巧, 戚友存, 朱自伟, 等. 复杂地形下C波段雷达定量降水估计算法[J]. 气象学报, 2021, 79(4): 689-702.
[
|
[5] |
柳云雷, 李昌兴, 张乐坚, 等. 基于高分辨率高程数据统计分析新一代天气雷达组网的地形遮挡影响[J]. 气象学报, 2020, 78(4): 705-720.
[
|
[6] |
|
[7] |
陈爱军, 张寅, 楚志刚. 基于FY-4A QPE的中亚五国降水时空分布特征[J]. 干旱区研究, 2023, 40(9): 1369-1381.
[
|
[8] |
邵建, 张肃诏, 陈敏, 等. FY-4A卫星在宁夏短时强降水中的适用性研究[J]. 干旱区研究, 2023, 40(2): 163-172.
[
|
[9] |
|
[10] |
陈圆圆, 宋晓东, 黄敬峰, 等. 基于地面站点观测降水资料的中国区域日降水融合产品精度评价[J]. 自然资源学报, 2016, 31(6): 1004-1014.
[
|
[11] |
师春香, 潘旸, 谷军霞, 等. 多源气象数据融合格点实况产品研制进展[J]. 气象学报, 2019, 77(4): 774-783.
[
|
[12] |
司瑶冰, 韩经纬, 李云鹏, 等. 基于网格数据的内蒙古决策气象服务技术研究与实现[J]. 沙漠与绿洲气象, 2020, 14(6): 127-133.
[
|
[13] |
|
[14] |
宇婧婧, 沈艳, 潘旸, 等. 中国区域逐日融合降水数据集与国际降水产品的对比评估[J]. 气象学报, 2015, 73(2): 394-410.
[
|
[15] |
沈艳, 潘旸, 宇婧婧, 等. 中国区域小时降水量融合产品的质量评估[J]. 大气科学学报, 2013, 36(1): 37-46.
[
|
[16] |
尹瑞琪, 李琼芳, 陈启慧, 等. 伊犁河上游流域三种日尺度降水产品性能评估[J]. 干旱区研究, 2024, 41(4): 540-549.
[
|
[17] |
曾岁康, 雍斌. 全球降水计划IMERG和GSMaP反演降水在四川地区的精度评估[J]. 地理学报, 2019, 74(7): 1305-1318.
[
|
[18] |
潘旸, 沈艳, 宇婧婧, 等. 基于贝叶斯融合方法的高分辨率地面-卫星-雷达三源降水融合试验[J]. 气象学报, 2015, 73(1): 177-186.
[
|
[19] |
许冠宇, 李琳琳, 田刚, 等. 国家级降水融合产品在长江流域的适用性评估[J]. 暴雨灾害, 2020, 39(4): 400-408.
[
|
[20] |
|
[21] |
崔园园, 覃军, 敬文琪, 等. GLDAS和CLDAS融合土壤水分产品在青藏高原地区的适用性评估[J]. 高原气象, 2018, 37(1): 123-136.
[
|
[22] |
齐媛媛, 陈莹莹, 施建成. 欧洲陆面数据同化系统组成,系统设计和原理简介[J]. 遥感信息, 2007(4): 93-97.
[
|
[23] |
师春香, 张帅, 孙帅, 等. 改进的CLDAS降水驱动对中国区域积雪模拟的影响评估[J]. 气象, 2018, 44(8): 985-997.
[
|
[24] |
韩帅, 师春香, 姜志伟, 等. CMA高分辨率陆面数据同化系统(HRCLDAS-V1.0)研发及进展[J]. 气象科技进展, 2018, 8(1): 102-108, 116.
[
|
[25] |
王旻燕, 姚爽, 姜立鹏, 等. 我国全球大气再分析(CRA-40)卫星遥感资料的收集和预处理[J]. 气象科技进展, 2018, 8(1): 158-163.
[
|
[26] |
徐柳昕, 王文雨, 王晓燕, 等. 多源降水产品在高寒内陆河流域的适用性和误差组分[J]. 干旱区研究, 2025, 42(1): 51-62.
[
|
[27] |
赵天保, 符淙斌, 柯宗建, 等. 全球大气再分析资料的研究现状与进展[J]. 地球科学进展, 2010, 25(3): 242-254.
[
|
[28] |
王彩霞, 黄安宁, 郑鹏, 等. 中国第一代全球陆面再分析(CRA40/Land)气温和降水产品在中国大陆的适用性评估[J]. 高原气象, 2022, 41(5): 1325-1334.
[
|
[29] |
|
[30] |
杜冰, 吴薇, 黄晓龙, 等. 多种融合降水实况分析产品在雅安宝兴暴雨过程中的适用性评估[J]. 高原山地气象研究, 2023, 43(1): 111-118.
[
|
[31] |
旷兰, 田茂举, 翟丹华, 等. 基于2021年重庆市暴雨监测数据的CMPAS产品精度评估[J]. 水电能源科学, 2022, 40(12): 6-10.
[
|
[32] |
旷兰, 田茂举, 李强, 等. 多源降水融合分析产品在重庆复杂地形下的精度评价[J]. 中国农业气象, 2023, 44(1): 71-81.
[
|
[33] |
陈小婷, 刘瑞芳, 梁绵, 等. 三源融合降水产品在陕西省的适用性评估[J]. 陕西气象, 2023(1): 1-7.
[
|
[34] |
鲁奕岑, 徐宁, 王丽吉, 等. 浙江多源融合实况分析产品质量评估及应用[J]. 科技通报, 2021, 37(9): 23-28.
[
|
[35] |
|
[36] |
陈权亮, 刘皓, 胡淼, 等. 青藏高原东侧复杂地形区极端降水研究进展[J]. 暴雨灾害, 2024, 43(3): 255-265.
[
|
[37] |
潘旸, 谷军霞, 宇婧婧, 等. 中国区域高分辨率多源降水观测产品的融合方法试验[J]. 气象学报, 2018, 76(5): 755-766.
[
|
[38] |
孙小龙, 宋海清, 李平, 等. 基于CLDAS资料的内蒙古干旱监测分析[J]. 气象, 2015, 41(10): 1245-1252.
[
|
[39] |
饶莉娟, 王健林, 张星. 不同插值方法对精细化预报产品在青岛地区的检验比较[J]. 中国农学通报, 2020, 36(32): 100-108.
[
|
[40] |
蒋雨荷, 黄晓龙, 李施颖, 等. 四川CLDAS 5 km小时能见度实况产品与能见度观测站资料质量对比评估[J]. 高原山地气象研究, 2020, 40(3): 73-78.
[
|
[41] |
于洋, 卫伟, 陈利顶, 等. 黄土高原年均降水量空间插值及其方法比较[J]. 应用生态学报, 2015, 26(4): 999-1006.
[
|
[42] |
李依瞳, 慕秀香, 朴美花, 等. 2019—2020年1—3月降水和气温的多源数据融合产品检验评估及对比分析[J]. 气象灾害防御, 2021, 28(3): 1-5.
[
|
[43] |
龙柯吉, 师春香, 韩帅, 等. 中国区域高分辨率温度实况融合格点分析产品质量评估[J]. 高原山地气象研究, 2019, 39(3): 67-74.
[
|
[44] |
王雅萍, 王遂缠, 孔令旺. CLDAS降水产品的适用性分析及机器学习订正应用[J]. 气象水文海洋仪器, 2024, 41(3): 111-115.
[
|
[45] |
陈科文, 张祖平, 龙军. 多源信息融合关键问题、研究进展与新动向[J]. 计算机科学, 2013, 40(8): 6-13.
[
|
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