大气可降水量

摘要： 采用中国区域2017~2018年与GNSS站并址的49个探空站资料对GPT3模型估算的气象参数的精度进行评估,再利用49个GNSS站结合GPT3模型估算的气象参数反演日均大气可降水量PWV,并采用与GNSS站并址的探空站数据对其精度进行评定。实验得出:(1)在中国地区,1°分辨率的GPT3模型的精度和稳定性优于5°分辨率,其气压、气温和大气加权平均温度T_(m)的偏差均值分别为0.73 hPa、1.34 K和-1.67 K,均方根误差均值分别为4.21 hPa、3.75 K和4.15 K;(2)利用GPT3模型提供的气温结合Bevis经验公式反演的PWV与GPT3模型提供的T_(m)反演的PWV精度相当,且2种方法反演的PWV和探空资料实测地表温度反演的PWV呈现很好的一致性,在我国青藏高原和西北地区反演PWV的精度优于我国南方和北方地区。

摘要： 使用亚洲区域18个IGS测站和中国区域内16个探空站2016~2018年的数据,研究GPT3模型反演天顶对流层延迟(ZTD)和大气可降水量(PWV)的精度,并与其他GPT系列模型进行对比。结果表明,GPT3-1模型估计的ZTD的bias均值和最大值均最小,分别为1.34 mm和14.06 mm;GPT3模型整体精度略优于GPT2w模型,优于GPT2模型。探空站处GPT3模型反演的PWV的bias和RMSE均表现出较强的季节性特征;由GPT3模型反演的PWV的月均值可知,GPT3-1模型比GPT3-5模型具有更高的精度和稳定性。

摘要： 针对最终精密星历产出时延较长,无法满足实时反演大气可降水量的问题,基于加米特(GAMIT)软件,采用超快速精密星历(IGU)的24 h预报星历和最终精密星历(FPE),分别对中国香港地区2018年全年19个连续运行参考站(CORS)的大气可降水量(PWV)进行了反演解算,并结合实际降雨量,分析IGU星历对于PWV的反演精度。结果表明:IGU-PWV与探空数据(RAD)PWV相关系数达到了0.96,IGU-PWV与FPE-PWV相关系数达到0.99;IGU-PWV值与RAD-PWV全年均值相差为3.73 mm,在雨季二者相差4.98 mm,在非雨季二者相差2.49 mm,且全年IGU-PWV变化趋势基本与实际降雨量变化趋势一致。综合可知,IGU的24h预报星历能够满足实时探测大气可降水量的精度要求,可作为水汽探测的手段之一。

摘要： 地基GNSS反演水汽空间分布技术是一种利用GNSS卫星信号在大气中的传播延迟来反演大气水汽信息的技术,相较于传统水汽观测手段,它具有连续运行、低成本、全天候、时间分辨率和精度高等优点。利用地基GNSS不仅可以反演得到大气可降水量的二维信息,也可以通过水汽层析技术重构大气水汽密度的三维信息。

摘要： 针对大气可降水量(Precipitable Water Vapor,PWV)精细化过程中插值算法的选取,本文系统性地分析了线性插值三角网法、克里金插值法、空间反距离(Inverse Distance Weighting,IDW)插值法3种方法,并提出了顾及GNSS水汽特性和站间距离的优化IDW插值方法.该方法通过分析GNSS站点距离与大气水汽分布特性对插值结果的影响,进而对插值参数进行优化,使插值结果靠近高精度的观测值.利用2017年5—7月徐州连续运行参考站的GNSS实测数据与探空站数据对该方法进行分析,实验结果表明:顾及GNSS水汽特性和站间距离的优化IDW插值方法的标准差、平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差都要低于其他3种经典插值方法,其中均方根误差分别降低了14.88%、15.70%、4.12%.此外,本文分析了暴雨天气下不同插值算法重构高分辨率大气水汽分布图的能力,发现采用优化IDW插值方法能够显著减小采样站点分布不均及降水量激增造成的插值误差.这表明优化方法有助于重构局部地区稀疏GNSS站网的高分辨率大气水汽分布图,改进监测能力.

摘要： 针对不同全球温度气压湿度模型(GPT/GPT2/GPT3)在不同地区精度不一致的问题,利用CMONOC观测数据验证GPT/GPT2/GPT3模型在广东省适应性,分别对气温、气压、水气压和大气可降水量进行定量分析,实验结果表明:GPT3模型在气温方向较GPT2和GPT模型相比,BIAS值分别提升26.7%、53.7%,RMS值分别提升40.2%、59.0%;GPT3模型在气压方向较GPT2和GPT模型相比,BIAS值分别提升45.2%、59.7%,RMS值分别提升47.0%、57.2%;GPT3模型在水气压方向较GPT2和GPT模型相比,BIAS值分别提升29.0%、66.3%,RMS值分别提升34.1%、61.9%;GPT3模型反演PWV结果精度明显优于GPT和GPT2模型,GPT、GPT2、GPT3模型反演PWV结果的RMS值精度分别优于7.7 mm、5.4 mm、3.2 mm,实验结果说明GPT3模型在广东地区适应性更强,精度更佳,稳定性更强。

摘要： 利用快速精密星历(IGR)和超快速精密星历(IGU)产品对香港地区连续运行参考站(HKCORS)数据进行地基GNSS PWV反演的可行性进行实验,并对结果进行精度评估。实验结果表明3种方案基线解算的NRMS值均小于0.3,同一天观测数据3种解算方案的NRMS值基本一致,证实了使用IGR和IGU产品替代IGF产品进行基线解算的方案是可行的;采用IGF、IGR和IGU产品反演的PWV与探空站参考值间的偏差分别优于1.5 mm、2.5 mm和4.0 mm,IGF产品反演的PWV与探空站观测数据最为接近,说明IGF反演的PWV精度最佳,IGU产品反演的PWV结果精度较低,但满足气象预报对精度的要求,借助IGU产品反演PWV可以为气象预报提供参考。

摘要： 针对贝维斯(Bevis)模型在兰州地区适用性差的问题,提出了利用2014—2018年全球气候监测数据集(ERA5)的再分析数据,结合榆中站探空数据,采用线性回归的方法构建适用于兰州地区的单因子模型和双因子模型,并与Bevis模型和龚邵琦模型进行反演大气可降水量对比分析。实验结果表明:新构建的单因子模型和双因子模型精度整体优于Bevis模型,将其用于反演大气可降水量时,对比Bevis模型和龚邵琦模型,新构建的单、双因子模型与实际降水量更接近,可以达到地基全球卫星导航系统(GNSS)反演大气可降水量的要求。

摘要： 海洋二号卫星(HY-2A)校正微波辐射计(CMR)水汽产品是全球海洋水汽探测的重要数据源,对于全球天气系统演变和气候变化研究具有重要意义。以ECMWF数据为参考,对2015年CMR海洋、陆地、海冰等不同标识的水汽数据进行了全面的精度检验,分析了CMR海面水汽数据精度的时空分布特征,并对极地海域CMR陆地+海冰异常水汽数据进行了误差分析和线性偏差校正。结果表明,HY-2A CMR海面水汽相对于ECMWF/PWV的平均偏差和均方根误差(RMSE)分别为0.02 mm和2.11 mm,CMR海面水汽与ECMWF/PWV具有很好的一致性;CMR海面水汽数据的精度没有明显的季节性变化,但随着纬度的增加而增加,且南半球精度略优于北半球,具有明显的空间分布特征;CMR陆地+海冰异常水汽数据存在明显的线性系统偏差,经校正后两个区域(60°W附近和100°W附近)CMR水汽的RMSE分别为2.65 mm和1.69 mm,与CMR海面水汽数据的精度基本一致。

摘要： 提出一种顾及水汽衰减因子的PWV估算模型,通过输入地面大气水汽压和水汽衰减因子获得PWV,并选取2018年中国地区85个探空测站和7个IGS测站1 a的观测数据用于验证新模型的精度。结果表明,在已知当日水汽衰减因子的情况下,模型估算的PWV精度约为2 mm;也可通过GPT2w格网内插得到任意位置的水汽衰减因子,其结果精度与传统的一次多项式模型相当,但新模型的作用范围更广、适用性更强。

摘要： 水汽是水文循环的物质基础和能量来源,也是大气降水的必要条件.因此深入的研究中国大气可降水量的变化特征对于气象防灾减灾具有重要意义.本文利用中国1998－2010年72个探空站点资料,采用探空法计算得到中国月平均大气可降水量,并以此为基础,计算得到中国各站点的季节、年平均可降水量,最后再对结果进行显著性检验和分析.结果表明,中国大部分地区年平均可降水量呈递减趋势.中国可降水量总体呈由东南沿海向西北内陆递减的趋势,南方地区年平均可降水量最大,约为40mm,西北地区年平均可降水量在10mm左右,北方地区在20mm左右.在季节方面,中国大气可降水量在冬季最少,夏季最多,秋季次之.地理纬度、环流系统、海陆分布、地形因子、季节是影响中国大陆可降水量主要因素.四川盆地地区有一高湿区,在云贵高原东部递减趋势显著,其地形因素影响显著.

摘要： 利用海西地区地基GPS数据遥感全省的大气可降水量PWV,动态分析PWV值的空间格局变化规律,并结合气象资料,对GPS遥感的大气可降水量与局地降水之间关系进行了定量分析.结果表明:地基GPS遥感的大气可降水量资料可监测海西地区福建上空的水汽空间分布格局和变化特征,对于动态监测全省降水过程的变化有着很好的指示作用.在与具体测站的大气可降水量PWV和实际降水的对比分析中可以发现,充足的PWV含量是产生降水的必要非充分条件,降水还与局地的热动力抬升条件密不可分.PWV的变化并不一定与测站的降水量密切对应,但与以测站为中心的局地降水的发生有着高度相关性,有着很好的预示作用.

摘要： 基于2015年12月～2016年2月辽宁省21个GPS水汽监测系统探测的大气可降水量(Precipitalble Water Vapor,PWV)资料,并结合降雪观测、L波段探空资料、NCEP1°×1°再分析资料和拉格朗日方法轨迹模式(HYSPLIT),研究辽宁省冬季PWV特征.结果表明:沈阳和大连站GPS探测的PWV和L波段探空数据计算的PWV之间的相关系数均达到0.9,均方根误差小于1.3mm.辽宁省冬季PWV平均值为4.5～7.5mm,南部沿海地区PWV明显大于北部地区,PWV随着海拔高度的升高降低明显,在冬季低层水汽对整层PWV的贡献率更为重要.13次降雪过程中PWV平均值为9.6～14.6mm,1月降雪日PWV平均值和降雪前PWV变化量明显低于2月和12月.根据影响降雪的地面系统将降雪个例分为4类,PWV平均值由大到小分别为蒙古气旋型、南方气旋型、倒槽型和高压前部型.沈阳和大连站点不同类型气团中PWV也有所不同,西南气团PWV最大.

摘要： 利用大连市气象局地基GPS/MET观测网大气可降水量(PWV)数据,分析2011年瓦房店、庄河、长海地区降水天气过程PWV的变化特征及其与降水量和降雨强度的关系,在此基础上通过分析物理量场和天气系统,探讨了大尺度水汽输送、辐合与PWV变化的关系,以及GPS在暴雨天气时的应用.结果表明:PWV的增长方式受当地天气系统的支配和制约,对于一次明显的降水过程,从开始到结束PWV的变化与降水值有明显的相关性:表现为当有水汽由南向北输送时,PWV在降水开始前逐渐地增长,当地面、高空有大范围的水汽辐合并且当高空的比湿值大于10g·kg-1时,PWV显著增长(降水开始前4-5h),主要降水时段与PWV的峰值相对应,同时PWV的增幅的大小与降雨强度有明显的关系.

摘要： 利用2012年3月－2013年2月天山北坡东段巴里坤国家基本气象站地基GPS反演的大气可降水量(PWV),分析了PWV随时间的变化特征及其与实际降水量的关系.结果表明:GPS/PWV资料能够反映大气中水汽含量的变化.PWV月变化呈单峰型分布,7月达到峰值,月平均值为36.71mm,最小月为1月,仅有4.97mm;全年PWV日变化呈峰谷变化,最大值出现在10时左右,最小值出现在04时和20时左右.春、夏两季降水多发生在PWV最大值出现后1～3h,秋、冬季降水多发生在PWV最大值出现后2～4h;PWV最大值与小时降水量有很好的对应关系,PWV最大值出现时有降水产生共39次,占总次数63.9％,但与小时最大降水对应仅有18次.

摘要： 利用福建省地基GPS数据遥感全省的大气可降水量PWV,动态分析PWV值的空间格局变化规律,并结合气象资料,对GPS遥感的大气可降水量与局地降水之间关系进行了定量分析.结果表明:地基GPS遥感的大气可降水量资料可监测福建上空的水汽空间分布格局和变化特征,对于动态监测全省降水过程的变化有着很好的指示作用.在与具体测站的大气可降水量pWV和实际降水的对比分析中可以发现,充足的pWV含量是产生降水的必要非充分条件,还与局地的热动力抬升条件密不可分.PWV的变化并不一定与测站的降水量密切对应,但与以测站为中心的局地降水的发生有着高度相关性,有着很好的预示作用.

摘要： 利用大连市气象局地基GPS/MET观测网大气可降水量(PWV)数据,分析2011年瓦房店、庄河、长海三个地区降水天气过程PWV的变化特征及其与降雨量、降雨强度的关系,在此基础上通过分析物理量场和天气系统,探讨了大尺度水汽输送、辐合与PWV变化的关系,以及GPS在暴雨天气时的应用.并得出如下结论:PWV的增长方式受当地天气系统的支配和制约,对于一次明显的降水过程,从开始到结束PWV的变化与降水值有明显的相关性:表现为当有水汽由南向北输送时,PWV在降水开始前逐渐地增长,当地面、高空有大范围的水汽辐合并且当高空的比湿值大于10g·kg-1时,PWV显著增长(降水开始前4-5小时),主要降水时段与PWV的峰值相拖同时PWV的增幅的大小与降雨强度有明显的关系.

摘要： 加权平均温度是影响大气可降水量预测精度的主要因素之一.针对目前经验模型精度较低的这一现状,本文基于Adaboost BP神经网络技术,在GPT2w模型基础上建立一种无需实测气象参数的高精度中国区域加权平均温度融合模型.利用Wyoming大学网站提供的中国区域15个气象探空站台2008-2010年数据分析比较了融合模型、GPT2w模型、Bevis模型和GSQ模型的精度.结果表明,融合模型的均方根误差为3.92K,GPT2w模型的均方根误差为4.79K,Bevis模型的均方根误差为4.32K,GSQ模型的均方根误差为5.03K.与GPT2w模型相比,融合模型的精度提高约18％;与Bevis模型和GSQ模型相比,融合模型不仅具有较高精度,同时方便用户的广泛使用.

摘要： 利用GPS/MET资料反演得到安徽11站的大气可降水量(Precipitable Water Vapour,PWV),分析了PWV随时间的变化特征和全省的空间分布特征.结果表明:(1)安徽的PWV的年平均值呈现纬向型,随纬度增大而减少.(2)大气可降水量日变化,夏季大气可降水量最丰富(皖南＞大别山＞沿江＞江淮＞沿淮＞淮北),冬季最少(皖南＞大别山＞沿江、江淮＞沿淮、淮北),春秋季较一致(皖南＞大别山、沿江、江淮、沿淮、淮北).春夏呈现比较明显的日循环特征:春季最小值出现在凌晨(05:00左右,北京时,下同),春季最大值在傍晚(19:00-20:00),夏季最小值出现在凌晨(03:00-04:00,皖南出现时间最早02:00,淮北出现时间最迟06:00),秋冬季日变化趋势较平缓.日变化的区域分布也较明显,皖南地区的日大气可降水量最丰富.(3)安徽PWV的月变化呈现为7、8月份最大,1、12月份最少.PWV从9月份开始逐月减少,在1月达到最小值;2月份的可降水量又逐渐增大.(4)安徽夏季PWV值最大,冬季PWV值最小,空间分布趋势一致,皖南地区PWV值最大,沿淮、淮北地区PWV值较少.皖南地区尤其黄山地区是我省水汽含量最丰富的区域.

摘要： 利用台站降水、蒸发和NCEP资料,通过大气可降水量、水汽输送与辐合辐散对青藏高原东南侧干、湿季特征及成因进行了分析.结果显示:四季青藏高原东南侧均存在西南水汽输送,即使冬春季也有强盛的水汽输送,但其上空四季均维持水汽辐散场,不利于降水发生和维持,尤其冬、春季强度更强、范围更广.受低纬高原地形影响,其大气气柱短,导致青藏高原东南侧尽管地处水汽通道但大气可降水量却比周边地区少,且存在明显的干、湿季变化.区域季节性干旱受季节大气可降水量减少和上空水汽辐散场共同影响.

摘要： 本申请公开了一种大气层可降水量预估方法及装置，方法包括：获取从地表向上垂直空间的不同高度层的大气压强和大气水汽压；通过根据大气压强和大气水汽压配置的预置积分公式计算相邻两个高度层之间的积分可降水量，预置积分公式包括大气压强和预置地表干大气压；将地表向上所有高度层的积分可降水量累加，得到整个大气层的预估可降水量。本申请能够解决现有可降水量的预估方法的离散化和均值化处理特点导致预估结果精度较差的技术问题。

摘要： 本发明公开了一种用于自动监测大气降水量和降水强度的系统，涉及监测降水设备领域，包括装置本体，所述装置本体包括支撑座，本发明结构简单，无需维护清洁树叶、气象沉淀物等，即使有树叶或气象沉淀物停留在空心锥体的表面，也会在第一次下雨时随着雨水落到地上，如果树叶或气象沉淀物落在了雨水收集盆中，也会在摇臂檐槽的第一次摇摆动作中将其消除，且作为雨水收集表面的空心锥体，由于其类似于倒置漏斗的结构从而具有避免异物堵塞的特性，提高了监测的可用性和可靠性，解决了现有技术中的雨量计由于其漏斗容易留存大量气象沉淀物或树叶发生堵塞，使得仪器测量的可靠性降低需要经常进行维护和定期清洁且适用范围窄的缺陷。

摘要： 本申请公开了一种大气层可降水量预估方法及装置，方法包括：获取从地表向上垂直空间的不同高度层的大气压强和大气水汽压；通过根据大气压强和大气水汽压配置的预置积分公式计算相邻两个高度层之间的积分可降水量，预置积分公式包括大气压强和预置地表干大气压；将地表向上所有高度层的积分可降水量累加，得到整个大气层的预估可降水量。本申请能够解决现有可降水量的预估方法的离散化和均值化处理特点导致预估结果精度较差的技术问题。

摘要： 本发明公开了一种融合地基和空基GNSS大气可降水量的计算方法。它包括如下步骤，步骤一：获取地基GNSS反演大气可降水量的精度；步骤二：获取空基GNSS反演大气可降水量的精度；步骤三：使用双权重插值法融合地基和空基GNSS大气可降水量；根据计算得到的地基和空基GNSS大气可降水量精度，对地基GNSS和空基GNSS大气可降水量进行融合，采取将精度和距离进行分别定权的双权重插值法确定每个观测值的权重值，根据观测值的加权平均值确定融合后的大气可降水量，绘制融合后的大气可降水量等值线图。本发明具有提高GNSS大气可降水量的准确度和分布的均匀性的优点。

摘要： 本发明涉及气象预报技术领域，公开了一种基于大气可降水量预测降雨天气的方法、装置、设备以及存储介质。通过本发明创造，提供了一种获取原料数据方便且预测结果准确率高、漏报率和空报率均低的降雨天气预测新方法、装置、设备和存储介质，即可直接基于GPS观测站所测得的当前大气可降水量和当前地面温度，快速的且高精准地预测未来几小时是否有降雨天气，从而可以在降水预报中推广应用此方法，为人们工作生活的便利性提供可靠保障。

摘要： 本发明公开了一种基于人工神经网络的大气可降水量数据融合方法。它包括如下步骤，步骤一：使不同来源的PWV数据时间上保持一致；步骤二：使不同来源的PWV数据在空间上保持一致；步骤三：进行质量控制；步骤四：构建广义回归神经网络模型；步骤五：获取GRNN模型及其精度评价信息；步骤六：利用训练好的GRNN模型对低精度PWV进行校准和优化，该训练好的GRNN模型输出的PWV即为校准和优化后的PWV；步骤七：将经GRNN校准和优化后的PWV与高精度PWV合并，得到融合PWV。本发明具有校准PWV系统偏差和改善PWV精度的作用，可实现多源PWV数据的融合，具有方法简单，精度高和数据利用率高的优点。

摘要： 本发明公开了一种基于球冠谐模型的多源大气可降水量数据融合方法。它包括如下步骤，步骤一：实现A、B、C三种数据的时间配准；步骤二：根据A、B、C三种数据的空间分布特点，确定球冠谐模型设置；步骤三：拟合球冠谐模型；步骤四：计算平均偏差；步骤五：校准使A与B、A与C数据之间整体的系统偏差为0；步骤六：根据多源数据空间特点，确定球冠谐模型的设置；步骤七：利用赫尔默特方差分量估计方法确定不同来源观测值权重；步骤八：得到多源数据拟合的球冠谐模型。本发明具有可实现多源PWV数据的高精度融合的优点。

摘要： 本发明公开了一种融合地基和空基GNSS大气可降水量的计算方法。它包括如下步骤，步骤一：获取地基GNSS反演大气可降水量的精度；步骤二：获取空基GNSS反演大气可降水量的精度；步骤三：使用双权重插值法融合地基和空基GNSS大气可降水量；根据计算得到的地基和空基GNSS大气可降水量精度，对地基GNSS和空基GNSS大气可降水量进行融合，采取将精度和距离进行分别定权的双权重插值法确定每个观测值的权重值，根据观测值的加权平均值确定融合后的大气可降水量，绘制融合后的大气可降水量等值线图。本发明具有提高GNSS大气可降水量的准确度和分布的均匀性的优点。

摘要： 本发明提供一种大气可降水量反演方法及系统、电子设备和存储介质，其中，大气可降水量反演方法包括：基于预设卫星采集的目标区域三个通道的辐射亮度数据，确定目标区域晴空条件下三个通道对应的辐射亮度温度；其中，三个通道包括：两个热红外分裂窗通道和一个其他热红外通道；两个热红外分裂窗通道是是10μm至13μm之间的大气窗口内两个相邻通道，其他热红外通道是除热红外分裂窗通道外，其他对水汽值敏感的通道；将三个通道对应的辐射亮度温度、目标地表压强和辅助信息输入大气可降水量反演模型中，反演得到目标大气可降水量。有效实现大气可降水量的时空分布连续、高空间分辨率的反演，提高大气可降水量反演的精度。

摘要： 本发明涉及气象预报技术领域，公开了一种基于大气可降水量预测降雨天气的方法、装置、设备以及存储介质。通过本发明创造，提供了一种获取原料数据方便且预测结果准确率高、漏报率和空报率均低的降雨天气预测新方法、装置、设备和存储介质，即可直接基于GPS观测站所测得的当前大气可降水量和当前地面温度，快速的且高精准地预测未来几小时是否有降雨天气，从而可以在降水预报中推广应用此方法，为人们工作生活的便利性提供可靠保障。