基于CMONOC的GNSS水汽短时频域特征研究

利用2016年中国大陆构造环境监测网络的GNSS数据开展水汽短时频域特征研究,按气候类型将中国大陆地区划分为5个区域,并在每个区域中随机抽取若干个站点采用快速傅里叶变换方法进行分析,提取不同季节的GNSS水汽周期特征。结果表明,各类站点的水汽频域特征存在明显的区域性变化和季节性差异;高原山地气候、热带季风气候和亚热带季风气候类型的GNSS站点的周期性变化显著;热带季风地区、亚热带季风地区及沿海地区水汽振幅较大,高原山地和温带大陆地区水汽振幅较小。     

中国大陆地区GNSS ZTD对超强东部型厄尔尼诺事件的响应

利用CMONOC提供的GNSS连续观测数据分析天顶对流层延迟（ZTD）代替水汽的可行性,并利用快速傅里叶变换（FFT）和小波变换(WT)开展GNSS ZTD对超强东部型厄尔尼诺事件的响应分析。结果表明,超强东部型厄尔尼诺事件会增加中国大陆地区水汽含量,在热带及亚热带地区响应更为显著;同时该事件会影响GNSS ZTD 的显著变化周期,使9个月的变化周期减弱,0.8~3个月内的变化周期增强。     

1993年夏季风期间青藏高原上降水变化特征

利用１９９３年青藏高原上１３个站的资料分析了高原上夏季风期间降水的分布和变化特征。发现１９９３年夏季高原降水的变化与常年明显不同：雨季持续时间达４月之久，且高原上大部分地区降水多于常年，雅鲁藏布江中上游流域夜雨率达９０％以上。另外，还进一步分析了高原降水中断和活跃的周期变化规律     

湖南地区加权平均温度的影响因素分析及建模

利用湖南地区长沙、怀化、郴州3个探空站连续3 a（2012～2014年）的观测数据，以数值积分法计算的大气加权平均温度（Tm）作为参考值，分析Tm与地面气温Ts、水汽压es及大气压Ps之间的相关性，并基于最小二乘原理建立湖南地区多因子Tm模型。研究结果表明，Tm与地面温度Ts和水汽压es呈正相关性，与大气压Ps呈负相关；Bevis模型的Tm偏差主要分布在0～4 K之间，存在一定的系统偏差，而基于Ts单因子的Tm模型偏差主要分布在-2~3 K之间；双因子与三因子精度相当，但均优于单因子模型。总体而言，基于地面气温Ts和水汽压es的双因子Tm模型的精度优于基于Ts的单因子模型，更优于Bevis模型，适用于湖南地区的GPS气象研究及业务应用。     

川渝地区夏季降水变化气候特征分析

利用川渝地区34站1960—2006年共计47年的逐月降水量资料,采用经验正交函数（BOF）分解、旋转经验正交函数（REOF）分解、小波分析等方法详细讨论了川渝地区夏季降水量的时空变化特征。结果表明：川渝地区夏季降水量时空分布不均,川渝地区夏季降水量可以分为3个区,分别是川西高原区、盆地中部区和盆地东部区。近50年来,川渝地区夏季降水量具有显著不同的年代际变化特征,川西高原和盆地东部夏季降水量长期变化呈增加的趋势,而盆地中部呈减少的趋势。川渝各区夏季降水量具有显著不同的多时间尺度的周期变化特征,其中川西高原具有准15年和准5年的周期变化特征,盆地中部具有准14年、准6年和准3年的周期变化,盆地东部具有准16年、准8年和准3年的周期变化特征。     

云南空中水资源的季节变化研究

用1961—2008年NOAA的月平均再分析资料和1980—2006年云南5个探空站的资料,采用大气可降水量和水汽通量公式计算分析大气可降水量和水汽通量,并用线性趋势分析其变化特征。结果表明：云南四季的可降水量北少南多,呈“u”型分布,夏季最大,冬季最小。对云南地区四季的水汽通量分析表明,四季的水汽净收入主要集中在对流层低层;地面-300hPa的水汽净收入在夏季最大、秋季次之,而冬季最小。云南经向的水汽输送和纬向的水汽输送呈反相关,近48年,云南四季水汽呈增加趋势,其中夏季增加最多,春季次之。     

西藏高原大气折射指数的时空分布

利用西藏高原上四个站常规探空资料，应用大气折射指数理论和统计学方法得出：利用两层指数模式拟合实际的大气折射指数垂直分布可保证精度。由于地面气象要素日较差、年较差较大，折射指数日变化、年变化在对流层低层幅度最大。气压、温度、水汽压的分布、变化决定了折射指数的分布变化，不论日际变化，还是年际变化，水汽压都占主导地位。     

CE-318太阳光度计及探空数据反演水汽含量与MODIS近红外水汽产品对比

大气水汽含量是遥感定量反演的重要参数。本文利用CE-318太阳光度计,反演了2014年6月至2016年5月南宁市的大气水汽含量,分析其季节变化特征,并将其与探空数据、MODIS近红外水汽产品数据进行相关性分析。结果表明：（1）南宁市大气水汽含量季节变化特征明显：夏季高达4~6 g/cm²,而冬季则只有2 g/cm²,与南宁地处亚热带地区有关。夏季该地区季风气候盛行,大气水汽含量高,冬季季风气候减弱,大气相对干燥。（2）CE-318太阳光度计反演的大气水汽含量（PW）与探空数据获取的水汽含量之间存在良好的线性相关,相关系数为0.877,平均绝对误差为0.42 g/cm²,平均相对误差为10.96%;而MODIS近红外波段反演的水汽精度较低,平均绝对误差为0.74 g/cm²,平均相对误差为18.74%。     

基于信息扩散理论的重庆地区暴雨灾害风险评估

为了了解重庆地区的暴雨灾害的风险规律,减少该地区暴雨引起的灾害损失。利用重庆地区34个地面气象观测站的气温观测资料(1981~2010年),结合信息扩散理论模型,分析了重庆地区的暴雨风险规律。结果显示:重庆地区多年平均暴雨日数多在2~5d,总体呈现南多北少的分布特征,并呈明显的下降趋势;平均暴雨雨量的分布基本特征为长江以北高于长江以南的地区;重庆地区4个代表站的暴雨日数风险概率曲线均为单峰型,在2~4d的值域上所占的比例最大;从暴雨灾害风险空间分布来看,随着暴雨量级的增加,灾害出现的概率也随之减小。     

GPS观测到的云南地区季风与干旱年变特征

正武汉大学姜卫平等利用云南地区的26个GPS连续站观测资料分析该地区的水汽和垂向位移,并结合GRACE和降水量观测结果探讨了它们之间的经验关系。研究表明,联合GPS、GRACE和降水量等观测手段能够监测区域季风变化和干旱异常等气候特征,为全面了解区域性气候变化特点提供了一种新手段。相关成果发表于     

基于GPT3模型的ZTD及PWV反演精度分析

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。     

台风期间PWV与降雨量的相关性分析

基于2015~2017年台湾地区“苏迪罗”、“鲇鱼”、“海棠”等3次台风事件,利用地基GPS数据反演得到大气可降雨量（PWV）,初步分析台风期间PWV与降雨量的关系,并利用交叉小波和小波相干进一步分析PWV与降雨量的时空变化规律。结果表明,台风发生期间,PWV总体呈先上升后下降的趋势,波动性剧烈;降雨发生时,PWV一定发生剧烈变化;在研究时域内,PWV与降雨量存在很强的正相关关系,相关系数达到0.7,PWV超前降雨量变化,PWV变化后的0~3 h发生强降雨。研究PWV与降雨量的时空变化特征可为短时降雨预报提供参考。     

利用湖南CORS网监测分析湘北一次局地暴雨水汽场时空变化

基于72个湖南连续运行参考站 (CORS) 反演得到的可降水量 (PWV) ,针对2015-04-03~04-04湘北地区一次局地暴雨,结合温度和气压等大气热动力条件,分析湖南省PWV时间序列及其平面动态分布变化,并总结此次暴雨过程中水汽场变化规律。研究结果表明,作为降水的必要条件,PWV峰值越大降水概率越高,当PWV突破48 mm并首次降低时,随后1 h内会出现降水;当PWV持续增强达到峰值50 mm之后再次下降时,PWV增量变化很大程度上决定着雨势的大小及降雨持续时长;气温和气压等热动力条件也对雨势预测有一定的指示作用;PWV分布变化可对实际降水范围（落区）趋势作出较为准确的预测。     

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顾及共模误差的四川连续GPS基准站坐标时间序列噪声分析

使用GAMIT/GLOBK软件处理四川省内23个连续GPS基准站2010～2015年数据，获取各测站的坐标时间序列，然后利用堆栈法对其进行空间滤波以剔除共模误差，通过谱指数计算和最大似然估计法（MLE）对滤波后的GPS站坐标时间序列进行噪声分析。结果表明，四川连续GPS基准站坐标时间序列N、U方向最优噪声模型为WN+FN，E方向最优噪声模型为WN+FN+RWN；空间滤波可以降低闪烁噪声，同时使一些测站显现出随机漫步噪声；根据GPS站坐标时间序列估计基准站速度时，应当顾及有色噪声的影响。     

基于GNSS PWV的水汽输送路径研究

基于2014年河北省CORS观测及气象资料，利用GNSS PWV进行水汽输送路径研究。通过GNSS PWV、ΔPWV变化与实际降水的比较发现，GNSS PWV空间变化与水汽输送路径一致，验证了河北省存在由南向北、由西北向东南的两条水汽输送路径。     

基于湖南CORS网的PWV时空变化分析及其在暴雨落区预报中的应用

针对2017-05-22~05-23湖南地区的一次暴雨过程，结合气温、气压等大气热动力条件，分析此次降雨过程的大气可降水量(precipitable water vapor，PWV)时空分布及其动态变化特征。研究表明，在水汽条件充足的情况下，降雨的形成需要强烈的水汽辐合上升作用，可以结合热动力条件来预判降水时间和强度；PWV与实际降雨量平面分布图的对比分析表明，PWV高值区和实际降雨落区基本重合，PWV时空变化分析对预测暴雨落区有一定的指示意义。     

基于多尺度球面小波分析云南地区应变特征

使用GAMIT/GLOBK软件处理2011~2016年云南地区GPS区域站观测数据，扣除同震影响、区域欧拉均匀旋转矢量后，得到该区域的GPS水平速度场，并采用多尺度球面小波模型获取分解尺度分别为6、7、8和9时的云南地区GPS应变场，然后结合云南地区历史MS5.0以上地震信息，以及小江、红河等区域断裂活动情况分析该区域应变场的空间分布特征。结果显示，在区域应变场整体解算中，利用球面小波方法能够适应测站点的疏密变化，多尺度估计地表应变场。主应变、面膨胀和剪应变等分析结果与区域历史地震信息及对应区域断裂活动性质具有较好的吻合性。从应变结果看，红河断裂可能是具有重要构造意义的活动断裂，应变特征显示云南区域被红河断裂划分为2个特征区域；云南地区的鲁甸、腾冲、普洱、大理区域可能是地震活动较为剧烈的区域；小江断裂带中的嵩明区域在不同应变特征中均表现出高度异常，后期应予重点关注。