青藏高原大气总水汽量的反演研究

利用2001年青藏高原89个气象站资料、NCEP格点再分析资料以及2001—2003年7月3个地基GPS站的大气总水汽量观测资料,对GPS遥感的大气总水汽量与探空观测结果做了比较,研究了大气总水汽量变化对降雨形成的影响,大气总水汽量与地面水汽压的关系,分析了青藏高原大气总水汽量的时空变化特征及其成因。结果表明:GPS遥感的大气总水汽量与探空观测结果吻合得较好,2001年那曲站两种结果相比均方根误差仅0.15 cm;大气总水汽量与地面水汽压之间有良好的相关关系;不同季节高原上基本都存在3个明显的大气总水汽量高值中心:即东南部、西南部和西北部;高原大气总水汽量分布的季节变化与500 hPa风场及整层大气水汽通量的变化关系密切。

一种利用天空辐射计反演大气总水汽量的算法研究

传统计算大气总水汽量是利用改进的Langley方法，通过准确测定传感器的光谱响应函数结合辐射传输方程模拟大气中水汽透射比并反演总水汽量。而本文提出了一种根据天空辐射计940nm通道的太阳直接辐射资料反演晴空条件下大气柱总水汽量的算法，该算法直接根据天空辐射计的观测数据估算了描述大气中水汽透射比的参数（a和b），而不依赖于光谱响应函数的精确测量；反演得到的a和b值包含了观测站温度、气压和湿度垂直廓线的季节变化等信息，不受模式模拟误差的影响。利用2009年3—8月兰州大学半干旱气候与环境观测站（SACOL）天空辐射计资料，用该算法获得了观测时期内大气总水汽量，然后利用同期探空资料反演的水汽量验证天空辐射计反演和微波辐射仪观测的水汽量。结果表明，这两种方法得到的水汽总量都是可靠的。天空辐射计与微波辐射仪、CE318型太阳光度计的反演水汽量表现出较好的一致性，拟合斜率值分别为1．03和1．64，相关系数均〉0．95，相对误差在2．1％～11．3％范围内。该算法可广泛应用于东亚地区天空辐射计网（SKYNET）对总水汽量的反演。

利用MODIS卫星资料监测内蒙古地区大气总水汽量方法研究

由于大气可降水量在人工影响天气、天气预报、气候影响、大气辐射传输等方面都具有非常重要的作用,所以准确精细地监测水汽优为显得重要。随着卫星技术的日益发展壮大,很多地球观测技术从地基观测逐步发展成空基观测。卫星观测时空分辨率很高,而且精度也在不断地提高,逐步成为最主要的地球观测手段。文中利用GPS资料和地面湿度参量(地面水汽压、地面露点)修正了利用地面湿度参量、地理纬度和海拔高度等参量计算大气总水汽量的关系式的基础上研究建立了适合内蒙古地区的MODIS卫星近红外通道监测大气总水汽量方法。

青藏高原及周边地区大气水汽资源分布和季节变化特征分析

利用2001年青藏高原及周边地区的地基GPS观测资料、M O DIS卫星遥感资料和N CEP格点再分析资料分析了青藏高原及周边地区大气水汽分布及其变化特征。研究结果表明,青藏高原东南部地区大气总水汽量的年变化在0.3～3.0cm之间,高原其它地区大气总水汽量的年变化在0.2～2.0cm之间;青藏高原东南部河谷的导流作用非常显著,是暖湿气流进入青藏高原内部地区的重要途径;地理纬度和海拔高度决定了青藏高原地区南湿北干的大气水汽分布特征,而大气环流变化则是造成青藏高原及周边地区大气水汽分布季节变化的主要原因。