混合编程技术在台风资料图形化分析中的应用

详细论述了Visual Basic和Visual Fortran混合编程的两种技术方法:Visual Basic直接调用Visual Fortan预编译生成的可执行文件以及基于Win32动态链接库(DLL)进行参数传递.并利用台风资料图形化分析实例对开发的具体步骤进行阐述,为解决数值计算和图形操作界面开发的技术难题提供有效的方法.     

利用ERA-Interim再分析资料优化地基GNSS水汽三维层析

利用ERA-Interim再分析资料对地基GNSS水汽层析中几个关键技术进行优化。首先利用ERA-Interim提供的大气产品建立同时顾及时间及地表温度参数的区域性大气加权平均温度模型;然后根据ERA-Interim提供的高垂直分辨率的水汽产品,分析“水汽层层顶”随时间变化的规律;最后提出一种新的划分垂直方向层析网格的方法。选取我国香港地区的12个CORS站2014-06的观测数据进行试算,结果表明,与探空资料相比,6 km高度以下优化后的层析结果相比传统层析结果精度提高了12%,在6 km高度以上提高了17%。     

利用MERRA-2地表温压资料进行中国区域GNSS水汽反演的精度分析北大核心CSCD

为分析美国宇航局发布的最新MERRA-2再分析资料地表温压产品在中国区域进行GNSS水汽反演的精度,联合中国区域609个地面气象站实测温度和气压数据、48个GNSS站及并址探空站资料,评估MERRA-2温压产品及其在GNSS PWV反演中的精度。结果表明:1)MERRA-2气压和温度年均bias分别为-0.01 hPa和0.38 K,年均RMSE分别为1.08 hPa和2.66 K,MERRA-2再分析资料温压产品在中国区域具有较高的精度;2)MERRA-2再分析资料温压产品在中国大部分地区呈现负偏差,精度从高到低依次为南方地区、北方地区、西北地区和青藏高原地区;3)将MERRA-2温压产品的PWV反演结果与并址探空站实测PWV进行对比可知,MERRA-2再分析资料温压产品反演的GNSS PWV平均RMSE为2.16 mm,能较好地反映PWV的日变化。因此,MERRA-2地表温压产品在中国区域的气象研究及GNSS水汽监测中具有重要意义。     

利用CORS观测资料反演四川地区水汽含量及其变化特征分析

利用四川地区58个CORS站2012～2014年的观测数据,使用GAMIT软件反演其大气水汽含量,并分析水汽含量的时空分布特征和变化趋势。结果显示,四川地区水汽含量的空间分布具有东多西少的特征。通过多元线性回归分析方法和PCA法得出水汽含量的分布特征与该地区的地形地势的线性关系。以CHDU、YBIN和HONY站为例,利用改进的经验模态分解结合频谱分析的方法,得到水汽含量的多周期特性。结果显示,3个站存在多个水汽含量的循环周期。     

连续台风时期香港区域的水汽变化分析

利用香港卫星定位参考站网GNSS观测数据,提取强热带风暴"塔拉斯"与热带风暴"洛克"影响期间各测站天顶方向对流层延迟,反演香港区域大气可降水量;根据香港区域49个天文台气象站提供的实测降雨量数据,分析大气可降水量与实际降雨量的相关性,以及两次台风对香港区域水汽时空分布的不同影响。结果表明,大气可降水量在台风影响前期均上升,在大量降雨后回落,但在连续台风的间歇期间,仍高于台风来临前的水平;水汽累积是大量降雨的前提条件,当水汽累积量相近时,水汽累积时长与累积降雨量呈正相关;台风期间大气可降水量值超过65 mm的区域面积与台风等级相关,台风路径对局部水汽分布有一定的影响。     

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。     

中国沿海地基GPS水汽反演精度分析

利用无线电探空和地基水汽辐射计的观测数据,对中国沿海GPS观测网9个观测站反演的1 h间隔可降水量进行对比分析。与无线电探空结果相比,地基GPS反演可降水量的年相关系数在0.95以上,平均偏差自北向南呈逐渐增大的趋势。除西沙站外,其他站的年平均偏差在2 mm之内,均方差在3 mm之内,且平均偏差和均方差存在季节性变化。与地基水汽辐射计结果相比,地基GPS反演可降水量同样具有很好的正相关,同步观测期间两者相关系数为0.989,两者的平均偏差为1.84 mm,偏差的均方差为2.06 mm,且7～9月的月均方差较大。     

基于GNSS的中国西南地区MODIS水汽校正研究

以GNSS水汽为标准,对中国西南地区进行MODIS水汽精度评价和相关性分析,构建MODIS水汽的区域校正模型和单站点校正模型并开展可靠性检验.分区域进行MODIS水汽校正和图像叠加得到校正后的中国西南地区MODIS水汽分布.结果表明,区域模型可替代单站点模型,中国西南地区MODIS水汽季节校正模型效果显著,在春、夏、秋...     

基于地基GNSS观测数据的贵州高原地区水汽层析精度分析

利用精密单点定位(PPP)技术处理贵州地基GNSS观测数据,获得高精度天顶对流层延迟(ZTD),进而开展水汽反演获得大气可降水量(PWV)产品。基于斜路径可降水量(SWV),使用自适应联合代数重构算法进行三维水汽层析,空间分辨率优于30 km×30 km,时间分辨率为5 min。以无线电探空数据为参考评估ZTD和PWV精度,其RMS分别为3.55 mm和1.03 mm。以ERA5再分析资料为参考评估三维层析精度,无暴雨发生时,三维层析相对误差不超过10%,偏差最大值为1.03 g/m³。以无线电探空数据为参考评估三维层析精度,层析结果与无线电探空数据的相关系数在0.97以上,具有较好的一致性。贵阳站和威宁站的平均RMS分别优于0.5 g/m³和1.2 g/m³。     

GNSS SNR信号反演大坝水位变化

通过采集GNSS信噪比(SNR)数据,基于水面反射的GNSS多路径信号特性,分析信号频率、高度角范围及弧段长度等因素对大坝水位反演结果的影响。结果表明,大坝水位变化反演结果与实测水位数据具有良好的一致性,相关系数在0.9以上,GPS反演精度为0.1~0.15 m,BDS反演精度为0.35~0.45 m,GPS和BDS联合反演精度为0.1~0.13 m,优于单系统反演精度。     

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。     

矩阵扰动分析及其在大地测量反演误差分析中的应用

介绍了矩阵扰动分析的基本理论和方法。提出了利用矩阵的条件数作为大地测量反演误差分析的一个指标，并结合实例论述了利用矩阵的条件数判断反演问题病态特征的方法。指出：在大地测量反演中，可以通过矩阵扰动分析的理论来研究大地测量反演解的特征，从而对反演结果给出恰当的评价。     

应用GPS观测资料反演潜在震源参数

根据点源孕震力学模型 ,应用福建 台湾地区GPS位移速度资料反演 1999年台湾南投Mw7.6大震前的孕震参数。反演所得的震中与实际发生的地震震中相差 6 7km ,主压应力场方向为 319.9°,倾角 - 2 8.6° ,即仰角2 8.6° ,与用震源机制解得到的P轴方向和倾角分别相差 17°和 8.6° ,与菲律宾板块向亚洲板块挤压的方向是一致的。用土耳其地区GPS位移速率资料反演 1999年土耳其Mw7.6地震前的孕震参数 ,反演得到的震中与实际震中相差 70km ,主应力方位角和倾角分别为 16 2 .5°、11.5°,与震源机制解结果分别差 2 4 .5°和 1.5°。     

长三角地区GNSS大气水汽转换系数模型精化研究

根据长三角地区7个探空站基于积分法计算的2016年大气水汽转换系数（K值）,利用多元线性拟合分别构建不顾及高程的Emardson-I精化模型和顾及高程的Emardson-H精化模型,并用2017年的K值验证两种模型的精度。实验结果表明,Emardson-H预报模型的MAE和RMS分别为0.001 297和0.001 616,略优于Emardson-I预报模型的0.001 303和0.001 620;基于两种新模型的GNSS-PWV反演精度相当,其MAE和RMS均优于0.6 mm。因此,Emardson-I模型以其无需实测气象参数和无需顾及高程在长三角地区的地基GNSS气象学实时应用中具有更好的效率优势。     

用地基GPS资料分析大气可降水汽总量

利用“中国地壳运动监测网络”和三峡监测网的地基GPS资料，通过Bernese软件以及根据Bevis等和Rocken等水汽解算原理编制的水汽解算软件。获得了武汉、巴东、兴山、泸州等长江流域测站大气可降水汽总量分布和时间间隔为2小时的GPS遥感大气可降水汽序列，并与站点雨量及区域面雨量进行对比分析，结果表明：地基GPS遥感水汽量变化与地面降水有很好的相关性。而且GPS遥感水汽变化序列峰值对应于强降水提前了8～22小时。有助于强降水特别是突发性强降水的预测；多个站点的GPS遥感水汽总量联合分析，对于区域水汽总量变化研究有一定意义。     

Intel MKL在Bernese GNSS数据处理中的应用

为提高Bernese GNSS software数据处理效率，将英特尔数学核心函数库(math kernel library，MKL)应用于Bernese 精密定轨数据处理，对比分析多个MKL矩阵求逆函数与Bernese 原有程序的计算效率。使用2019-03全球200个测站北斗/GNSS数据进行实验分析，结果表明，采用参数预消除策略时，参数预消除步骤消耗时间明显大于矩阵求逆，使用MKL处理数据效率提升不明显；而未采用参数预消除策略时，使用MKL矩阵求逆函数可显著提高矩阵求逆效率，其中dpotri函数矩阵求逆计算效率最高，消耗时间平均值为133 s，相比Bernese 原有程序计算速度可提高13倍。     

地基GNSS水汽层析的自动垂直非均匀分层方法

结合GNSS水汽层析算法的假设条件以及水汽密度随高程变化的特点,通过设置水汽密度随高度变化的合理阈值,提出一种地基GNSS水汽层析的自动垂直非均匀分层方法.利用香港地区连续6d的GNSS观测数据,分别采用自动垂直非均匀分层方法和传统垂直均匀分层方法开展区域GNSS水汽层析实验,并以ECMWF数据为参考进行精度验证.结果...     

精密单点定位在GNSS区域网监测中的应用

基于精密单点定位软件PANDA,对陆态网络海南区域网2009、2011、2013年连续3期GNSS观测数据进行处理,得到各点在ITRF2008下的坐标;对各期结果进行分析,得出海南区域网的平均变化速度E方向为32.16 mm/a,N方向为-10.08 mm/a。结果表明,基于精密单点定位方法,可获得与基线解基本一致的速度信息。     

GNSS水汽层析的约束条件方程变权代数重构算法

基于传统代数重构算法（algebraic reconstruction technique, ART）提出一种约束条件方程变权的代数重构算法(variable weight algebraic reconstruction technique, VWART),利用2019-08香港地区CORS网GNSS观测数据进行实验,选用京士柏探空气象站探空数据进行验证分析。结果表明,相比于传统代数重构算法,变权代数重构算法的精度、稳定性和可靠性均有所提高。以探空数据为例,其RMSE降低20.334%;在不同程度降水条件下,变权代数重构算法反演的垂直水汽廓线分布均优于传统代数重构算法。     

台风“麦莎”移动过程中水汽输送特征

利用NCEP1°×1°的再分析资料,用大尺度水汽通量流函数和速度势以及水汽收支对台风“麦莎”在移动过程中水汽输送流函数和速度势进行了分析。结果表明：台风“麦沙”在北上过程中,主要有2支水汽通道,一支是从太平洋开始向西经赤道到达印度洋,在索马里转向,经过孟家加拉湾呈西南气流向西北方向输送;另一支来自副高南侧偏东气流。计算分析还表明,用无辐散风流场来定台风中心要比用总的流场更精确。