Abstract Atmospheric water vapor plays a key role in the global water and energy cycles. Accurate estimation of water vapor and consistent representation of its spatial-temporal variation are critical to climate analysis and model validation. This study used ground observational data from global radiosonde and sunphotometer networks to evaluate MODIS (MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) precipitable water vapor (PWV) products for 2000–2017. The products included the thermal-infrared (TIR) (Collection 6, C006) and its updated version (Collection 061, C061), and near-infrared (NIR) products (C061). Our results demonstrated that compared to its earlier version subject to sensor crosstalk problem, the C061_TIR data showed improved accuracy in terms of bias, standard deviation, mean absolute error, root mean square error, and coefficient of determination, regression slope and intercept. Among the PWV products, C061_NIR data achieved the best overall performance in accuracy evaluation. The C061_NIR revealed the PWV had a multi-year average of 2.50 ± 0.08 cm for the globe, 2.03 ± 0.06 cm for continents, and 2.70 ± 0.09 cm for oceans in 2000–2017. The PWV values yielded an increasing rate of 0.015 cm/year for the globe, 0.010 cm/year for continents, and 0.017 cm/year for oceans. Nearly 98.95% of the globe showed an increasing trend, 80.74% of statistical significance, mainly distributed within and around the tropical zones. The findings should be valuable for understanding of global water and energy cycles.

中文翻译：

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MODIS 产品造成的全球水蒸气近期下降：人为因素还是真实趋势？

摘要 大气水汽在全球水循环和能量循环中起着关键作用。准确估计水汽及其时空变化的一致表示对于气候分析和模型验证至关重要。本研究使用来自全球无线电探空仪和太阳光度计网络的地面观测数据来评估 2000-2017 年的 MODIS（中分辨率成像光谱仪）可降水水汽 (PWV) 产品。产品包括热红外 (TIR) (Collection 6, C006) 及其更新版本 (Collection 061, C061) 和近红外 (NIR) 产品 (C061)。我们的结果表明，与受传感器串扰问题影响的早期版本相比，C061_TIR 数据在偏差、标准偏差、平均绝对误差、均方根误差、和决定系数、回归斜率和截距。在 PWV 产品中，C061_NIR 数据在精度评估中取得了最佳的综合性能。C061_NIR 显示 2000-2017 年全球 PWV 的多年平均值为 2.50±0.08 厘米，大陆为 2.03±0.06 厘米，海洋为 2.70±0.09 厘米。全球的 PWV 值增加了 0.015 厘米/年，大陆增加了 0.010 厘米/年，海洋增加了 0.017 厘米/年。全球近98.95%的地区呈上升趋势，80.74%的统计显着性，主要分布在热带地区及其周边地区。这些发现对于理解全球水和能源循环应该很有价值。C061_NIR 显示 2000-2017 年全球 PWV 的多年平均值为 2.50±0.08 厘米，大陆为 2.03±0.06 厘米，海洋为 2.70±0.09 厘米。全球的 PWV 值增加了 0.015 厘米/年，大陆增加了 0.010 厘米/年，海洋增加了 0.017 厘米/年。全球近98.95%的地区呈上升趋势，80.74%的统计显着性，主要分布在热带地区及其周边地区。这些发现对于理解全球水和能源循环应该很有价值。C061_NIR 显示 2000-2017 年全球 PWV 的多年平均值为 2.50±0.08 厘米，大陆为 2.03±0.06 厘米，海洋为 2.70±0.09 厘米。全球的 PWV 值增加了 0.015 厘米/年，大陆增加了 0.010 厘米/年，海洋增加了 0.017 厘米/年。全球近98.95%的地区呈上升趋势，80.74%的统计显着性，主要分布在热带地区及其周边地区。这些发现对于理解全球水和能源循环应该很有价值。全球95%的地区呈上升趋势，80.74%的统计显着，主要分布在热带地区及其周边地区。这些发现对于理解全球水和能源循环应该很有价值。全球95%的地区呈上升趋势，80.74%的统计显着，主要分布在热带地区及其周边地区。这些发现对于理解全球水和能源循环应该很有价值。