MODIS近红外大气可降水含量与乌鲁木齐地基GPS水汽数据的对比分析

本研究在建立HDF数据图像显示、数据提取和分析平台的基础上,利用乌鲁木齐地基的GPS水汽数据,对比分析了2004年6月2日—8月2日之间37d的MODIS近红外大气可降水含量的精度。发现MODIS反演的近红外PW系统性地比GPS探测的PW偏小,但在变化趋势上是相似的,说明MODIS反演的近红外大气可降水含量还是能够反映水汽的变化趋势。37d中降水出现的日期对应于PW的大值日期,尤其与GPS的大PW日数非常吻合。MODIS近红外大气柱可降水含量能够提供大面积水汽空间分布数据。每天一次的水汽分布数据能够用于研究水汽的时空分布和气候特征。该研究开发的MODIS水汽数据分析处理平台也可应用于其它MODIS反演产品的分析,如地表面温度、气溶胶光学厚度等。

基于SDCORS的区域可降水汽含量分析

利用GAMIT/GLOBK软件对SDCORS站的观测数据进行解算,获得了山东地区各测站的时间间隔为1小时的大气可降水汽序列,将其与NCEP模型插值计算得到的可降水汽含量、地面站点的实际降水量进行了比较分析。结果表明:利用SDCORS观测数据所反演的可降水汽含量有一定的使用价值,可以用于气象学上大气可降水汽含量的研究;GPS可降水汽含量能够作为降水短期预报的指标,能够监测天气变化的过程。

基于区域CORS的可降水汽含量反演及其精度分析

为了检验区域CORS反演可降水汽含量的精度,本文使用SDCORS的2012年全年的观测数据,通过多参数法建立误差方程和法方程的方法解算出对流层延迟,进而转化为可降水汽含量。提出了利用定位精度判断可降水汽含量反演精度的方法。文中使用此方法将GPS/PWV与NCEP/PWV对比分析的方法进行精度检验,结果显示利用区域CORS反演可降水汽含量的方法达到了较高的精度。

大气气柱内水汽总含量的红外光谱遥测

我们研制了一台太阳红外光谱仪，在地面连续自动地记录了晴天的太阳红外光谱．利用３．４３４μｍ（２９１ｃｍ～（－１））波段附近水汽对太阳光谱的吸收反演出整层大气中水汽的总含量． 遥测结果与无线电探空相当吻合．经过近一年半的观测，得到了合肥地区垂直气柱中可降水含量的日变化和季节变化规律，并发现气柱中可降水含量与地面露点温度有较好的相关，并对结果进行了讨论．

利用多GNSS分析澳大利亚极端降雨水汽变化

利用澳洲153个全球卫星导航系统(GNSS)站提供的北斗卫星导航系统(BDS)、全球定位系统(GPS)、伽利略卫星导航系统(Galileo)的多系统观测数据与武汉大学发布的超快速轨道和钟差产品/最终产品,计算2017年澳洲一次极端降雨过程中测站上空的天顶对流层延迟(ZTD)和大气可降水含量(PWV)。结果表明:多系统GNSS联合解算的ZTD与国际GNSS服务(IGS)最终产品互差的平均偏差为-0.01 mm,较单一GPS系统解算偏差更小;准实时ZTD计算与事后计算精度相当。利用气象再分析资料ERA5提供的温压数据进行PWV反演和精度验证的结果表明:多系统GNSS反演PWV与ERA5互差RMS为2.71 mm,符合气象学研究要求。最后,结合ERA5陆面产品的逐时降水量数据分析PWV与本次降雨的关联。在时序上,PWV达到极大值后2~3 h内降水量达到最大值。在空间上,PWV高值地区与强降雨地区具有高度一致性。

基于北斗/GNSS的中国-中南半岛地区大气水汽气候特征及同降水的相关分析

本文采用统一的处理模型和处理策略对中国-中南半岛地区地基北斗/GNSS测站2006—2016年历史观测数据进行高精度重处理和水汽反演,获得近10年的大气可降水含量(PWV)产品。基于北斗/GNSS PWV产品,研究了该地区大气水汽平均含量、年周期振幅和半年周期振幅等气候特征,发现这些特征主要受到了测站纬度、高程以及季风的影响。通过分析PWV同并址气象站降水观测的关联特性,揭示了该地区大气水汽含量同降水相关性随测站纬度减小而降低的特点(在云南相关系数可达0.8,在靠近赤道的泰国南部相关系数约为0.2)。此外,PWV和降水的距平值相关分析表明,相比于历史同期,大气水汽含量较高的月份在一定程度上对应着降水异常偏高,两者相关系数为0.2~0.4。

火灾期间GNSS-PWV的变化及与大气颗粒物相关性分析

本研究以2020年美国加州森林火灾为具体案例,利用火灾影响区域内5个全球卫星导航系统(GNSS)站点约1年时长的数据集,全面分析了火灾不同阶段下可降水汽含量(PWV)的动态变化及其与大气颗粒物(PM)浓度的相关性。首先,研究证实了北、东、垂向3个方向上的坐标解算精度均在毫米级,且GNSS_PWV的解算精度在2 mm左右。其次,大气颗粒物浓度在火灾发生前维持在较低水平,并呈示出稳定的变化模式。火灾发生时期,PM浓度逐渐增加,在约第250天达到峰值,随后逐渐下降。相应地,GNSS_PWV数值也呈现出与PM浓度高度一致的变化模式。最后,通过统计分析,发现火灾前、中、后期,5个GNSS站点处GNSS_PWV与SUM_PM之间的平均相关性分别为26.01%、45.03%和27.61%,并且所有阶段的相关性P值均小于0.05,GNSS_PWV与PM浓度之间存在显著的相关性。

利用北斗/GNSS观测数据分析“21·7”河南极端暴雨过程

2021年7月,受台风“烟花”和“查帕卡”影响,河南省发生罕见的极端暴雨事件,造成了重大人员伤亡和巨额经济损失.极端暴雨的产生过程极为复杂,大气可降水含量(PWV)是产生降雨的主要因素之一.分析暴雨的发生过程与PWV之间的关系,对于暴雨发生的短时临近预报具有重要意义.本文利用河南省220个连续运行的北斗/GNSS站观测数据,采用精密单点定位(PPP)和克里金插值方法,获取了本次极端暴雨发生期间河南省高时空分辨率的PWV空间格网数据;同时结合省内116个气象站降雨量数据,分别从时间和空间上分析了PWV变化与极端降雨之间的关系.结果表明,通过PPP获取的北斗/GNSS站PWV与国际权威的全球气象再分析资料ERA5反演的测站结果互差均方根(RMS)为3.2 mm;进一步通过克里金插值获取的PWV空间格网数据与探空仪实测结果的互差RMS为4.6 mm,与ERA5反演的格网数据互差RMS为4.4 mm,表明本文的PWV数据精度符合气象学研究要求.通过分析北斗/GNSS站与并址气象站的PWV和小时降雨量的时间序列,发现暴雨期间并址站上空的PWV达到高数值水平,并且在极端降雨发生前1~3小时PWV多表现出陡增现象.通过分析PWV与小时降雨量的空间分布关系,发现本次极端暴雨中高数值PWV地区,其降雨强度也普遍较高,与实际受灾情况相符.

基于IGS超级跟踪站的近实时GPS气象研究及应用

目前国内许多城市开始将CORS综合应用网服务于气象部门,为给地基GPS气象研究人员提供一个真实的研究环境,本文基于IGS超级跟踪站网络搭建了一个近实时GPS气象系统,并结合实测数据验证了该系统的有效性。基于该平台可以系统地研究GPS遥感水汽、层析水汽三维分布、数值天气预报同化GPS水汽以及利用电离层分布进行空间天气预报等理论。

Foundation Treatments for Embankments over Highly Compressible Peat in CKE Project

The construction of CKE road embankments is undertaken over soft soils, which include peats, organic soils, clays and sludge. The moisture content of peat is up to 700% and void ratio is up to 11.99. It＇s very easy for the embankments of high moisture content, high void ratio and of the high compression nature to cause too much settlement and loss of stability. Embankment stability during construction and residual settlement of pavement during service period are two major challenges to be faced of the design and construction. This paper outlines the site investigation, laboratory tests and monitoring data in a few selected existing preloading areas, and presents the back-analysis results of the modified secondary compression indices of in-situ soft materials. It is found that the early monitoring data after primary settlement completion are a more reliable approach to estimate the residual settlements within a nominated duration.