利用GPS掩星弯曲角确定对流层顶高度

利用COSMIC提供的GPS无线电掩星观测数据,从掩星弯曲角廓线出发确定对流层顶高度,并分别与对应的掩星温度廓线确定的温度最低点对流层顶(cold point tropopause,CPT)和温度递减率对流层顶(lapse rate tropopause,LRT)、无线电探空(距离掩星事件300km以内、观测时间差异3h以内)温度廓线确定的CPT和LRT进行了对比。     

利用COSMIC掩星资料分析南极地区对流层顶变化

利用2011年全年的南极地区的COSMIC掩星资料,反演了大气温度剖面,进而提取对流层顶参数(温度和高度),定量分析了南极地区对流层顶的时空变化特征。在南极地区,温度递减率对流层顶比最冷点对流层顶更准确,且掩星反演法与臭氧、无线电探空仪等结果基本一致。南极对流层顶整体表现为位相相反的一波结构,温度变化范围为200~230K,高度变化范围为9~11km。南极地区对流层顶在冬季和春季"消失",在夏季和秋季出现逆温层。南极地区对流层顶温度在冬季和春季表现出明显的梯度特征,纬度方向上,极点附近低,四周较高;经度方向上,西南极地区较低。     

利用COSMIC掩星折射率数据研究中国陆地区域对流层顶高度的时空特征

利用折射率协方差变换法采用2007—2014年COSMIC(Constellation Observing System for Meteorology,Ionosphere and Climate)掩星观测数据研究了中国陆地区域对流层顶高度的时空变化特征。实验结果表明:中国陆地区域的对流层顶高度随纬度变化,呈现出"南高北低"的格局;而对流层顶处的温度和压强分布与高度分布相反。同时,中国陆地区域内对流层顶高度表现出较强的季节相关性,中国大部分陆地地区通常夏季对流层顶最高,冬季对流层顶最低;但在低纬地区(16°N～26°N)表现相反。在30°N～40°N之间的亚热带区域四季的变化较为显著,且存在明显的等值线。采用中位数斜率回归法分析了2007—2014年中国陆地区域对流层顶高度的年际变化,发现中国陆地区域对流层顶高度平均每年升高6.3 m,温度平均每年下降0.002 K,压强平均每年下降0.15 hPa。     

GNSS掩星廓线分析火山喷发中对流层顶动态变化

针对2022年初汤加洪阿哈阿帕伊(HTHH)海底火山喷发引起对流层顶动态变化现象，该文提出基于GNSS掩星大气廓线快速产品分析汤加火山喷发期间的对流层顶动态变化。采用温度递减率法(LRT)确定的对流层顶，较好地反映火山喷发期间对流层顶空间结构，能够为火山喷发规模的量级提供数据支撑。本轮火山喷发记录对比表明，火山喷发引起对流层顶上升效应显著，且火山喷发强度与对流层顶维持高位的时长呈正相关，同时相应的对流层顶温度在较低水平维持。GNSS掩星技术可为火山喷发研究提供一种全新的且高效可靠的观测资料，可为类似地质灾害事件的影响量级评估提供参考。     

激光掩星探测大气UTLS温度和水汽的方法及仿真

以高精度和高垂直分辨率探测大气区间对流层顶—平流层底UTLS (Upper Troposphere/Lower Stratosphere,5—35 km)的温度和水汽廓线是提高大气条件变化监测水平的关键,而利用激光掩星方法同时探测温度和水汽则是对现有探测技术的重要补充。本文研究了激光掩星协同探测和反演温度和水汽分子数密度的方法,其中重点研究了双吸收波长近红外激光反演温度的方法,具体为从近红外波段氧气吸收光谱中,选择2个不同跃迁能级对应的特征吸收峰,在每个吸收峰附近各选出1个吸收线,利用2个吸收线对应的双吸收波长激光以及参考线对应波长激光进行掩星探测,进而由探测数据反演出温度。整个温度和水汽协同反演步骤是先反演温度廓线,然后由温度廓线以及5 km参考高度处的压强先验值计算得到压强廓线,最后在温度和压强廓线基础上,结合水汽单吸收波长和参考波长激光掩星数据,反演得到水汽分子数密度廓线。此外,本文对探测和反演过程进行了模拟仿真,通过在近红外波段选择合适的氧气吸收波长和水汽吸收波长,模拟得到掩星透过率数据,以此反演得到温度和水汽分子数密度廓线。并通过对整个过程的分析,明确了反演过程中的误差项及其...     

利用稳健协方差转换法构建对流层顶经验模型

对流层顶与纬度具有极强的相关性,同时随季节呈周期性变化。文中利用2008年至2010年的COSMIC掩星数据采用稳健协方差估计求得每天全球范围内掩星事件处的对流层顶高度,以时间和纬度为自变量,建立对流层顶的全球经验模型。利用全球分布的28个探空站观测数据,基于与对流层顶相关的Hopfield湿延迟模型,讨论了对流层顶对湿延迟的影响。结果表明,建立的对流层顶经验模型有助于提高湿延迟的计算精度,约0～15 mm.      

澳大利亚上空COSMIC掩星廓线的反演

基于几何光学反演方法,由附加相住延迟序列出发,对2007年6月6日发生在澳大利亚上空的一次COSMIC掩星事件进行了反演.将反演得到的折射角、折射率、干温与湿度廓线分别与COSMIC数据分析与管理中心(COSMIC data analysis and archive center,CDAAC)的相应产品进行了比较.结果表明,两者在低对流层存在较显著的差异.以距离该掩星地点300 km以内、观测时间差异2 h以内的无线电探空资料为参照,反演的折射率廓线与CDAAC的折射率廓线在低对流层都存在一定的误差.对于该掩星事件,CDAAC通过变分法反演的湿度廓线并不比本文的反演结果更接近探空廓线;在1 km以下,其变化趋势甚至与探空结果相矛盾.     

2009年7月22日日全食-电离层响应分析

选取2009年7月22日发生的日全食前后的电离层垂测仪数据来分析日全食期间的电离层响应,并尝试通过掩星电离层反演方法探测本次日全食引起的电离层效应。结果显示,利用垂测仪和COSMIC掩星反演均能够探测到日全食期间受日食影响的电离层的显著变化,但利用COSMIC掩星反演提取的电离层效应所具有的时间分辨率还有待提高。     

不同GPS掩星电离层剖面产品相关性分析

将在一定时空限定范围内的不同低轨卫星COSMIC、GRACE、CHAMP、FY3C的电离层掩星电子密度剖面定义为一个掩星对来对比分析不同类型掩星电离层产品。结果表明：COSMIC掩星对之间的电子密度剖面整体轮廓符合得很好,电子密度剖面主要在250 km以下和500 km以上存在较大的偏差,250~500 km的电子密度整体偏差较小,统计得到的COSMIC掩星对的电子密度参量NmF2和hmF2的相关系数能分别达到0.99和0.97,具有高度相关性,不同COSMIC卫星之间没有明显的系统误差;COSMIC、GRACE、CHAMP和FY3C不同低轨卫星间的电子密度剖面略有差异,通过统计电子密度参量NmF2和hmF2之间的相关系数,COSMIC和CHAMP的相关系数分别为0.95和0.86,COSMIC和GRACE的相关系数分别为0.98和0.94,COSMIC和FY3C的相关系数分别为0.96和0.92,不同掩星类型之间的电子密度参量之间也具有高度相关性,验证了不同卫星任务GPS掩星电离层剖面的一致性。     

不同季节GPS掩星廓线精度的比较研究

以1a的探空资料为参照,对南半球4个不同季节COSMIC掩星观测的折射指数、温度及气压廓线在0～30km高度区间的精度进行了分析。结果表明,虽然就整个高度区间平均而言,春季掩星廓线的精度最差,但不同高度区间掩星廓线的精度差别较大。无论折射指数、气压还是温度,掩星廓线在5～25km区间的精度都优于0～5km与25～30km区间。在0～5km的低对流层,由于水汽的影响,夏季的折射指数廓线精度最低;冬季则最高。在5km以上,夏季气压廓线的精度比其他季节高。不同季节各高度层掩星温度廓线的精度则无显著差异。     

积雪辐射模型验证

雪水当量是气候模型与大尺度水文模型中的一个重要参数。积雪容量对全球气候变化研究、大尺度径流估算与水资源管理等方面都有很重要的意义。因此研究积雪辐射模型模拟特征及模型验证显得极为重要。本文选用的积雪辐射模型是采用考虑多次散射的双矩阵法（Matrix Doubling Formulation）作为求解辐射传输方程的方法，利用致密介质理论来考虑积雪的近场效应，辐射传输方程的边界条件和下垫面辐射计算则采用高级积分方程模型（AIEM）。文中首先分析了辐射模型对下垫面参数特性和积雪颗粒特性的敏感性，结果表明下垫面特性和积雪颗粒大小对当前人们采用的温度梯度雪水当量反演算法有着很大影响。另外，本文利用瑞士Weissfluhjoch试验区的地面实验数据，对该积雪辐射模型在宽波段高频率和大角度的辐射信号模拟能力做了验证，验证结果表明该模型模拟值与地面实测数据吻合很好，说明积雪辐射模型能很好模拟自然地表的积雪辐射信号。     

GPS气象学中垂直干分量延时的精确确定

确定大气中可降水分的含量是ＧＰＳ气象学的目的之一。可降水分含量对应于ＧＰＳ信号中湿分量延时。现有高精度ＧＰＳ软件包只能提供天顶方向的对流层延时,但是,对流层延时由干分量和湿分量延时组成。因此,精确确定干分量延时,是分离湿分量延时的关键,也是ＧＰＳ气象学中必不可少的工作。现有３种经验模型计算垂直干分量延时,即萨氏（Ｓａａｓｔａｍｏｉｎｅｎ）模型,霍氏（Ｈｏｐｆｉｅｌｄ）模型和布兰克（Ｂｌａｃｋ）模型     

Tropical Dry Deciduous Forest Stand Variable Estimation Using SAR Data

Optical remote sensing data have been extensively used to derive biophysical properties that relate forest type and composition. However, stand density, stand height and stand volume cannot be estimated directly from optical remote sensing data owing to poor sensitivity between these parameters and spectral reflectance. The ability of microwave energy to penetrate within forest vegetation makes it possible to extract information on both the crown and trunk components from radar data. The type of polarization employed determines the radar response to the various shapes and orientations of the scattering mechanisms within the canopy or trunk. This study mainly presents experimental results obtained with airborne E-SAR using polarimetric C and L bands over the tropical dry deciduous forest of Chandrapur Forest Division, Maharashtra. A detailed documentation of the relationship between SAR C & L bands backscattering and forest stand variables has been provided in the present study through linear correlation. Linear correlation of the single channel SAR derived estimates with the field measured means show a good correlation between L HV backscattering coefficient with stand volume (r² = 0.71) and L HH backscattering coefficient with stand density (r² = 0.75). The results imply that SAR data has significant potential for stand menstruation in operational forestry.     

GPS测量中天顶干延迟的计算方法的研究

大气可降水份的估计是地基GPS气象学的一个主要研究方向。本文介绍了大气折射对GPS测量的影响,简介了两种常用的天顶干延迟分量模型——Saastamoinen模型和Hopfield模型和各种模型的特点。通过对北京、乌鲁木齐、拉萨3个IGS站的气象数据对这两个的天顶延迟干分量模型进行了分析总结。     

局部地区对流层大气垂直干延迟的模型改正

干延迟的精确确定对GPS气象中解算可降水分含量有很重要的作用。根据武汉和探空站Kingspark的探空资料,计算了这两地的实际干延迟量。在这些资料的基础上,用回归分析的方法对这两地的干延迟算式进行了建模和分析,发现该算式的精度优于其他模型。     

Evidence of Low Land Surface Thermal Infrared Emissivity in the Presence of Dry Vegetation

Land surface emissivity in the thermal infrared usually increases when the vegetation amount increases, reaching values that are larger than 0.98. During an experiment in Morocco over dry barley crops, it was found that emissivity may be significantly lower than 0.98 at full cover and that in some situations, it might decrease with increasing amount of vegetation, which was unexpected. Older data acquired in Barrax, Spain, over senescent barley also exhibited emissivity values lower than 0.98. The decrease of emissivity was also observed by means of simulations done with our land surface emissivity model developed earlier. The main reason for such behavior might be found in low leaf emissivity due to leaf dryness. This letter also stresses that knowledge on leaf and canopy emissivities and on their variation as a function of water content is still very limited     

基于RS & GIS的西部干旱区植被覆盖变化的研究

以新疆阜康地区为研究区,利用遥感和GIS技术及数理统计学方法,利用ERDAS软件,通过对70年代MSS和2000年ETM影象的几何校正、图象增强、应用目视解译方法,在地理信息系统软件ArcGIS中编制两期生态景观图,利用矢栅转换和叠置功能来研究土地及植被类型的面积及空间分布状况在两期图中的变化,并通过土地利用与土地覆被变化来研究70年代到2000年西部干旱区土地及植被类型变化过程和趋势.     

基于RS&GIS的西部干旱区植被覆盖变化的研究

以新疆阜康地区为研究区,利用遥感和GIS技术及数理统计学方法,利用ERDAS软件,通过对70年代MSS和2000年ETM影象的几何校正、图象增强、应用目视解译方法,在地理信息系统软件ArcGIS中编制两期生态景观图,利用矢栅转换和叠置功能来研究土地及植被类型的面积及空间分布状况在两期图中的变化,并通过土地利用与土地覆被变化来研究70年代到2000年西部干旱区土地及植被类型变化过程和趋势。     

基于RS与GIS的茂县地区干旱河谷范围变化监测

以遥感(RS)和地理信息系统(GIS)为平台,选取茂县地区两期Landsat卫星影像,利用ENVI对影像数据进行监督分类,提取区域内植被覆盖图。利用Arc GIS结合茂县地区河谷分布图,界定出茂县地区两个时期内干旱河谷的分布范围。结果表明:整个茂县地区干旱河谷的范围呈缩减趋势,2005年干旱河谷面积457 619 400 m2,2015年干旱河谷面积为381 971 125 m~2,干旱河谷范围缩减了75 648 275 m~2。准确地界定出干旱河谷的范围变化,对指导川西地区生态环境综合治理以及西部广大山区的生态环境可持续发展战略的实施具有重要意义。     

江西省旱地改造为水田指标管理系统的研究与实现

江西省旱地改造为水田指标管理系统以实际业务出发,与江西省国土资源“一张图”结合,并提供各类台账管理,能满足省、市、县三级国土资源管理部门旱地改造为水田业务办公需求,减轻了占补平衡业务的工作量,为行政管理提供信息化技术支撑.