汪亦蕾

(自然資源部 第二海洋研究所，浙江 杭州 310012)

0 引言

降水是全球水循環(huán)過程中的重要環(huán)節(jié)[1]，可以通過潛熱交換影響云層、水汽及大氣，通過稀釋海水鹽度影響大洋環(huán)流，可以調(diào)節(jié)積雪覆蓋影響地面反射率[2]，在全球能量平衡中扮演著重要的角色。準(zhǔn)確的降水觀測是更好地了解地球水圈及能量平衡系統(tǒng)的關(guān)鍵，也是提高天氣、氣候及災(zāi)情監(jiān)控預(yù)報(bào)的前提。

傳統(tǒng)的地面直接觀測降水方式之一是雨量器觀測，雨量器能夠提供高精度的地面定點(diǎn)觀測降水，但是在世界上許多地方包括海洋、山地和一些人口稀少的地區(qū)，地面的降水觀測資料并不完整[3]。尤其對(duì)于海洋而言，雨量器依托浮標(biāo)布設(shè)在海上，而浮標(biāo)布設(shè)密度小、分布不均勻，只依靠浮標(biāo)雨量器觀測難以捕捉到全球海洋降水的時(shí)空分布特征。因此，利用衛(wèi)星觀測降水成為目前系統(tǒng)了解全球降水情況及其變化的最重要的手段[4]。

在過去20 a里，TRMM(Tropical Rainfall Measuring Mission)衛(wèi)星數(shù)據(jù)被認(rèn)為是相對(duì)準(zhǔn)確的一套衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，在各種研究中被廣泛使用。隨著TRMM衛(wèi)星計(jì)劃的終結(jié)，GPM(Global Precipitation Measurement)接替了TRMM的觀測，GPM不僅是作為TRMM數(shù)據(jù)的延續(xù)，更是在TRMM的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，對(duì)降水觀測的時(shí)間和空間分辨率都有了提高[5-6]。作為新一代的衛(wèi)星降水觀測手段，GPM是否能比TRMM有更好的表現(xiàn)需要驗(yàn)證比較來得出結(jié)論。LIU[7]基于浮標(biāo)定點(diǎn)觀測比較了黑潮延伸體區(qū)域TRMM和GPM衛(wèi)星數(shù)據(jù)對(duì)降水的觀測能力，發(fā)現(xiàn)GPM衛(wèi)星觀測結(jié)果與實(shí)際結(jié)果更為接近；PRAKASH et al[8]則在北印度洋區(qū)域做了類似的研究，發(fā)現(xiàn)GPM衛(wèi)星對(duì)日降水的觀測能力比TRMM衛(wèi)星更強(qiáng)；WU et al[9]針對(duì)氣候態(tài)降水在熱帶海洋做了相關(guān)研究，發(fā)現(xiàn)GPM和TRMM衛(wèi)星對(duì)平均降水觀測能力在不同區(qū)域有不同的表現(xiàn)。

日變化是地球天氣和氣候系統(tǒng)的一個(gè)重要特征。衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)是否能夠很好地捕捉降水的日變化信息也是檢驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的一個(gè)非常重要的方面。在陸地上，白天太陽輻射對(duì)地表和行星邊界層的加熱作用會(huì)使對(duì)流性降水極大值出現(xiàn)在午后到傍晚時(shí)分[9]。在大部分海洋上，對(duì)流以及降水極大值出現(xiàn)在早晨，極小值出現(xiàn)在下午到傍晚，降水的日變化大小比陸地小[10]。 海洋上的降水極大值出現(xiàn)在早上的原因有幾種解釋：GRAY et al[11]認(rèn)為這種日變化特征是對(duì)流區(qū)域和周圍無云區(qū)域輻射加熱差異引起了水平輻散場日變化并調(diào)節(jié)了對(duì)流的動(dòng)力學(xué)結(jié)果；COX et al[12]和WEBSTER et al[13]將海洋午后出現(xiàn)的降水極小值解釋為對(duì)流云上部吸收短波輻射的結(jié)果，認(rèn)為這增強(qiáng)了多云區(qū)域的靜力穩(wěn)定性、減弱了垂直運(yùn)動(dòng)；DUDHIA[14]和TAO et al[15]則認(rèn)為夜間長波冷卻可以增加海洋上空的相對(duì)濕度，減少夾卷的效果，有利于云在夜間的發(fā)展；也有觀點(diǎn)認(rèn)為這個(gè)現(xiàn)象更復(fù)雜的形成機(jī)制可能和海洋表層的日變化有關(guān)，如SUI et al[16]和CHEN et al[17]的研究結(jié)果顯示，在太平洋暖池區(qū)，下午海洋表層溫度極大值往往與新的對(duì)流相繼出現(xiàn)，而極小值則與第2天由于局地濕靜能耗散和短波通量遮蔽海洋造成的對(duì)流尾流相繼出現(xiàn)。

現(xiàn)有的研究工作集中于比較GPM衛(wèi)星和TRMM衛(wèi)星在氣候態(tài)降水方面的差異，但是在日變化尺度，這2種衛(wèi)星的觀測還存在哪些差異，有待進(jìn)一步研究。本研究利用太平洋、大西洋及印度洋三大洋熱帶區(qū)域每小時(shí)的海洋定點(diǎn)浮標(biāo)降水?dāng)?shù)據(jù)，來評(píng)估GPM衛(wèi)星和TRMM衛(wèi)星對(duì)熱帶降水日變化的觀測能力。

1 數(shù)據(jù)介紹

1.1 衛(wèi)星降水?dāng)?shù)據(jù)

1.1.1 TRMM衛(wèi)星降水?dāng)?shù)據(jù)

TRMM衛(wèi)星由NASA和JAXA合作開發(fā)設(shè)計(jì)，主要用于監(jiān)測和研究熱帶地區(qū)降水。衛(wèi)星于1997年11月28日在日本發(fā)射，2015年6月15日終結(jié)任務(wù)。TRMM衛(wèi)星屬于近地軌道衛(wèi)星，傾角約為35°，覆蓋范圍為35°N—35°S。它是第1顆專門用于觀測熱帶、亞熱帶降水的氣象衛(wèi)星，搭載了微波成像儀TMI、降雨雷達(dá)PR、可見/紅外輻射儀VIRS、雷電探測器LIS、地球輻射能量探測器CERES等傳感器[17-18]?；赥RMM衛(wèi)星的TMPA(TRMM Multi-satellite Precipitation Analysis)產(chǎn)品以多個(gè)現(xiàn)代衛(wèi)星降水傳感器以及地面雨量器網(wǎng)絡(luò)的觀測為基礎(chǔ)，計(jì)劃產(chǎn)生自TRMM以來“最好”的降水產(chǎn)品。本研究中使用的是TMPA 3B42數(shù)據(jù)，空間分辨率為0.25°×0.25°，時(shí)間分辨率為3 h。選取時(shí)間為2014年4月1日—2018年4月30日。

1.1.2 GPM衛(wèi)星降水?dāng)?shù)據(jù)

GPM衛(wèi)星于2014年2月發(fā)射，TRMM衛(wèi)星的成功及其對(duì)數(shù)據(jù)產(chǎn)品獨(dú)特的組合成為了這個(gè)計(jì)劃得以延伸的主要原因。GPM擴(kuò)展了TRMM傳感載荷，提升了降水觀測能力，觀測范圍也延伸至南北極圈。GPM核心觀測臺(tái)(GPMCO)搭載的雙頻雷達(dá)可探最小回波強(qiáng)度較低，并且可以采用高敏感度模式交錯(cuò)采樣；同時(shí)GPMCO的微波輻射計(jì)與TRMM衛(wèi)星相比多出4個(gè)高頻段，增強(qiáng)了對(duì)微量降水及固態(tài)降水的觀測能力[19]。

GPM能夠統(tǒng)一其衛(wèi)星群框架內(nèi)各衛(wèi)星的觀測成果，提升微波降水觀測能力，其觀測方法及降水反演也為太空衛(wèi)星降水觀測設(shè)立了新標(biāo)準(zhǔn)。GPM降水產(chǎn)品主要具有以下3方面特征：(1)對(duì)瞬時(shí)降水估計(jì)更加準(zhǔn)確，尤其是微量降水及冷季固態(tài)降水；(2)在統(tǒng)一框架內(nèi)對(duì)衛(wèi)星輻射計(jì)獲取的亮溫?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行交互校準(zhǔn)；(3)使用GPM核心傳感器觀測得到全球水文氣象數(shù)據(jù)庫，取代以往依靠模型產(chǎn)生數(shù)據(jù)庫的方式，在此基礎(chǔ)上統(tǒng)一各類微波探測儀的降水反演算法[20]。GPM衛(wèi)星以多種方式改進(jìn)了TRMM的功能，其搭載的用于降水觀測的主要傳感器為雙頻降水雷達(dá)(DPR)以及GPM微波成像儀(GMI)。DPR是太空中唯一的雙頻雷達(dá)，它能夠提供從液態(tài)到固態(tài)降水的三維剖面和強(qiáng)度估計(jì)[21]。而GMI傳感器的頻率范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于TRMM上的傳感器頻率[22]，這使得GPM能夠使用更寬的數(shù)據(jù)帶來測量所有云層的降水強(qiáng)度和類型。

本研究中使用的是IMERG(Integrated Multi-satellite Retrievals for GPM)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，版本為05B，數(shù)據(jù)空間分辨率為0.1°×0.1°，時(shí)間分辨率為0.5 h。選取時(shí)間為2014年4月1日—2018年4月30日。

1.2 海洋浮標(biāo)降水?dāng)?shù)據(jù)

熱帶是構(gòu)成地球氣候系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵區(qū)域，要研究熱帶海洋海-氣相互作用的過程就需要對(duì)其進(jìn)行持續(xù)、系統(tǒng)和全面的觀測。為了滿足這些觀測需要，NOAA在3個(gè)熱帶大洋上開發(fā)了系泊浮標(biāo)觀測系統(tǒng)：位于太平洋的TAO/TRITION、位于大西洋的PIRATA和位于印度洋的RAMA。這些陣列共同組成了全球熱帶系泊浮標(biāo)陣列GTMBA[23]。

圖1 太平洋(a)，大西洋(b)和印度洋(c)降水浮標(biāo)的位置分布Fig.1 Locations of the rain gauge buoys in the Pacific Ocean(a), the Atlantic Ocean(b) and the Indian Ocean(c)

GTMBA有以下特點(diǎn)：(1)可以用來測量海-氣相互作用所涉及的上層海洋和海表面氣象變量；(2)可以提供時(shí)間分辨率較高的(分至小時(shí))時(shí)間序列測量結(jié)果，以避免高頻海洋大氣波動(dòng)被化作低頻氣候信號(hào)；(3)可以被放置和維持在固定的臺(tái)站網(wǎng)格上，這樣測量時(shí)就不需要考慮時(shí)空變化[23]。

本研究選取了3個(gè)浮標(biāo)觀測系統(tǒng)在2014年4月1日—2018年4月30日期間可獲得的共23個(gè)(TAO、PIRATA和RAMA分別為9個(gè)、6個(gè)和8個(gè))浮標(biāo)小時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)。3個(gè)大洋上的浮標(biāo)分布情況如圖1所示，圖2給出了3個(gè)大洋浮標(biāo)數(shù)據(jù)的有效時(shí)間(已剔除浮標(biāo)陣列中有效測量時(shí)間少于半年的點(diǎn))。

1.3 研究方法

由于TMPA衛(wèi)星數(shù)據(jù)集得到的是3 h降水?dāng)?shù)據(jù)，故將浮標(biāo)降水?dāng)?shù)據(jù)(1 h)以及IMERG衛(wèi)星數(shù)據(jù)集降水?dāng)?shù)據(jù)(0.5 h)平均到3 h，并將TMPA和IMERG衛(wèi)星降水?dāng)?shù)據(jù)作5°×5°的平均得到對(duì)應(yīng)浮標(biāo)位置的衛(wèi)星降水?dāng)?shù)據(jù)，從而使三者可以進(jìn)行比較。

日變化模型的一個(gè)合理出發(fā)點(diǎn)是，假定日變化由兩部分組成：太陽輻射日周期強(qiáng)迫的規(guī)則(確定性)分量和由內(nèi)部非線性引起的不規(guī)則(隨機(jī))分量。忽略降水的半日變化，只關(guān)注降水的日變化比較，所以，有以下日變化諧波公式[24]：

(1)

圖2 TAO(a)， PIRATA(b)和RAMA(c)浮標(biāo)的有效時(shí)間Fig.2 TAO(a), PIRATA(b) and RAMA(c) buoys’ data availability for each location

由于浮標(biāo)觀測數(shù)據(jù)是站點(diǎn)數(shù)據(jù)，而衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)是格點(diǎn)數(shù)據(jù)，并且存在抽樣的局限性，所以需要將衛(wèi)星數(shù)據(jù)采用空間平均的方法來得到對(duì)應(yīng)浮標(biāo)位置的降水?dāng)?shù)據(jù)，從而使兩者更好地進(jìn)行比較。BOWMAN et al[24]在研究TRMM衛(wèi)星數(shù)據(jù)觀測太平洋熱帶降水日變化的過程中，分別將衛(wèi)星降水?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行1°×1°、2°×2°、5°×5°以及10°×5°的平均，發(fā)現(xiàn)隨著空間取樣面積變大，得到的降水日變化曲線越趨平滑。所以為了得到更有效的降水日變化結(jié)果，本研究對(duì)衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)采用了5°×5°的空間平均。同時(shí)，浮標(biāo)觀測、IMERG和TMPA數(shù)據(jù)分別使用1 h、0.5 h和3 h的時(shí)間分辨率進(jìn)行日變化分析，其中，IMERG數(shù)據(jù)時(shí)間精度最大。

2 結(jié)果

利用衛(wèi)星和海洋浮標(biāo)降水?dāng)?shù)據(jù)和諧波公式，得到了3個(gè)大洋上共23個(gè)浮標(biāo)位置的降水日變化曲線(圖3～圖5，圖中時(shí)間皆表示當(dāng)?shù)貢r(shí)間)，圖中實(shí)線表示不同數(shù)據(jù)的降水日變化，虛線是通過公式(1)得出的擬合結(jié)果，黑色、紅色和藍(lán)色分別代表海洋浮標(biāo)、IMERG和TMPA數(shù)據(jù)。表1～表3則定量給出了在這些浮標(biāo)位置由3種不同數(shù)據(jù)得出的平均降水量、降水量日變化大小以及降水量極大/極小值出現(xiàn)時(shí)間，其中日變化大小定義為平均日降水量極大值和極小值之差，相對(duì)日變化大小定義為日變化大小除以平均降水量。

圖3 太平洋上所選浮標(biāo)位置3種資料的降水日變化及擬合情況Fig.3 Rainfall diurnal cycles and fits from three datasets for selected buoys’ positions in the Pacific Ocean (實(shí)線表示觀測的降水量大小，虛線表示擬合的降水量大小，后圖同。) (Observed rainfalls are represented in solid lines, and the fitting results are represented in dashed lines. The following figures are the same.)

表1 太平洋所選浮標(biāo)位置3種資料得到的平均降水、日變化大小以及降水量極大/極小值出現(xiàn)的當(dāng)?shù)貢r(shí)間Tab.1 Mean precipitation, diurnal variation and the local time of the maximum/minimum precipitation in a day from three datasets for selected buoys’ positions in the Pacific Ocean

2.1 太平洋降水日變化

結(jié)合圖3和表1可以發(fā)現(xiàn)，在太平洋所選取的9個(gè)浮標(biāo)位置，除了靠近島嶼的浮標(biāo)9之外，其余位置3種數(shù)據(jù)得到的日變化大小都較小，絕對(duì)日變化不超過2.5 mm/d，相對(duì)日變化不超過35%。其中海洋浮標(biāo)降水顯示的日變化大小變化范圍要大于2種衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品，由圖3也可以看出衛(wèi)星數(shù)據(jù)得到的降水日變化曲線相對(duì)比較平滑，可能原因是對(duì)衛(wèi)星降水?dāng)?shù)據(jù)采用了5°×5°的區(qū)域平均來代替某一點(diǎn)的降水。浮標(biāo)觀測降水日變化大小在一些位置與衛(wèi)星觀測結(jié)果差異較大，尤其是在浮標(biāo)5位置，與IMERG和TMPA測得的相對(duì)降水日變化相差分別達(dá)到18%和21%。2種衛(wèi)星數(shù)據(jù)之間降水日變化大小數(shù)值比較接近，只在個(gè)別點(diǎn)有較明顯差異，如浮標(biāo)2位置，TMPA日變化大小比IMERG高出約0.5 mm/d，相對(duì)日變化大小則高出大約4%，在這一位置上IMERG對(duì)降水日變化大小的捕捉更接近浮標(biāo)觀測值。

對(duì)于IMERG和TMPA來說，不僅得到的降水日變化大小接近，其降水極大、極小值出現(xiàn)的時(shí)間也基本一致，出現(xiàn)時(shí)間差不超過1.5 h。2種衛(wèi)星數(shù)據(jù)測得的日降水極大值出現(xiàn)的時(shí)間大都在早上4時(shí)—9時(shí)、極小值出現(xiàn)在下午16時(shí)—21時(shí)，這與此前的研究結(jié)果[9]吻合。而浮標(biāo)觀測結(jié)果與衛(wèi)星測量結(jié)果則有較大差距，只有浮標(biāo)5和浮標(biāo)9位置測得日降水極大值出現(xiàn)在早上8時(shí)、極小值出現(xiàn)在晚上20時(shí)，其余位置都與衛(wèi)星測得結(jié)果相差較大，其中有4個(gè)點(diǎn)測得降水極大值出現(xiàn)在凌晨左右。

2.2 大西洋降水日變化

圖4和表2給出了大西洋上浮標(biāo)和衛(wèi)星觀測的降水日變化特征，可以發(fā)現(xiàn)3種數(shù)據(jù)得到的降水日變化大小都較小，但日變化的相對(duì)大小較太平洋而言偏大。由于大西洋所選浮標(biāo)位置降水量普遍偏小(圖1b)，因此在大西洋區(qū)域關(guān)注降水日變化的相對(duì)大小更有意義。與太平洋情況相似的是，大西洋上大部分浮標(biāo)位置IMERG和TMPA得到的降水日變化相對(duì)大小比較接近，但它們和浮標(biāo)觀測結(jié)果出入較大，差別可以達(dá)到5%～28%。其中浮標(biāo)2和浮標(biāo)6與其他浮標(biāo)位置情況不同，TMPA對(duì)這2個(gè)點(diǎn)降水日變化相對(duì)大小的捕捉與浮標(biāo)觀測結(jié)果十分相似，而IMERG的結(jié)果則與其相差較大。

就日變化曲線形狀來看，衛(wèi)星觀測到的降水極大/極小值時(shí)間仍比較接近，降水極大值依舊主要出現(xiàn)在早晨、極小值出現(xiàn)在下午到傍晚。而與太平洋情況不同的是，衛(wèi)星觀測到的大西洋降水日變化極大值出現(xiàn)時(shí)間的變化范圍更大，出現(xiàn)在早上4時(shí)—10時(shí)。大西洋上浮標(biāo)觀測到的降水極大值大多出現(xiàn)在下午，只有浮標(biāo)4測得的降水極大值出現(xiàn)在早上6時(shí)左右，這與衛(wèi)星觀測的結(jié)果以及前人的經(jīng)驗(yàn)完全相反。觀察表2可以發(fā)現(xiàn)，浮標(biāo)4相對(duì)來說平均降水量較大，所以初步推測在海洋小降水區(qū)域降水日變化并不具備普遍的海洋降水日變化特征。

圖4 大西洋上所選浮標(biāo)位置3種資料的降水日變化及擬合情況Fig.4 Rainfall diurnal cycles and fits from three datasets for selected buoys’ positions in the Atlantic Ocean

表2 大西洋所選浮標(biāo)位置3種資料得到的平均降水、日變化大小以及降水量極大/極小值出現(xiàn)的當(dāng)?shù)貢r(shí)間Tab.2 Mean precipitation, diurnal variation and the local time of the maximum/minimum precipitation in a day from three datasets for selected buoys’ positions in the Atlantic Ocean

2.3 印度洋降水日變化

印度洋浮標(biāo)和衛(wèi)星觀測降水的日變化如圖5和表3所示，印度洋和太平洋所選浮標(biāo)位置平均降水大小比較相近，而不同方法觀測到的兩個(gè)大洋降水日變化大小也比較相近，除浮標(biāo)1、浮標(biāo)5和浮標(biāo)6之外，其余位置3種數(shù)據(jù)得到的降水日變化大小之差都不超過20%。衛(wèi)星數(shù)據(jù)在浮標(biāo)1、5、6位置觀測的降水日變化與實(shí)際觀測結(jié)果相差較大可能和該點(diǎn)降水?dāng)?shù)據(jù)有效時(shí)間較短(296、477和462 d)有關(guān)(圖2c)。就降水日變化大小而言，在印度洋同樣是IMERG和TMPA兩種衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品的結(jié)果十分相近，而浮標(biāo)觀測的降水日變化大小在大多數(shù)浮標(biāo)位置大于衛(wèi)星測量結(jié)果，只有在浮標(biāo)2和浮標(biāo)7位置有相反的情況。

觀察印度洋降水極大/極小值出現(xiàn)時(shí)間，除了浮標(biāo)6外，其余浮標(biāo)位置由2種衛(wèi)星數(shù)據(jù)得到的日降水極大值出現(xiàn)時(shí)間都在早上4時(shí)—10時(shí)之間。在浮標(biāo)6位置，衛(wèi)星測得日降水極大值出現(xiàn)在11時(shí)左右，而浮標(biāo)雨量器觀測結(jié)果更晚，出現(xiàn)在下午18：30。由圖1c可見，浮標(biāo)6位置靠近島嶼陸地，這可能是該點(diǎn)日降水極大值出現(xiàn)在下午的原因，由于衛(wèi)星數(shù)據(jù)作了區(qū)域平均，導(dǎo)致其極大值出現(xiàn)時(shí)間早于浮標(biāo)觀測結(jié)果。

圖5 印度洋上所選浮標(biāo)位置3種資料的降水日變化及擬合情況Fig.5 Rainfall diurnal cycles and fits from three datasets for selected buoys’ positions in the Indian Ocean

表3 印度洋所選浮標(biāo)位置3種資料得到的平均降水、日變化大小以及降水量極大/極小值出現(xiàn)的當(dāng)?shù)貢r(shí)間Tab.3 Mean precipitation, diurnal variation and the local time of the maximum/minimum precipitation in a day from three datasets for selected buoys’ positions in the Indian Ocean

3 討論與結(jié)論

日變化是地球天氣和氣候系統(tǒng)的一個(gè)重要特征，所以模擬降水對(duì)日照變化響應(yīng)的能力是對(duì)氣候模式性能的重要檢驗(yàn)。如今衛(wèi)星觀測成為海洋降水觀測的重要手段，本文利用2014年4月1日—2018年4月30日期間TAO、PIRATA和RAMA海洋浮標(biāo)雨量器數(shù)據(jù)以及TMPA和IMERG兩種衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品，通過計(jì)算日諧波來分析3個(gè)大洋熱帶區(qū)域降水的日變化。衛(wèi)星降水?dāng)?shù)據(jù)在經(jīng)過5°×5°的空間平均后，減小了取樣誤差，使其日變化曲線更加平滑，相比之下，定點(diǎn)浮標(biāo)觀測到的降水日變化大小的變化范圍更大。

在3個(gè)大洋上共選取的23個(gè)浮標(biāo)位置，2種衛(wèi)星數(shù)據(jù)得到的降水日變化都呈現(xiàn)峰值出現(xiàn)在早晨、谷值出現(xiàn)在午后到傍晚的特征，與前人對(duì)海洋降水日變化研究結(jié)果吻合。然而就海洋浮標(biāo)而言，雖然在大部分位置浮標(biāo)觀測降水也呈現(xiàn)極大值出現(xiàn)在早上、極小值出現(xiàn)在傍晚的特征，但也有一些區(qū)域，尤其是在大西洋，大部分浮標(biāo)測得的降水日變化呈現(xiàn)與經(jīng)驗(yàn)相反的結(jié)果，其極大值出現(xiàn)在傍晚甚至凌晨、極小值出現(xiàn)在早晨。這種現(xiàn)象可能和大西洋所選浮標(biāo)平均降水量較少有關(guān)，在降水較少的區(qū)域，就不再具備海洋對(duì)流過程降水日變化的一般特征。而TMPA和IMERG兩種衛(wèi)星數(shù)據(jù)產(chǎn)品并沒有捕捉到這一特殊情況，造成差異的原因可能為浮標(biāo)觀測的是定點(diǎn)的降水量，而衛(wèi)星觀測的是一個(gè)區(qū)域的降水量。在一些靠近大陸或島嶼位置的浮標(biāo)處呈現(xiàn)類似大陸的降水日變化規(guī)律可能和海岸線效應(yīng)及近陸地重力波強(qiáng)迫的日變化有關(guān)[25-26]。當(dāng)然，浮標(biāo)觀測本身受所在位置風(fēng)場或其他因素影響較大，尤其對(duì)小降水區(qū)域會(huì)存在更嚴(yán)重的誤差，本研究中數(shù)據(jù)資料有效時(shí)間較短，也在一定程度上影響了結(jié)果的準(zhǔn)確性。

總體而言，除了大西洋小降水區(qū)域，在其余2個(gè)大洋大多數(shù)浮標(biāo)位置上，無論是TMPA還是IMERG都能較好地捕捉降水的日變化，且降水日變化大小及降水極大、極小值出現(xiàn)時(shí)間基本吻合，而IMERG得到的平均降水總體較TMPA平均降水偏小。兩種衛(wèi)星雖然對(duì)氣候態(tài)降水觀測能力不同，但對(duì)熱帶大洋降水日變化特征的捕捉能力基本一致，但其值普遍小于浮標(biāo)觀測結(jié)果，且在小降水區(qū)域衛(wèi)星對(duì)降水日變化特征觀測的偏差更大。