地基GPS/MET探测水汽等相关参数精度分析

基于对大气中水汽重要性及GPS测量大气水汽优势的双重认识,进入本世纪以来,华东区域各省气象部门联合与测绘院、天文台等其他部门建起了相当规模的GPS气象探测网(GPS/MET)。根据2010年华东区域地基GPS/MET数据,选择与GPS站相距10 km内的无线电探空站资料,对华东区域地基GPS/MET反演的大气整层可降水量(PWV)、大气整层湿延迟(ZWD)和大气整层总延迟(ZTD)进行精度检验,结果表明:(1)GPS/MET反演的PWV与探空结果相比具有很高的一致性,平均误差在1 mm以下,相对误差11.54%;GPS/ZTD反演的精度更高,百分比误差小于1%。(2)反演的各个量与探空资料具有很高的相关性,其中平均相关系数中PWV和ZWD都超过0.98,ZTD为0.977。对GPS/PWV精度按季节进行相关系数分析得,除夏季相关系数为0.927,相对较低,其余季节相关系数均为0.96以上。(3)以本地的无线电探空站资料为基准,与NCEP再分析资料对比发现GPS/PWV的反演精度要优于NCEP再分析场资料反演的大气整层可降水量。因此区域GPS/MET网反演的产品对提高灾害性天气的监测和预报能力,改进数值天气预报精度已显示出广阔的应用前景。     

FY-4A/GIIRS大气温度廓线产品质量评估

我国风云四号A星（FY-4A）携带高光谱红外干涉式大气探测仪（Geostationary Interferometric Infrared Sounder, GIIRS）首次实现了地球静止轨道红外高光谱探测,可连续获得大气温湿度廓线信息。基于常规无线电探空资料,从产品的探测能力和精度方面对2020年FY-4A/GIIRS大气温度廓线产品开展质量评估,为产品应用和算法研究提供参考。结果表明：FY-4A/GIIRS反演大气温度廓线探测能力在高度层次和月份统计上受云活跃度影响较大;晴空条件下大气整层均方根误差约为2 K,700～1 000 hPa的大气低层较大,约2.5 K,偏差整层以负值为主;月尺度质量评估可见夏秋两季明显优于冬春季,有利于灾害性天气多发季节的监测;有云条件下单个像元的温度廓线误差显著增大,采用多像元Cressman客观分析可有效提高产品可用性;低海拔地区温度廓线产品质量整体优于高海拔地区,可极大地弥补我国东部、南部地区以及广阔的洋面上的探空资料的不足。     

基于导航卫星载波信号的海浪高度反演系统

采用国内首个自主研发的全球定位系统(GPS)载波相位波浪仪,在上海东海大桥24km处的海洋遥感观测基地,构建全球导航卫星系统反射(GNSS-R)海洋遥感观测平台,对自然条件下充分发展的海浪进行观测实验。建立海表反射新模型及方法,推导载波相位差之差反演波高的方法,通过接收GPS直达和经海面反射的信号,选定仰角和信噪比符合条件的信号,经过信号的相关处理运算,输出海面波高的反演结果。利用自动气象站风场资料进行初步的定性分析,结果表明:GPS反演的波高结果基本合理可信,系统运算快速,实时性较强。目前,整个系统已投入业务试运行。