SDCORS反演大气可降水量研究

摘要

随着全球定位系统(Globle Positioning System,GPS)和GPS气象学研究的迅速发展,利用地基GPS反演大气可降水量成为一种全新有效的水汽探测手段,而连续运行参考系统(Continuously Operating Referernce System,CORS)建设的迅猛发展,使得区域CORS反演大气水汽日益受到关注.国内外气象部门及研究者对其进行了一系列研究,旨在提高CORS反演大气可降水量的精度、实时性及实用性,发掘其应用潜力.
　　本文基于山东省连续运行参考系统(Shandong Continuously Operating Referernce System,SDCORS),对区域CORS反演水汽的原理和方法进行了分析研究,鉴于加权平均温度时空特性明显,且现有模型存在区域误差,研究建立了适合山东地区的加权平均温度模型,并评估检验SDCORS反演水汽的精度,分析其与实际降水量间的相关关系.主要研究内容和成果如下:
　　1.由于大部分CORS站未配备气象传感器,无实测气象数据,分析了GPT2模型和GGOS Atmosphere格网数据插值的加权平均温度值在山东地区的适用性,为加权平均温度模型的建立和SDCORS反演水汽提供了数据支持;
　　2.由于探空站分布稀疏,确立的加权平均温度模型不能够较好地代表山东整个区域范围,因此,提出采用4个探空站(山东地区2个探空站和邻近2个探空站)+9个山东区域空间均匀分布的站点,借助GPT2模型和GGOS Atmosphere求取地表气象参数和加权平均温度值,进而建立加权平均温度模型,研究表明,基于地表温度和水汽压的季节性模型优于年模型0.26K~0.35K,具有较高的稳定性和可靠性,是适合山东地区最优的加权平均温度模型;
　　3.利用新建立的基于地表温度和水汽压的季节性模型和GPT2估算的地表气象参数求解的SDCORS/PWV,与GAMIT/PWV和Radio/PWV对比分析,以评估SDCORS/PWV的精度,分析表明,SDCORS/PWV与Radio/PWV具有高度的一致性,精度优于GAMIT/PWV;
　　4.通过与实际降水量对比分析发现,SDCORS反演大气可降水量与实际降水量,尤其强降水,与PWV值及PWV突变量有关,其检测降水的概率高达80%以上,对水汽的监测具有一定的实际意义.

目录

第一个书签之前

摘 要

Abstract

目 录

Contents

1 绪 论

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 CORS的发展

1.2.2 地基GPS气象学的发展

1.3 本文主要研究内容

2 CORS反演大气可降水量基本理论

2.1 地基GPS气象学理论基础

2.1.1 对流层延迟基本原理

2.1.2 天顶对流层延迟模型及计算

2.1.3 GPS可降水量的推算

2.2 CORS反演大气可降水量

2.2.1 CORS可降水量推算过程

2.2.2 CORS反演大气可降水量特点

2.3 探空数据获取大气可降水量原理

2.4 本章小结

3 GPT/2模型和GGOS在山东地区的适用性分析

3.1 GPT/2模型适用性分析

3.1.1 GPT/2模型简介

3.2 GGOS Atmosphere适用性分析

3.2.1 GGOS Atmosphere及其插值方法

3.2.2 GGOS Atmosphere精度检验

3.3 本章小结

4 利用多源数据构建山东地区加权平均温度模型

4.1 加权平均温度的确定方法

4.2 加权平均温度的特性分析

4.2.1 加权平均温度的时空变化特性

4.2.2 加权平均温度与地表气象参数的相关性分析

4.3 加权平均温度模型的建立与精度分析

4.3.1 基于地表温度建立模型

4.3.2 基于地表温度和水汽压建立模型

4.4 本章小结

5 SDCORS反演大气可降水量试验分析

5.1 SDCORS水汽反演方案设计

5.2 SDCORS反演大气可降水量精度检验

5.3 SDCORS反演大气可降水量与实际降水量关系

5.4 本章小结

6 结论与展望

6.1 结论

6.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间主要成果