GPS反演的大气可降水量变化特征及其与降水的关系研究

利用GPS技术反演得到2009年盐城5站的大气可降水量（PWV）序列，分析了PwV随时间的变化特征及其与实际降水的关系。结果表明：PwV夏季占全年总量43．15％，春、秋季分别为19．21％和26．43％，冬季为11．21％；日变化过程中，最小值出现在07-08时，16-18时达到最大．夏季日变化幅近12mm，春、秋季为7mm左右，冬季不足5mm；应用Morlet小波分析，得到全年Pwv呈现15d、30d、60d、准半年等多尺度周期变化，且时域分布不均；夏季降水大多发生在PWV峰值出现后1～2h内，春、秋季降水主要发生在峰值出现后的2～3h内，冬季则为峰值出现3h之后；当春到冬各季的PWV的2h增量分别达到5、6、5、4mm时，出现降水的概率为60％～70％。

天山北坡东段GPS反演的大气可降水量变化特征及其与降水的关系

利用2012年3月—2013年2月新疆巴里坤国家基本气象站地基GPS反演的大气可降水量（PWV）、降水量逐时资料,研究分析了PWV的时间变化特征及其与降水的关系。结果表明：GPS/PWV资料能够反映巴里坤地区大气中水汽含量的变化。其中,PWV月变化呈典型的单峰型分布,7月最大,1月最小;PWV日变化呈1峰2谷变化,最大值出现在10：00,最小值出现在04：00和20：00。降水较最大PWV出现时间明显滞后,春、夏季降水多发生在PWV最大值出现后1-3 h,秋、冬季降水多发生在PWV最大值出现后2-4 h;PWV最大值与小时降水量有很好的对应关系,PWV最大值出现有降水产生共39次,占总次数62.9%,但与小时最大降水对应仅有18次。

用连续GPS与远震体波联合反演2015年尼泊尔中部M_S8.1地震破裂过程

由于印度-欧亚板块碰撞,位于板块边界带的喜马拉雅地区大震频繁,但对其活动性的认识仍十分有限.2015年4月25日尼泊尔中东部地区时隔80年再次发生8级地震,为研究板缘地震提供了一次难得机遇.本文用西藏和尼泊尔的GPS连续观测数据和全球分布的远震地震波记录联合反演此次特大地震的破裂过程,结果显示此次地震发生在印度板块与青藏高原接触边界面——喜马拉雅主滑脱断层上.北倾11°、近东西（295°）走向的断层面破裂约100km长（博卡拉到加德满都）,130km宽（从加德满都深入我国西藏吉隆县）,破裂以逆冲滑动为主,平均幅度达到2.4m,释放的地震矩高达9.4×1020 N·m.反演结果还显示,震源体主要破裂分布深度范围为5~25km,应无地表破裂,属于一次盲地震.基于GPS资料推测的地壳现今运动速率及1833年地震的震源位置,我们推测地震在此次地震破裂区域复发的周期可能为150~200a,而极震区以南的深部滑脱断层仍保持闭锁,未来仍有导致灾害性大震的可能性.

地基GPS水汽反演中区域大气加权平均温度模型

利用地基GPS反演可降水量,需要准确求得水汽转换参数。为了提高区域GPS大气水汽反演的精度,分析了大气加权平均温度的时空特性及其与地面温度之间的函数关系;利用江苏地区2003—2011年的气象探空数据建立了适用于江苏地区的局地大气加权平均温度计算模型。比较江苏模型、Bevis模型和李建国模型求得的大气加权平均温度值,江苏模型的精度较Bevis模型和李建国模型分别提高33.14%和9.28%。由江苏模型得到的可降水量内符合精度约为11.12 mm,较GAMIT软件结果精度提高约7.91%。

安徽省GPS/MET水汽反演资料质量控制初步研究

本着提高安徽省GPS/MET水汽反演资料质量的宗旨,利用综合判别法开展了GPS/MET水汽反演资料质量控制。首先,对2011年7月—2014年9月GPS/MET水汽反演资料进行分析,形成该资料的界限值,作为综合判别法的第1步;在第1步的基础上采用偏差(GPS/MET水汽实际观测值与全球再分析GDAS计算可降水量值的偏差)阈值法进行资料的整体质量控制,作为第2步;进一步对偏差较大月份的水汽资料采用双权重法进行质量控制,作为第3步,并且初步给出了GPS/MET水汽反演资料与降水的序列关系,最终形成安徽省GPS/MET水汽反演资料质量控制后的数据集。利用GPS/MET观测系统水汽资料高精度、高时空分辨率的特点,研制的数据集以及相应的质量控制方法能够为后期的水汽资料同化和融合奠定基础。

南京地区地基GPS水汽反演中加权平均温度模型研究

地基GPS气象学的核心思想是通过垂直方向上GPS信号的湿分量延时确定出可降水量,而这两个物理量之间的转换必须使用加权平均温度。本文讨论了加权平均温度的几种逼近方式及其容许误差,然后利用南京地区高空大气探测资料,采用回归分析方法,建立了适合该地区对流层加权平均温度计算公式。研究结果表明,该公式有效地消除了在南京地区使用探空数值积分公式引起的系统误差,较好地满足了地基GPS气象应用中对温度实时性和高精度的要求。

济南区域GPS水汽反演系统的气象资料处理

根据济南市区域GPS水汽反演系统的要求,开发了济南市区域GPS站的气象资料处理软件,该软件基于气象观测站实时数据库和气象观测文件Z文件,自动生成RINEX格式的气象数据文件,完成GPS水汽反演系统的气象资料匹配。重点介绍了GPS水汽反演系统气象数据的格式要求、数据选取和气象资料处理的具体功能实现。

南京地区地基GPS水汽反演中加权平均温度模型研究

地基GPS气象学的核心思想是通过垂直方向上GPS信号的湿分量延时确定出可降水量,而这两个物理量之间的转换必须使用加权平均温度。本文利用南京地区高空大气探测资料,采用回归分析方法,建立了适合该地区对流层加权平均温度计算公式。研究结果表明,该公式有效的消除了在南京地区使用常规公式引起的系统误差,较好地满足了地基GPS气象应用中对温度实时性和高精度的要求。

GPS可降水汽含量在强降雨过程中的特征分析

针对水汽在大气中易于变化,高时空分辨率水汽资料的欠缺,造成强降雨短时临近的预报水平不高的问题,探讨分析了GPS水汽反演的精度。利用香港CORS数据,通过GAMIT软件解算获得各测站1h大气可降水量时间序列,将其与探空数据获得的液态水含量(PWV)和实际降水量进行比较分析。结果表明,GPS/PWV与Radio/PWV在整体变化趋势上具有很好的一致性,其相关系数大于0.9;GPS/PWV与Radio/PWV精度相当,两者平均偏差小于1mm,均方根误差小于3mm;GPS反演的大气可降水量与实际降水量具有较好的对应关系,能够精确地监测到水汽变化的过程,可以用于水汽的监测和预报研究。

COSMIC大气掩星开环数据反演方法

COSMIC星座GPS无线电掩星探测利用GPS开环接收技术提高低层大气观测数据的质最和对上升掩星事件的跟踪能力.开环掩星观测数据受到GPS导航数据调制的影响,在其数据后处理中必须消除该影响以获得高质量的科学反演结果.利用GPS导航数据调制码数据和利用开环数据本身内在的关系等两种方法可以消除该影响.将上述方法应用于COSMIC的掩星事件个例反演,获得了修复的大气附加相位数据;并利用几何光学近似反演方法和全谱反演方法,获得了射线弯曲角.全谱反演方法获得的弯曲角及其温度反演结果与COSMIC数据中心的结果一致,说明我们的算法是有效的.

利用GPS资料反演大气水汽含量的研究

本文简要介绍了利用 Ｇ Ｐ Ｓ资料反演确定大气水汽含量的原理和方法，并结合我国北京、上海和武汉三个 Ｇ Ｐ Ｓ跟踪站的实际观测资料反演确定了这三个测站的大气水汽含量。

GPS动态水汽反演对对流层天顶延迟解算精度分析

针对GPS动态水汽反演过程中对对流层天顶延迟解算精度的评估方法问题,提出了一种利用对流层延迟闭合和附合条件来评估对流层估计精度的方法。通过对PBO观测网中的12个CORS基站以及6个IGS基站的观测数据分析,分别从内符合精度和外符合精度两方面来评估动态对流层解算的精度。在内符合精度的数据处理上,使用事后精密星历,每15s计算一次相对对流层延迟数据。精度满足GPS动态水汽反演对天气预报的基本要求。在外符合精度的数据处理上,使用事后精密星历和超快星历分别对天顶方向对流层延迟进行处理,根据与静态参考值进行比对,两者结果高度吻合。研究结果对GPS动态水汽反演中动态对流层天顶延迟的解算具有重要的参考价值。

芦山地震断层的滑动分布与汶川地震断层的关系

本文利用2013年芦山M S7.0级地震同震GPS数据反演了芦山断层几何与断层滑动分布,结果表明:芦山地震发震断层具有南陡北缓、上陡下缓的特征,低倾角的区域位于发震断层北段且靠近映秀断层的一侧;滑动分布模型的最大滑动量为0.82 m,其深度为13.67 km与小震发生集中平均深度12.5 km接近.我们选取1998—2014年龙门山断裂带区域地壳形变观测数据,拟合获得了龙门山断裂带走向方向上的速度分量,发现在汶川M S8.0地震与芦山M S7.0地震之间宽度约30 km破裂空区,龙门山断裂带西南段与东北段的形变分量以破裂空区为界方向相反.断裂带东北段(汶川地震主要发震断层)的形变分量方向与断层右旋走滑运动方向一致,而在断裂带西南段(芦山地震发震断层)的形变分量方向与断层左旋走滑运动方向一致.芦山地震走滑方向与汶川地震走滑方向相反是因为该断裂带构造运动在特有几何构造下受青藏高原东南向挤压,遇龙门山中段岩石圈楔状构造的阻挡,在汶川M S8.0地震与芦山M S7.0地震间的地震空区,形成了构造运动向其两侧分流的结果.

地震活动性模拟方法及太原地区地震活动性模拟

本文改进了地震活动性模拟方法,使模型可以使用GPS反演得到的断层滑动速率的结果作为应力加载,进行区域的地震活动性模拟.选取太原地区作为研究区域,模拟并分析太原地区地震活动性.计算太原地区长达20000年的理论地震目录,通过对理论地震目录进行分析发现模拟结果的震级频度关系与实际观测资料具有相似性.太原地区的震级大于6级的模拟地震在时间上表现出很强的随机性,与年平均发生率为0.0129a^(-1)的Poisson过程对比,当采用卡方检验进行检验时,置信水平达到99.0%;然而,单一断层的强震的时间分布与相应年平均发生率的Poisson分布并不完全相近,部分断层拟合置信水平为90%左右,部分断层置信水平接近为0.这一结果表明,用Poisson过程估计太原地区长期地震发生率是比较合理的,估计单一断层上的地震危险性不是十分合理.地震危险性模拟结果显示,太原盆地地区7级以上地震的复现周期为4000年.

基于地势拟合的三维层析方法研究

针对传统层析方法中平面分层易导致测站不能全部进入第一层的问题,提出一种基于地势拟合的三维层析方法,该方法能够有效解决测站之间的高差问题,并针对卫星信号与曲面穿刺点位置求解问题,给出在拟合曲面分层后的基础上进行单个格网平面化的求解方法。研究表明,在低于3 km、高于6 km的空间区域,基于地势拟合的三维层析方法较传统层析方法更贴近探空结果,但是在3~6 km的中间区域精度较差。最后提出基于地势拟合的三维层析方法与传统层析方法拟合方案的组合解算,并证明该方法能够显著的提高层析精度。