Estimation of differentiation of the atmospheric precipitation in Poland based on various data sources and spatialization methods

Opady atmosferyczne to jeden z trudniejszych do szacowania elementów pogody. Podstawowym źródłem informacji o ich wysokości są pomiary wykonywane przy użyciu deszczomierzy. Od końca XX w. wykorzystuje się nowe metody oceny wielkości opadów bazujące na pomiarach teledetekcyjnych - naziemnych (radarowych) i satelitarnych. W pracy przedstawiono struktury przestrzennej dobowych i godzinnych sum opadów w Polsce w wybranych dniach na podstawie danych z sieci stacji meteorologicznych. Następnie z wynikami porównano dane z sieci radarów meteorologicznych POLRAD (produkt PAC) oraz 5 produktów satelitarnych: H-03 tworzony w ramach projektu Satellite Application Facility on Support to Operational Hydrology and Water Management, Convective Rainfall Rate (CRR), Convective Rainfall Rate from Cloud Physical Properties (CRPh), Precipitating Clouds (PC), Precipitating Clouds from Cloud Physical Properties (PCPh). Do oceny zgodności danych teledetekcyjnych ze standardowymi, traktowanymi jako referencyjne, wykorzystano m.in współczynnik korelacji liniowej Pearsona, RMSE (root mean square error), wskaźniki POD (probability of detection) i FAR (false alarm rate). Zaobserwowano dużą zmienność wartości analizowanych statystyk z godziny na godzinę. Najbardziej skorelowane z wartościami sum opadów wyznaczonymi na podstawie danych referencyjnych okazały się wyniki szacowane przez naziemne systemy radarowe. Z kolei rozkładowi przestrzennemu określonemu w wyniku interpolacji danych z sieci deszczomierzy najbliższy był rozkład przedstawiany przez produkty PCPh i PC.

Precipitation is one of the most difficult to estimate elements of the weather. The primary source of information about its height are measurements performed with a rain gauge. Since the end of the twentieth century some new methods to assess the amount of rainfall are used i.e. those based on remote sensing measurements - ground (weather radars) and satellite. The paper presents a description of the spatial structure of sum of daily and hourly rainfall in Poland in selected days on the basis of data from the network of meteorological stations. The interpolation has been conducted before. Then the results were compared with data from the network of weather radars POLRAD (PAC product) and 5 satellite products: H-03 created in the project Satellite Application Facility on Support to Operational Hydrology and Water Management, Convective Rainfall Rate (CRR), Convective Rainfall Rate from Cloud Physical Properties (CRPh), Precipitating the Clouds (PC), Precipitating Clouds from Cloud Physical Properties (PCPh). To estimate compliance between the standard, treated as a reference, and the remote sensing data, there were used among others Pearson linear correlation coefficient, RMSE (Root Mean Square Error) and POD (Probability of Detection) and FAR (False Alarm Rate) indicators. A large variability of the statistics indicated by the hour was noticed. It turns out that the results estimated by the weather radars were the most correlated ones with the values of hourly precipitation designated on the basis of the reference data. In turn, PCPh and PC data were the closest ones to the spatial distribution specified by the interpolation of data from the network of rain gauge.