GNSS掩星观测反演温度质量控制方法研究

发布时间：2021-01-13 23:15

　　将中国区域划分成4个气候区,采用双权重标准差及设置相关系数阈值的方法,以中国120站的探空温度作为参考,将2014年的COSMIC、Metop-A、Metop-B掩星温度作为样本进行质量控制,同时也跟传统标准差法进行对比,并对质量控制结果进行了检验。结果显示,3种掩星之间的结果较为相似,不同气候区的温度具有不同的特征,从而划分不同的阈值区间,使质量控制更加准确。传统标准差法标识出的错误数据均可以由双权重标准差法标识出,且双权重法还能检测出传统标准差法无法检测出的错误点。并通过统计确定GNSS掩星温度与探空温度相关系数阈值为0.860 9,对可疑温度进行标识。从质量控制结果来看,错误温度的分布大多都是掩星温度与探空温度相差较大的点,剔除质量控制出的错误温度后,掩星温度与探空温度相关性得到明显改善,此方法适用于对GNSS掩星反演温度的质量控制,为气象服务提供更准确的观测资料。 

【文章来源】：电子测量与仪器学报. 2020,34(07)北大核心

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

GNSS掩星观测原理[15]

中国地区幅员辽阔,气候多样。为了更精确地评估数据质量,消除因气候差异导致数据偏差过大的影响,同时也使不同气候区的数据根据其气候特征划分不同的标准,更加准确有效的质量控制,采用气候分区方法。根据多年平均气温、降水和海拔高度,将中国区域划分为4个气候区(图2),分别为亚热带季风气候区(B)、温带季风(C)、温带大陆性(D)、高原山地(E)[16]。2.3 质量控制方法

根据图3计算出来的掩星反演温度的双权重平均值和双权重标准差确定GNSS掩星反演温度在4个气候区质量控制的标准,因3种掩星之间的结果较为相似,仅以COSMIC掩星的结果为例(图5)。4个气候区的错误温度和可疑温度标准存在差别,温带大陆性气候区和温带季风气候区的正确温度的区间较大,因为其双权重标准差较大,所以其接受为正确温度的区间较大,符合其统计特征;而亚热带季风气候区则较小。4个气候区在低层的正确温度区间较大,随着高度有减小的趋势。由此可见,划分不同气候区,使每个气候区根据其气候特征划分不同的质量控制标准,质量控制更加准确,根据阈值区间挑选出错误温度和可疑以及正确温度,然后将可疑和正确温度再次进行质量控制。采用传统算法计算出的平均值和标准差划分此阈值区间,由于受异常值影响,平均值与双权重平均值之间相差较小,但标准差要比双权重标准差大很多,其可接受为正确温度的区间要比双权重法确定的区间大很多,对于温带大陆性气候区其可接受为正确温度的区间为-480～480 ℃,较多的错误温度数据都无法检测出来,质量控制效果较差(图略),双权重标准差法更为适用。3.2 一致性检验


本文编号：2975726