日本区域加权平均温度建模

由于日本区域易受自然灾害频发、水汽特征变化复杂、探空站点分布稀疏的问题,进而制约了高精度水汽的获取,因此缺少此区域的高精度加权平均温度(T_(m))模型.鉴于此,采用2009—2016年全球大地测量观测系统(GGOS) Atmosphere T_(m)和ERA-Interim 2 m T_(s)格网数据新建立一种考虑T_(m)残差季节性变化和周日变化的适合日本区域的T_(m)模型(JQTm模型).同时,利用2017年日本区域13个探空站和110个GGOS Atmosphere T_(m)格网数据,对新建立的JQTm模型在日本区域的精度进行评估.研究发现:与GGOS Atmosphere T_(m)格网数据对比,JQTm模型的偏差(bias)和均方根误差(RMSE)分别为0.15 K和1.92 K,RMSE分别比GPT2w-1模型、GPT2w-5模型提升41.16%(1.33 K)、44.41%(1.53 K);与探空资料对比,JQTm模型的bias和RMSE分别为–0.66 K和2.14 K,RMSE分别比GPT2w-1模型、GPT2w-5模型提升28.43%(0.85 K)、29.61%(0.90 K).JQTm模型能够为日本区域提供高精度的T_(m)值,为研究此区域大气水汽和极端天气提供重要依据.

顾及垂直递减率的中国区域Tm格点产品空间插值

大气加权平均温度(Tm)是全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)反演大气水汽(precipitation water vapor,PWV)的关键参数。当前已有Tm模型提供的Tm信息难以捕获其日周期变化,因此限制了其在高时间分辨率GNSS PWV估计中的精度。大气再分析资料可提供高时空分辨率的Tm格点产品,但是在使用时需要对其进行空间插值,且Tm在高程上的变化远大于其在水平方向上变化。同时,针对中国区域地形起伏大等特点,提出顾及垂直递减率的中国区域Tm格点产品空间插值方法,以分布于中国区域的2015年89个探空站资料为参考值,验证了提出的方法在全球大地测量观测系统大气中心Tm格点产品和美国国家航空和太空管理局提供的MERRA-2的Tm格点产品中的空间插值精度。结果表明:(1)在顾及垂直递减率的Tm格点产品空间插值中,反距离加权法的插值效果优于双线性插值法,其在中国区域全球大地测量观测系统大气中心和MERRA-2的Tm格点产品空间插值中的偏差分别为0.72 K和0.23 K,均方根误差分别为1.94 K和1.87 K。(2)顾及垂直递减率的空间插值效果明显优于未顾及垂直递减率的插值效果,尤其在地形起伏较大的中国西部地区。因此,顾及垂直递减率的空间插值法在中国区域的高精度、高分辨率GNSS水汽探测中具有重要的应用。