河北地区大气可降水量的时空分布研究

根据河北CORS网的观测资料研究河北地区的大气可降水量(PWV)的时空分布,利用GAMIT软件反演出各参考站的大气可降水量,反演结果表明:在时间分布上,河北地区大气可降水量随时间变化的趋势一致,都是3月份开始先增加再减小,每年7~9月份达到顶峰;在空间分布上,河北地区大气可降水量随纬度的增加而减少。同时采用经验模态分解(EMD)法处理大气可降水量序列,提取地理位置差异地区的年周期变化分量和趋势项进行分析,结果表明:年周期变化分量与大气可降水量的年变化趋势一致;趋势项呈下降趋势,与气象部门统计数据吻合。     

基于IGS站不同区域可降水量变化对比分析

基于GPS反演技术的理论与方法,利用IGS站开放的观测数据和精密星历数据,选取北京、武汉、上海3个IGS站观测数据,通过GAMIT软件解算处理,得出3个站天顶方向对流层延迟量。由对流层延迟量和区域的平均温度,根据经验模型反演得出其大气水汽含量,并与探空水汽含量进行了比较,得出两者具有较好的一致性。同时分析了上述3个区域水汽变化特征,反演出大气水汽含量能较好反映区域天气参数的差异。     

区域大气水汽转换系数的一种新算法

为了提高大气可降水量反演的精度,通过分析广西4个探空站2015—2018年探空资料,建立了直接反映年周期、半年周期、高程改正和纬度改正的广西地区大气水汽转换系数的计算模型,并与广西高程模型、中国低纬度模型进行了比较.结果表明:新方法的内、外符合精度以及大气可降水量反演精度相对于其他两种模型有比较明显的提升,4个站点的内...     

基于IGU星历的单基站CORS大气可降水量估计

利用地基GPS资料反演大气可降水量,能为改善中小尺度数值天气预报提供较为理想的观测数据,在气象领域具有较高的实用性。文章以单基站CORS为实验对象,基于全球导航卫星系统服务中心向用户提供的超快速星历(IGU),应用GAMIT/GLOBK软件解算GPS观测数据,在验证解算精度达到要求后估计大气可降水量(PWV),分别将其与欧洲中期数值预报中心(ECMWF)的ERA-Interim再分析资料和最终精密星历IGF解算的PWV进行比较分析。结果表明:使用超快速星历IGU估计PWV与ECMWF再分析资料的PWV线性拟合相关系数为0.96,均方根值(RMS)为2.89 mm;使用超快速星历IGU估计PWV与事后精密星历IGF估计PWV的线性拟合相关系数为0.99,RMS为0.18 mm,利用单基站CORS使用IGU超快速星历估计PWV可以达到近实时数值气象预报的实际应用要求。     

地基GPS观测在水汽监测中的应用

利用GPS观测网提供的高时空分辨率、连续、全天候实时观测数据,反演出实时大气可降水量的变化序列,从而为大气实时监测、气候分析及农业水利等服务.采用Bernese软件对2000-2011年为期12 a的北京地区地基GPS数据进行了解算,加上地面温度及气压观测等气象数据,反演了水汽含量的时间序列,并用探空仪数据对反演结果进行了检验,结果验证了地基GPS观测反演大气水汽含量的有效性和可靠性.     

地基GPS观测在水汽监测中的应用

利用GPS观测网提供的高时空分辨率、连续、全天候实时观测数据,反演出实时大气可降水量的变化序列,从而为大气实时监测、气候分析及农业水利等服务.采用Bernese软件对2000—2011年为期12 a的北京地区地基GPS数据进行了解算,加上地面温度及气压观测等气象数据,反演了水汽含量的时间序列,并用探空仪数据对反演结果进行了检验,结果验证了地基GPS观测反演大气水汽含量的有效性和可靠性.     

近30年拉萨市大气可降水量变化特征研究

2006年是北半球有记录以来的第四暖年份,极端天气频发,通过调研文献发现拉萨市大气可降水量在2006年急剧降低,为了更好地阐明这一降低的原因,本文利用1988-2018年拉萨站地面气象要素资料,采用回归分析法、Mann-Kendall非参数检验、R/S分析、Morlet小波分析等方法对拉萨市大气可降水量变化特征进行了研究,结果表明:(a)在过去的30年中拉萨市的大气可降水量总体呈现下降趋势,且季节性变化显著;(b)受大气环流的影响,拉萨市年均大气可降水量在2006年发生突变;(c)拉萨市未来大气可降水量的变化趋势和过去成反持续关系;(d)通过对小波实部等值线图和小波方差图进行分析可知,拉萨市年均大气可降水量主要存在22年、24年和29年变化的主周期.     

青藏高原地区水汽转换系数H模型反演GPS大气可降水量的适用性分析

利用青藏高原地区8个探空站2011—2015年的数据为研究对象,分析E模型与H模型在青藏高原地区的适用性。以IGS站提供的天顶总延迟ZTD、Saastamoinen模型计算的天顶干延迟ZHD求得LHAZ站的天顶湿延迟ZWD,验证H模型反演GPS大气可降水量的可行性;并对探空资料法ZWD模型进行改正,在获得较精确的ZWD情况下,进一步验证H模型反演GPS PWV的可行性。研究表明:H模型在青藏地区有较好的适用性;利用H模型计算LHAZ站2015年7月份PWV值,其偏差分布情况与积分法相似,与探空站提供的PWV吻合较好;改正的ZWD模型,其精度明显提高,在获得较精确的ZWD情况下,利用H模型反演PWV能达到较高的精度。     

基于固定参数轨道的动态精密解算精度

为了验证动态精密解算在地震等连续运动平台中的应用效果,使用采样率为1 Hz的双频GPS接收机,并利用参数已知的轨道进行了动态模拟实验.以地震模拟动态平台进行实验,并利用GAMIT软件中的Track模块进行实验分析,通过对GPS数据的精密处理及对不同距离基准站数据的分析,得到了运动轨道图.结果表明:Track模块可使测量点的水平和垂直方向解算精度达到毫米级,说明此种解算方法适合在实际动态测量中进行应用,可以用来反演在地震发生时的地表动态变化情况.     

顾及GNSS水汽分布特性和站间距离的优化IDW插值方法

针对大气可降水量(Precipitable Water Vapor, PWV)精细化过程中插值算法的选取,本文系统性地分析了线性插值三角网法、克里金插值法、空间反距离(Inverse Distance Weighting, IDW)插值法3种方法,并提出了顾及GNSS水汽特性和站间距离的优化IDW插值方法.该方法通过分析GNSS站点距离与大气水汽分布特性对插值结果的影响,进而对插值参数进行优化,使插值结果靠近高精度的观测值.利用2017年5—7月徐州连续运行参考站的GNSS实测数据与探空站数据对该方法进行分析,实验结果表明：顾及GNSS水汽特性和站间距离的优化IDW插值方法的标准差、平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差都要低于其他3种经典插值方法,其中均方根误差分别降低了14.88%、15.70%、4.12%.此外,本文分析了暴雨天气下不同插值算法重构高分辨率大气水汽分布图的能力,发现采用优化IDW插值方法能够显著减小采样站点分布不均及降水量激增造成的插值误差.这表明优化方法有助于重构局部地区稀疏GNSS站网的高分辨率大气水汽分布图,改进监测能力.     

北京市水汽反演初步应用研究GPS

介绍了地基GPS反演水汽原理,针对北京市GPS连续跟踪网数据和气象数据,获得了各测站的可降水量值,进行了水汽分布的比较,根据水汽统计数据,获得水汽值较大和较小站点.     

副高边缘暴雨过程中的GPS可降水量和假相当位温分布特征

利用2010年8月石家庄地基GPS反演的可降水量、地面加密自动站和常规天气资料,对由副高进退引起的河北省中南部一次强降水天气过程中GPS可降水量和地面假相当位温的演变趋势进行了详细分析.结果表明:1)此次暴雨过程是由副高边缘暖湿气流与切变线共同作用造成的,强降水区主要出现在500hPa的584～588 dagpm线、700～850 hPa切变线之间;2)降水出现时GPS可降水量基本对应于高值阶段,强降水出现时可降水量位于峰值前后;降水出现时GPS可降水量偏离系数为正值,而强降水一般出现在偏离系数超过1时;3)对同一测站而言,GPS可降水量越大对应的实际降水越强.当测站不同时,GPS可降水量高并不一定代表更强的降水,这与测站的地理位置和海拔高度有关.4)降水出现前热力和水汽条件配置好,能量不断积累,假相当位温逐渐升至极大值.随着降水出现与能量的释放,假相当位温回落到谷值阶段,此谷值越低、持续时间越长,对应的降水也越强.     

基于地基GPS与MODIS遥感影像的映射函数与大气可降水汽分析

为了提高短期和中小尺度灾害性天气可降水汽预报的准确性和实时性,利用西安地基GPS数据和MODIS遥感影像,采用NMF、GMF和VMF1映射函数设计了4种获取天顶干延迟初始值的方案,探讨了映射函数对计算天顶总延迟的影响。结果表明:在卫星高度角为10°时,VMF1映射函数反演效果和精度最佳,GMF映射函数次之,NMF映射函数最弱,而在卫星高度角为15°时,上述3种映射函数效果相当。最后,结合综合水汽含量与可降水汽的关系,通过计算地基GPS和MODIS遥感影像综合水汽含量,得到了地基GPS和MODIS遥感影像可降水汽(P_<sub>PWV-GPS,P_<sub>PWV-MODIS),并拟合了二者之间的线性关系,结果为P_PWV-MODIS=1.4217P_PWV-GPS-2.143,相关系数为0.9521。     

动态环境下PPP的GNSS大气水汽反演

利用静态PPP(精密单点定位)处理稳定的GNSS地面站可以高精度反演大气中的水汽含量.对于运动的载体,静态PPP无法正确地估计待估参数.利用动态PPP数据处理方法,在解算载体动态位置的同时,可以估计动态载体GNSS的天顶总延迟,并在此基础上计算水汽含量.分别利用PPP动态和静态模型解算3.5 h的稳定可靠GNSS参考站...     

地基GPS遥感大气水汽含量中加权平均温度获取方法的比较分析

在利用地基GPS进行大气水汽遥感时,加权平均温度对水汽遥感结果起着举足轻重的作用.对加权平均温度的获取方法进行了列举和比较,得出了一些有益的结论.     

GPS遥感大气综合水汽含量的影响分析

介绍利用数据遥感大气综合水汽含量的原理和过程,并对其误差影响进行分析,用实例说明Hopfield模型和Saastamoinen模型的模型特点,得出一些有益的结论。     

顾及时空因素的青藏高原地区加权平均温度模型

大气加权平均温度(T_m)在GNSS大气水汽反演过程中扮演着关键角色.本文针对现有的T_m模型在青藏高原地区的适用性较差等情况,利用2014—2017年青藏高原地区13个探空站观测数据建立了一种顾及地面温度、高度、纬度及季节变化的青藏高原地区T_m模型(TPT_m模型).以2018年的探空资料为参考值,对TPT_m模型进行精度检验,并与常用的Bevis模型、局域精化后的Bevis模型(Bevis-TP模型)和GPT2w模型进行比较分析,结果表明：TPT_m模型具有相对较好的精度,其年均偏差和均方根误差(RMS)分别为0.07 K和2.76 K,相比Bevis、Bevis-TP、GPT2w-5(5°分辨率)和GPT2w-1(1°分辨率)模型其精度(RMS值)分别提高54.5%、30.8%、36.3%和27.6%;此外,将TPT_m模型用于GNSS水汽计算,其导致的水汽计算理论RMS误差和相对误差分别为0.10 mm和1.02%.因此,TPT_...     

CRA40在中国地区GNSS水汽反演中的适用性评估与分析

基于中国气象局发布的CRA40气象再分析资料,计算地基GNSS水汽反演中涉及气压、气温、大气水汽加权平均温度(Tm)、天顶对流层总延迟(ZTD)等关键参数,并分别以地面气象站(气压、气温)、无线电探空测站(Tm)以及地基GNSS测站(ZTD)为参考,对这些参数在中国地区的精度和可靠性开展了系统的评估.计算结果与欧洲中期...