利用GAMIT软件反演连云港可降水量的实验研究

利用GPS信号穿过大气受到折射而产生的延迟来探测大气中的水汽含量,是具有良好前景的大气可降水量预测方法。探讨了利用GAMIT软件反演大气可降水量的原理、方法及数据处理过程,结合淮海工学院CORS基准站的连续观测资料和IGS站数据,对比分析了GAMIT软件反演与探空计算的大气可降水量。结果表明,利用GAMIT软件反演的连云港大气可降水量具有较高的精度。     

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.     

利用ERA5资料进行桂林地区GNSS水汽反演精度分析

由于桂林地区地基GNSS站并未配置气象传感器,致使大量GNSS观测数据无法在大气水汽(PWV)监测中发挥作用.针对这一情况,本文将欧洲中期天气预报中心(ECMWF)最新发布的ERA5再分析资料中测站处的气压和温度气象数据加入到GNSS水汽反演中,并将反演结果与利用地面气象站反演的GNSS水汽做对比,以此评估ERA5在桂...     

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...     

基于静力学延迟模型的河北地区可降水量反演分析

水汽在天气演变中具有非常重要的作用,直接影响着天气变化和自然灾害的发生,在天气演变与气候变化中扮演着关键的角色。文中利用静力学延迟模型对河北省秦皇岛和石家庄两个测站的可降水量进行了反演分析,结果表明:提取的两个测站的天顶对流层延迟均值为2.4m,利用3种静力学延迟模型计算得到的可降水量及其在时间上总体变化趋势是一致的,并且GPS/PWV和实际降雨呈现出很强的相关性。     

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。     

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...     

用MODIS影像和劈窗算法反演山东半岛的地表温度

简要介绍了劈窗算法，并对Planck方程进行了线性简化，从而简化了劈窗算法的方程计算.针对MODIS的波段设置特点，先用近红外波段反演大气水汽含量，然后根据LOWTRAN模拟大气水汽含量与透过率的关系，这样可以根据反演得到的水汽计算31和32波段的透过率．最后运用劈窗算法反演山东半岛地区的地表温度(LST)，结果比较合理．     

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.     

非饱和土体气态水和液态水混合迁移的耦合计算

在干旱半干旱地区。非饱和土体中的气态水迁移通常是比较显著的。综合考虑液态水和气态水两种迁移方式研究非饱和土体中的水分迁移问题。目前尚属疑难问题．本文基于非饱和土体气态水迁移引起的含水量变化方程，结合非饱和土体液态水迁移引起的含水量变化方程。提出了实现两者耦合计算的方法．并以实验土样的水分迁移为例进行了计算。计算结果与试验结果是吻合的，从而验证了本文方法的合理性．     

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.     

利用地基双频段微波辐射计遥感宁夏大气汽态水含量

利用2008年5月5日—9月28日地基双频段微波辐射计在宁夏飞机人工增雨基地的探测资料,分析了汽态水含量逐月和逐时统计特征及不同天气背景下的变化规律,以及汽态水含量降水前后的变化特征,并得出了初步结论.其中,9月22日的降雨个例分析表明,降雨前2h汽态水含量Q值开始增大,随后有所降低,降雨前30min汽态水含量Q值迅速增大,开始降雨时达最大值;同时,发现在云状、总云量、低云量大致相同的情况下,Q值在降雨前比降雨后大1倍左右.     

深对流云向平流层的水汽垂直输送问题研究进展

水汽是一种比CO2温室效应更强的温室气体,在平流层中为光化学反应提供氢氧自由基,凝结成冰晶后还能为臭氧的消耗提供非均相化学反应界面,从而加速臭氧的消耗,因而对气候有重要影响.深对流云对水汽的垂直输送是平流层水汽的重要来源之一,因此研究深对流云向平流层的水汽输送可以为研究气候变化提供参考.回顾了近年来关于深对流云向平流层的水汽垂直输送问题的研究进展,包括水汽垂直输送到平流层的证据、穿透性深对流云的识别方法、水汽被深对流云垂直输送到平流层的机理以及穿透性深对流云对平流层湿度作用的影响因子4个方面,并进行了小结和展望     

MODIS大气含水量产品地面资料订正方法研究

在MODIS大气含水量反演过程中误差不可避免,要使用MODIS大气含水量产品必须进行适当订正。以日MODIS大气含水量数字产品为实验样本,根据探空站观测资料,通过差值实现对MODIS大气含水量数字产品的订正。再利用地面水汽压和大气含水量良好的线性关系,通过线性拟合来验证MODIS大气含水量数字产品地面资料订正方法的有效性。结果表明：订正后,2002年1月15日、4月15日、7月15日和10月15日地面水汽压和MODIS大气含水量的相关系数分别提高了0．163,0．049,0．613,0．189;绝对误差分别下降了2．36,0．36,3．22,1．84;相对误差分别减少了64％,139／6,29％,51％。差值订正法能对MODIS大气含水量产品进行有效订正,并提高遥感反演大气含水量的精度,充分发挥卫星观测优势,为其他相关研究提供更为客观的参数。     

基于MAPINFO技术的GPS区域站网设计

本文从GPS在精确定位和大气含水量反演两个方面的应用对站网设计的需求入手,基于MapInfo和编程技术,提出了能够同时满足这两个方面应用要求的GPS区域站网设计方法,经检验取得满意的效果。     

A simplified adsorption model for water vapor adsorption on activated carbon

A simplified model was developed to describe the water vapor adsorption on activated carbon. The development of the simplified model was started from the original model proposed by DO and his co-workers. Two different kinds of carbon materials were prepared for water vapor adsorption, and the adsorption experiments were conducted at different temperatures（20-50 °C） and relative humidities（5%-99%） to test the model. It is shown that the amount of adsorbed water vapor in micropore decreases with the temperature increasing, and the water molecules form larger water clusters around the functional group as the temperature is up to a higher value. The simplified model describes reasonably well for all the experimental data. According to the fitted values, the parameters of simplified model were represented by the temperature and then the model was used to calculate the water vapor adsorption amount at 25 °C and 35 °C. The results show that the model can get relatively accurate values to calculate the water vapor adsorption on activated carbon.