利用JPL行星/月球星历计算遥感水汽中的地球固体潮改正

简要介绍GPS遥感水汽的原理,详细讨论了计算地球固体潮改正模型的理论公式。介绍获取JPL星历的方法,以及如何利用JPL行星/月球星历来计算太阳和月亮的坐标,并逐步计算出地球固体潮改正。举例计算了地球固体潮改正,分析了其对水汽的影响,比较了太阳距离、月亮距离与地球固体潮改正的关系。

应用地基GPS技术遥感大气柱水汽量的试验研究

从理论上分析了 AN(Aske and Nordius)大气柱总水汽量 (W)计算模型的偏差 ,探空试验结果证实了理论分析的结论 .作者经过推导 ,建立了新的 W计算模型 ,与探空方法获得的 W值具有很好的一致性 .1 998年进行了一次“GPS暴雨观测试验”.试验结果发现 :可降雨量的高值时段与降雨过程高度相关 ;大的降雨过程 ,在降雨前 ,可降雨量一般都有一段递增过程 ,在降雨结束过程中 ,可降雨量一般都有一个递减过程 ,在突发暴雨事件发生前往往发生可降雨量突然大幅度递增现象 ;在大暴雨事件发生前 ,存在一个长时间的十分明显的孕育阶段 .

GPS水汽遥感中的大气干延迟局地订正模型研究

在GPS遥感水汽过程中,大气干延迟模型的精度直接影响水汽遥感的精度。根据广东清远站1995～2001年的气象探空资料,计算了GPS水汽测量中的实际大气干延迟。在此资料基础上,利用地面气象要素建立了大气干延迟的年和分月局地订正模型。分析结果表明,年模型的精度优于目前广泛使用的普适模型;月模型与年模型相比,效果不是很明显,建立局地分月订正模型意义不大;在对高度角的敏感程度上,局地模型略大些;当高度角小于75时,大气干延迟弯曲路径与直线路径之差ΔS随天顶角增大而迅速增大。

GPS水汽遥感中的大气加权平均温度的变化特征及局地算式研究

根据广东清远1996～2001的气象探空资料,计算了大气加权平均温度,在此资料基础上,利用最优子集回归建立了GPS水汽遥感中的大气加权平均温度局地算式,该算式的精度优于目前广泛使用的Bevis算式.

西藏地区水汽GPS遥感分析

文章对 2 0 0 0年 10月至 2 0 0 1年 4月西藏改则、拉萨两站GPS观测数据 ,利用GAMIT软件进行了解算。通过对两站GPS观测数据的解算 ,结合相应的地面温度、气压观测数据 ,给出了长达 7个月的时间间隔为 30分钟的水汽总量分布。水汽解算结果由GPS解算软件分析达到毫米量级的精度。通过对这两个站点GPS观测资料的分析 ,指出西藏地区水汽日变化较大 ,春秋两季比冬季的日变化大 ;长期的水汽变化具有 5～ 10天左右的周期性 ;青藏高原水汽自西向东输送。

联合GNSS/RS多源数据反演三维大气水汽分布研究

大气水汽作为重要的温室气体之一,其在全球气候变化研究及极端天气预警中起到重要作用.全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)水汽层析技术作为重构高时空分辨率大气水汽三维分布的重要手段之一,目前得到了快速的发展和应用.但受GNSS观测信号几何特征的限制,传统水汽层析模型仍无法解决观测分布不均和空余体素块多的问题.本文首次利用遥感(Remote Sensing,RS)卫星高水平分辨率信号的观测几何优势,提出一种联合GNSS/RS多源数据的水汽层析方法,用于反演高精度的三维大气水汽分布.利用徐州地区GNSS观测数据与MODIS、MERSI两种遥感水汽数据对该方法的可行性及精度进行验证.结果表明:相比于传统GNSS层析模型,GNSS/RS层析模型的观测信号数量和网格穿刺率分别提高了38.41%和55.56%.分别以研究区域的探空站(58027)水汽廓线和ERA5再分析资料为参考值,发现GNSS/RS层析模型的各类精度指标均优于传统模型,其中平均均方根误差分别提高了29.68%和20.31%,并且在不同高度层上GNSS/RS层析水汽产品质量也优于传统模型,这表明GNSS/RS层析模型可有效改善层析结果质量,反演出精确、可靠的大气水汽三维分布信息.

地基GPS与常规探空所测可降水量的比对分析

文章介绍了常规探空和地基GPS遥感两种方式测量大气中可降水量的原理及解算方法。通过对全国4个不同台站2011年8月至2011年11月实际探测结果的比对分析,说明两种测量方法所得结果具有一致性,两种数据可以联网使用。地基GPS遥感水汽探测可以弥补常规探空探测在时间和空间分布上的不足,而用常规探空结果可以对地基GPS遥感水汽进行监测和校准。地基GPS探测的可降水量的连续增大和快速变化信息结合常规探空数据,对强降水的可能性提供了可靠的参考指引。

多波长水汽探测激光雷达回波仿真及误差分析

大气水汽含量随海拔升高急剧减小,为准确获得水汽浓度随高度的分布,设计多波长发射水汽探测星载距离分辨差分吸收激光雷达(DIAL)。选取波长相差较小,水汽吸收截面不同的4个发射波长:其中3个吸收截面较大的波长作为信号光束,第4个吸收截面较小的波长作为参考光束,分3组对不同海拔高度处的水汽浓度进行分段探测。对4个发射波长的回波信号进行了仿真模拟,为验证其水汽探测能力,在白天和夜晚对3组波长水汽浓度探测的相对误差进行分析讨论。结果表明,在相对误差小于20%的情况下,该多发射波长星载距离分辨差分吸收激光雷达系统可以实现白天对流层(小于12 km)、夜晚平流层底以下(小于15 km)水汽浓度的探测。理论上初步证实了该多波长星载距离分辨差分吸收激光雷达能全天时精确地探测对流层水汽浓度分布。

天山山区一次强降雪过程GPS可降水量特征分析

利用2012年新建成的天山山区地基GPS遥感大气水汽总量(GPS-PWV)资料、再分析资料、自动站逐时降雪量资料等,对2012年11月6—9日新疆北部地区、天山山区一次强降雪过程发生、发展前后GPS-PWV演变特征进行分析。结果表明:GPS-PWV的持续上升对未来一段时间内出现降雪过程有一定的预示意义,降雪发生前GPSPWV有十几个小时的持续上升(增幅为近10 a该月平均大气可降水量的1倍左右),在其达到峰值前后3 h内出现降雪;GPS-PWV空间分布大值区与降雪落区有较好的对应关系。随着水汽汇聚和堆积,天山山区各站点GPS-PWV随时间持续上升;水汽随偏西气流进入北疆及沿天山地区。与之对应,GPS-PWV也呈现出自西向东逐渐增加的空间分布型,说明GPS-PWV能够较准确的从时间和空间上反映大气中水汽的特征。