气象学报
氣象學報
기상학보
ACTA METEOROLOGICA SINICA
2013年
2期
318-331
,共14页
万蓉%郑国光%于胜杰%付志康
萬蓉%鄭國光%于勝傑%付誌康
만용%정국광%우성걸%부지강
全球定位系统%三维水汽层析%观测约束%水汽密度
全毬定位繫統%三維水汽層析%觀測約束%水汽密度
전구정위계통%삼유수기층석%관측약속%수기밀도
GPS%3D Water vapor tomography%Observations constraining%Water vapor density
全球定位系统(GPS)卫星信号穿过大气层时发生的偏折和延迟,可以用来反演信号传播路径上的大气水汽总量.为获取区域高精度的大气水汽三维分布,借助分布密集的地基GPS观测网及其斜路径水汽观测,建立新的观测约束层析模型,提出以高斯函数为水平约束,区域逐月多年探空观测为垂直约束,即以平均量为先验值,以标准偏差为权重矩阵的新方法;并在层析算法中引入地面观测,以提高整体尤其是低层反演精度.三维水汽层析网格模型基于长江中游鄂东区域的22站地基GPS加密网搭建,实时解算系统可逐时输出三维水汽产品.三维湿折射度和水汽密度可以分别由斜路径的湿延迟总量和水汽总量观测反演获得.以2010年开展的汛期联合加密探空观测为参照,对三维层析的总体反演精度、低层反演精度、层析区域中心与边缘反演精度进行了对比和分析.结果显示:整体样本检验三维水汽密度平均偏差为-0.63 g/m3,标准偏差为1.22 g/m3,与探空相关系数为0.98;水汽密度与探空资料的相关比湿折射度与探空资料的相关好;对于不同层析区域,中心区域观测元数量较为丰富,使得位于中心的层析精度好于整体和边缘;加入低层观测的层析结果与探空的相关比未加低层观测时的好,低层观测的加入提高了层析与探空的相关,减小了低层层析标准差、区域中心和2 km以上层析的均差,有效提高了反演精度;低层观测的加入对整体标准差的影响,可能与加剧观测方程中长度矩阵元素间的量级差异有关.
全毬定位繫統(GPS)衛星信號穿過大氣層時髮生的偏摺和延遲,可以用來反縯信號傳播路徑上的大氣水汽總量.為穫取區域高精度的大氣水汽三維分佈,藉助分佈密集的地基GPS觀測網及其斜路徑水汽觀測,建立新的觀測約束層析模型,提齣以高斯函數為水平約束,區域逐月多年探空觀測為垂直約束,即以平均量為先驗值,以標準偏差為權重矩陣的新方法;併在層析算法中引入地麵觀測,以提高整體尤其是低層反縯精度.三維水汽層析網格模型基于長江中遊鄂東區域的22站地基GPS加密網搭建,實時解算繫統可逐時輸齣三維水汽產品.三維濕摺射度和水汽密度可以分彆由斜路徑的濕延遲總量和水汽總量觀測反縯穫得.以2010年開展的汛期聯閤加密探空觀測為參照,對三維層析的總體反縯精度、低層反縯精度、層析區域中心與邊緣反縯精度進行瞭對比和分析.結果顯示:整體樣本檢驗三維水汽密度平均偏差為-0.63 g/m3,標準偏差為1.22 g/m3,與探空相關繫數為0.98;水汽密度與探空資料的相關比濕摺射度與探空資料的相關好;對于不同層析區域,中心區域觀測元數量較為豐富,使得位于中心的層析精度好于整體和邊緣;加入低層觀測的層析結果與探空的相關比未加低層觀測時的好,低層觀測的加入提高瞭層析與探空的相關,減小瞭低層層析標準差、區域中心和2 km以上層析的均差,有效提高瞭反縯精度;低層觀測的加入對整體標準差的影響,可能與加劇觀測方程中長度矩陣元素間的量級差異有關.
전구정위계통(GPS)위성신호천과대기층시발생적편절화연지,가이용래반연신호전파로경상적대기수기총량.위획취구역고정도적대기수기삼유분포,차조분포밀집적지기GPS관측망급기사로경수기관측,건립신적관측약속층석모형,제출이고사함수위수평약속,구역축월다년탐공관측위수직약속,즉이평균량위선험치,이표준편차위권중구진적신방법;병재층석산법중인입지면관측,이제고정체우기시저층반연정도.삼유수기층석망격모형기우장강중유악동구역적22참지기GPS가밀망탑건,실시해산계통가축시수출삼유수기산품.삼유습절사도화수기밀도가이분별유사로경적습연지총량화수기총량관측반연획득.이2010년개전적신기연합가밀탐공관측위삼조,대삼유층석적총체반연정도、저층반연정도、층석구역중심여변연반연정도진행료대비화분석.결과현시:정체양본검험삼유수기밀도평균편차위-0.63 g/m3,표준편차위1.22 g/m3,여탐공상관계수위0.98;수기밀도여탐공자료적상관비습절사도여탐공자료적상관호;대우불동층석구역,중심구역관측원수량교위봉부,사득위우중심적층석정도호우정체화변연;가입저층관측적층석결과여탐공적상관비미가저층관측시적호,저층관측적가입제고료층석여탐공적상관,감소료저층층석표준차、구역중심화2 km이상층석적균차,유효제고료반연정도;저층관측적가입대정체표준차적영향,가능여가극관측방정중장도구진원소간적량급차이유관.