SDCORS反演大气可降水量研究

发布时间：2020-09-19 15:06

【摘要】：随着全球定位系统(Globle Positioning System,GPS)和GPS气象学研究的迅速发展,利用地基GPS反演大气可降水量成为一种全新有效的水汽探测手段,而连续运行参考系统(Continuously Operating Referernce System,CORS)建设的迅猛发展,使得区域CORS反演大气水汽日益受到关注。国内外气象部门及研究者对其进行了一系列研究,旨在提高CORS反演大气可降水量的精度、实时性及实用性,发掘其应用潜力。本文基于山东省连续运行参考系统(Shandong Continuously Operating Referemce System,SDCORS),对区域CORS反演水汽的原理和方法进行了分析研究,鉴于加权平均温度时空特性明显,且现有模型存在区域误差,研究建立了适合山东地区的加权平均温度模型,并评估检验SDCORS反演水汽的精度,分析其与实际降水量间的相关关系。主要研究内容和成果如下:1.由于大部分CORS站未配备气象传感器,无实测气象数据,分析了 GPT2模型和GGOS Atmosphere格网数据插值的加权平均温度值在山东地区的适用性,为加权平均温度模型的建立和SDCORS反演水汽提供了数据支持;2.由于探空站分布稀疏,确立的加权平均温度模型不能够较好地代表山东整个区域范围,因此,提出采用4个探空站(山东地区2个探空站和邻近2个探空站)+9个山东区域空间均匀分布的站点,借助GPT2模型和GGOS Atmosphere求取地表气象参数和加权平均温度值,进而建立加权平均温度模型,研究表明,基于地表温度和水汽压的季节性模型优于年模型0.26K～0.35K,具有较高的稳定性和可靠性,是适合山东地区最优的加权平均温度模型;3.利用新建立的基于地表温度和水汽压的季节性模型和GPT2估算的地表气象参数求解的SDCORS/PWV,与GAMIT/PWV和Radio/PWV对比分析,以评估SDCORS/PWV的精度,分析表明,SDCORS/PWV与Radio/PWV具有高度的一致性,精度优于GAMIT/PWV;4.通过与实际降水量对比分析发现,SDCORS反演大气可降水量与实际降水量,尤其强降水,与PWV值及PWV突变量有关,其检测降水的概率高达80%以上,对水汽的监测具有一定的实际意义。
【学位授予单位】：山东科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：P426.6
【图文】：

山东科技大学硕士学位论文逦ＣＯＲＳ反演大气可降水量基本理论逡逑２邋ＣＯＲＳ反演大气可降水量基本理论逡逑ＧＰＳ卫星发射的无线电信号，穿过厚厚的地球大气层时发生折射，产生时逡逑延和弯曲，进而产生延迟，通常分为电离层延迟和对流层延迟。在ＧＰＳ高精度逡逑定位中，这种延迟量作为误差源而尽量将其消除或减弱，如利用ＧＰＳ双频载波逡逑信号消除电离层延迟，而在ＧＰＳ气象中，这种延迟量（主要指对流层延迟）转逡逑而成为气象研宄的有用信息，对于研宄天气预报、全球气候变化监测等至关重逡逑要［４９］。ＧＰＳ气象学有地基ＧＰＳ气象学和空基ＧＰＳ气象学［５￣两种，如图２．１邋（ａ）逡逑和图２．１邋Ｃｂ）所示。逡逑

ＣＯＲＳ反演大气可降水量，表征相当于大气水汽含量的水柱的高度，亦即逡逑某时刻的大气中的水汽全部凝结为水，并降落到地面的降水量。一般可以利用逡逑与湿延迟之间的相关关系进行求解，ＣＯＲＳ反演的大气可降水量的过程如图２．２逡逑所示。逡逑／１Ｓ邋／逦，精密榞／逡逑－Ｖ高精度ｉ据处理Ｐ—逡逑／逦１邋象参＆邋／逦逦卜邋（Ｔｍ）逡逑ＴＺＺＩＩＩｌ，逦对流层ｉ延迟量逡逑鲁力拳延迟丨逦（ＺＴＤ）逦；逡逑模丨型邋！逦ｙ逦｜转换系数逡逑丁逦（ｎ）逡逑ｒＷｊ＾ｍｉ＆Ｗ］逦Ｊ逡逑（ＺＨＤ）逡逑对流层ｉ延迟量＾逦逡逑（ＺＷＤ）逡逑＾天气可Ｉ降水董＇丨逡逑、邋（ＰＷＶ）邋Ｊ逡逑图２．２邋ＣＯＲＳ反演大气可降水量过程逡逑Ｆｉｇ．２．２邋ＣＯＲＳ邋ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ邋ｏｆ邋ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｌｅ邋ｗａｔｅｒ邋ｖａｐｏｒ邋ｐｒｏｃｅｓｓ逡逑１４逡逑

表３．２气温对比分析参数逦（单位：１Ｃ）逡逑Ｔａｂ．３．２邋Ｃｏｍｐａｒｅ邋ｔｈｅ邋ｐａｒａｍｅｔｅｒ邋ｏｆ邋ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ逦（Ｕｎｉｔｓ邋＂ＸＵ）逡逑、？逦ＧＰＴ逦ＧＰＴ２逡逑站点邋逦逦逡逑逦ＭＥＡＮ邋ＭＡＸ邋ＭＩＮ邋ＳＴＤ邋ＲＭＳ邋ＭＥＡＮ邋ＭＡＸ邋ＭＩＮ邋ＳＴＤ邋ＲＭＳ逡逑章丘站－２．１１逦９．８３逦－１１．４６逦４．２７逦４．７６逦－１．６３逦６．３９逦－９．９６逦３．３７逦３．７４逡逑青岛站－２．９３逦６．２７逦－１０．５３逦２．５８逦３．９０逦－１．６４逦６．９３逦－９．６８逦２．５１逦３．００逡逑郑州站－２．８５逦６．４９逦－１０．６０逦３．７４逦４．７０逦－１．４６逦６．１０逦－８．４９逦２．６７逦３．０４逡逑徐州站－３．０９逦５．９８逦－１２．４１逦３．５７逦４．７２逦－１．７０逦５．４２逦－９．５１逦２．８２逦３．３０逡逑平均值－２．７４逦７．１４逦－１１．２５逦３．５４逦４．５２逦－１．６１逦６．２１逦－９．４１逦２．８４逦３．２７逡逑由图３．１和表３．２可以看出：逡逑１）逦ＧＰＴ模型估算气温精度在－１３邋°Ｃ到１０邋°Ｃ范围内波动，而ＧＰＴ２模型由逡逑于考虑了半年周期，估算气温精度波动范围较小，－１０邋°Ｃ到７邋°Ｃ；逡逑２）逦ＧＰＴ／２模型的估算精度存在季节差异性，夏季基本在０邋°Ｃ附近波动，且逡逑振幅较小，精度较高，春季和冬季波动幅度较大，精度较低；逡逑

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本文编号：2822660