撰稿 / 陳睿純 (科學推展中心特約編輯)
圖1. 根據雨量計觀測（灰色長條）2014年3月至2021年2月間多個時間尺度的降水變化，估算IMERG-F（紅線）和 GSMaP-G（藍線）在 (a)呂宋島西部 及 (b)呂宋島東部 的降水量觀測結果。
對於氣候和水文研究而言，了解時間與空間的降水變化差異非常重要，因為它與人類生活密切相關，尤其影響人類經濟、農業活動和災害防治。一般來說，我們可以利用雨量計、雷達和衛星觀測來估算降水量。然而，雨量計和雷達這種「原地觀測（in-situ observation）」因需要人力協助架設觀測站，在空間覆蓋範圍和觀測時間上受到不少限制。相較之下，利用高空間覆蓋率的衛星觀測，可以監測更加廣泛的空間降水變化。
全球降水觀測任務是什麼？
全球降水觀測（Global Precipitation Measurement，簡稱GPM）是由日本宇宙航空開發機構（JAXA）與美國國家航空暨太空總署（NASA）所主導，聯合多國太空研究中心於2014年開始實施的全球性降水觀測任務，旨在透過一系列的衛星觀測提升降水監測的技術，並提供全球範圍的降水資料，從而了解地球上的降水型態、強度與分佈。此任務所提供的降水資料不僅有助於研究全球的氣候變化、水循環和天氣模式，還可以用於幫助研究人員改善對於極端事件（例如洪水、颶風等）的預測，進而支持水資源管理、農業和環境保護等環境政策的決定，對於人類理解和應對氣候變化以及相關的自然災害具有重要的意義。
GPM主要提供兩種產品：全球衛星降水測繪（Global Satellite Mapping of Precipitation，GSMaP），其中包含GSMaP-M和GSMaP-G（分別為MVK、Gauge），以及GPM綜合多衛星檢索（Integrated Multi-satellitE Retrievals for GPM，IMERG），包括IMERG-L、IMERG-E和IMERG-F（分別為late-run、early-run、final-run）的近實時降水資料。由於這兩大類降水產品使用的演算法不同，在描繪不同地區降雨特徵方面存在差異。近期有研究認為在北半球高緯度地區，IMERG-L資料的表現優於GSMaP-M，然而在東南亞熱帶地區不全然如此。因此，了解GPM衛星降水觀測資料在區域及季節上的差異有助於改善全球氣候模式研究，並有利於研究人員進行更精準的極端災害事件預測。
全球降水衛星觀測資料在呂宋島有什麼不一樣的表現？
臺灣師範大學地球科學系黃婉如特聘教授團隊以呂宋島雨量計觀測結果為參考基礎，比較IMERG-F(v06) 與 GSMaP-G (v07) 兩種GPM降水產品在多個時間尺度（包括季節內、年度和年際）的降水變化。研究結果顯示，兩種資料的降水量觀測結果在雨季時的時相演變均優於旱季。然而相對於 IMERG-F，GSMaP-G在大多數降水特徵中有更好的性能表現，包括季節內、年度和年際時間尺度上降水的時間變化、空間上的降水東西差異（例如4 月至 9 月呂宋島西部的降水量較多，10 月至 3 月則為東部較多），以及對於不同強度的降水事件的性能分析。
分析更進一步顯示，IMERG-F 和 GSMaP-G 在定量降雨估算方面的性能差異在雨季比在旱季更大。造成這些差異的原因可能來自於兩種產品在雨量調整方法上的差異以及調整前的產品本身存在的誤差所導致。此項研究結果將有助於後續對於區域性降水的相關研究，尤其在於呂宋島的氣候與水文研究，也有助於未來GPM降水產品的資料品質發展。
