全球卫星降水产品_IMERG

一、TMPA

TRMM卫星于1997年11月28日发射，主要搭载微波成像仪TMI(频率范围是10～85.8 Hz)和降水雷达PＲ(13.8赫兹的Ku波段)。热带降水观测计划(TＲMM)由美国宇航局(NASA)和日本宇航探测总署(JAXA)联合发起，旨在观测热带地区的降水情况。

TMPA是以TＲMM卫星为基础的全球卫星降水产品，其采用率定的序列机制来结合不同卫星的降水估计和雨量站测量值，生产出时空分辨率为0.25°和3 h的降水产品（HUFFMAN G J等，2007）。

TMPA包括实时产品3B42ＲT和经过站点矫正的非实时后处理的研究性产品3B42V7，能够提供1998年至今、全球50°N—50°S的卫星降水数据。

TMPA的生产流程分为4个阶段:

(1)率定、融合微波降水估计;

(2)使用率定的微波降水生成红外降水估计;

(3)融合微波和红外降水估计;

(4)融合地面站点实测数据。

TMPA被动微波降水估计的数据源包括TＲMMTMI、SSM/I、SSMIS、AMSＲ－E、AMSU－B和MHS。在实时产品3B42ＲT的生产过程中，使用TMI作为最初的校准器，对其他微波降水估计进行校准，然后在3 h尺度下将各个微波降水估计进行融合。

对于微波观测无法覆盖的区域，则使用经过微波校准的红外降水估计进行补充。利用月均站点分析数据(GPCC)对3B42ＲT产品进行校正，得到非实时后处理产品3B42V7，该产品在气候和水文研究中得到了大量应用。

在IMEＲG出现以前，TMPA是最好的一套准全球卫星降水产品。TMPA最成功之处在于集成了多源卫星数据，生产出一套时空分辨率较高且具有不同时效性的降水产品。但是，TMPA也有许多可以改善的地方，包括无法覆盖高纬度地区、精度还有进一步提升的空间等［5，31－34］。在持续工作17年之后，TＲMM的传感器于2015年4月8日停止工作。

2 IMEＲG

全球降水任务(GPM)是TRMM的后续卫星降水观测计划，同样由美国宇航局(NASA)和日本宇航探测总署(JAXA)联合发起，是目前世界上最先进的降水观测项目，它将探测范围延伸至南北极圈。

GPM是由一系列卫星组成的卫星群，包括1颗核心观测卫星和其他大约10颗观测卫星。其中核心观测卫星于2014年2月28日发射，代表着GPM时代的开启。

GPM核心观测卫星主要搭载微波成像仪GMI(频率范围是10～183 Hz)和双偏振降水雷达DPＲ(13.6 Hz的Ku波段和35.5 Hz的Ka波段)，它们分别是TＲMMTMI和PＲ的最新版本，具有更强的降水观测能力，能够更加精确地探测微量降水和固态降水。

GPM具有多级产品，其中三级产品被称为IMEＲG。IMEＲG通过率定、融合、插值微波降水估计、红外降水估计和地面实测数据以及其他可能的数据，来生成时间分辨率为0.5 h、空间分辨率为0.1°的降水产品［28］。

IMEＲG提供了3种具有不同时效性的降水产品，包括Early、Late和Final，其中Early和Late是准实时产品，分别在观测4 h和12 h后生产，而Final是非实时后处理产品，通常在观测月2个月之后生产。

Early和Late产品只通过随月份和地点变化的气候因子进行校正，而Final产品则通过地面观测降水进行校正，使其与GPCC站点观测降水值在月尺度上保持一致。因此，Final产品在陆地区域具有更高的精度，但是Early和Late产品具有更好的时效性，可以应用在洪水监测和预报等领域。

NASA在2014年3月公开了IMEＲG的初代产品V3，而后又在2017年3月22日和11月20日相继公开了V4和V5两个版本的新数据。IMEＲG是目前最好的卫星降水产品，实现了真正的全球覆盖，能够提供全球范围0.1°，30 min的降水数据。但是，IMEＲG产品的时间跨度有限，目前仅能提供2014年3月之后的降水数据，无法满足长时间序列降水研究的需求。同时，在站点稀少、地形气候条件复杂的区域，IMEＲG的表现还有待提高;而对于降雪的估测，IMEＲG做出了初步的探索并取得了一定的成功，但这个难题还有待于进一步解决。