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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

水是生命之源、万物之本，而降水作为地球气候系统水分循环的关键环节，其时空变化规律对于研究水文循环、地球—大气相互作用和水资源的利用等具有重要的意义。首先，降水是全球水分循环和地表水分平衡中最重要的组分之一，其时空变化直接决定了全球和区域可利用水资源的多寡[1][2]，获取的降水信息对于理解水文循环中不同规模的组分之间复杂的相互作用是至关重要的[3]。其次，降水是天气和气候研究中与大气环流相关的最重要、最活跃的变量[4]，对于改善温室效应和对人体的健康有着很大的影响，特别是在江淮梅雨季，气温高，湿度大，细菌滋生、东西霉臭[5]。再次，降水变化指示并响应着全球气候变化。除全球变暖外，全球降水时空格局转变也指示着气候变化。全球降水量随着气温上升而增强（2.5% k^-1）[6]，上升速率随温室气体和气溶胶排放强度而变化[7]，并且呈现副热带减少、高纬度区域增加的空间异质性格局[8]。最后，降水时空变化对于农业生产、水力电力和水利工程等社会经济活动具有重要影响[9]。降水异常偏多和偏少直接引发洪涝和干旱等自然灾害，极端降水事件（频率、强度和持续时间）是气候变化给人类生活带来的直接考验[10]。

获取降水信息的方法主要有：地面雨量计观测、雷达观测和卫星反演[11][12]。地面雨量计观测被认为是当前最准确最直接的降水观测方法，但雨量计观测存在区域范围小、空间代表性不强的缺点，以复杂地形区域、海洋区域和人口稀疏区域为甚，并且观测数据质量会受到因不同空间分辨率而需重采样误差的影响。气象雷达观测能够提供区域范围的降水产品。气象雷达以较高的时空分辨率观测云和降水的结构，分析降水的发生和发展过程，对于局部地区的降水分析具有独特优势[13]，然而，雷达观测降水会受到地面杂波、波束高度的变化以及山脉和高层建筑物的光束阻挡等限制[14]，这就要求在雷达初始运行期间必须雨量计观测资料进行校准[15]。随着卫星遥感技术在大气科学领域中的不断发展，目前已有研究利用低轨道的卫星微波数据和地球同步卫星的红外数据来反演降水的时空变化。卫星反演能够提供全球范围的降水产品，并且降水时间序列更加完整[16]。然而卫星反演降水受限于卫星传感器性能和反演算法准确性，使得卫星降水产品存在不可忽略的随机误差[4]。为了弥补上述观测方法的不足，将雨量站观测、雷达探测和卫星反演产品相互融合，取其优点，可生成高时空分辨率的融合降水产品。如全球降水气候学项目（global precipitation climatology project，gpcp）将雨量计观测与低轨卫星mw数据、地球同轨卫星ir数据合并融合，生成了气候学研究中最常用的降水产品—gpcp降水数据集。而且，因不受地形等因素限制，再分析技术被广泛应用于降水产品制作，可以提供全球范围的、连续的、时空分辨率高的降水数据集，如气候预报中心（climate prediction center，cpc）制作的降水融合数据集（merged analyses of precipitation，cmap）的标准版（standard，cmapstd）和增强版（enhanced，cmapenh）。

2. 研究的基本内容

基于三种历史降水产品：

a. cpc合并分析（cmap）的月尺度降水产品的标准版（cmap std），时间范围为1979年1月至2017年12月，空间分辨率为2.52.5全球网格数据，降水值来自5种卫星估计（gpi、opi、ssmi散射估算、ssmi发射估算和msu降水反演）和仪表数据；

b. cpc合并分析（cmap）的月尺度降水产品的增强版（cmap enh），时间范围为1979年1月至2017年12月，空间分辨率为2.52.5全球网格数据，降水值除了来自5种卫星估计（gpi、opi、ssmi散射估算、ssmi发射估算和msu降水反演）和仪表数据，还包括ncep/ncar再分析降水值；

3. 实施方案、进度安排及预期效果

一、实行方案（技术流程图）

4. 参考文献

[1] vergara h, hong y, gourley j j, anagnostou e n, maggioni v, stampoulisd, kirstetter p.-e. effects of resolution of satellite-based rainfall estimateson hydrologic modeling skill at different scales[j]. hydrometeorol,2014,15,593–613．

[2] ward e, buytaert w, peaver l, wheater h. evaluation of precipitationproducts over complex mountainous terrain: a water resources perspective. adv .waterresour,2011,34,1222–1231．

[3] adler r f, huffman g j, chang a, ferraro r, ping-ping x. the version-2global precipitation climatology project (gpcp) monthly precipitation analysis(1979–present)[j].journal of hydrometeorology,2003,4(6):1147–1167．