成都地基的GPS水汽监测系统建设与应用

 水汽尽管在大气中的含量很少, 但是其在大气中的变化却十分剧烈。其空间分布极不均匀,时间变化也极其迅速。它不仅是天气、气候变化的主要驱动力,也是灾害性天气形成和演变中的重要因子。鉴于水汽信息在数值模式、气候监测、人工影响天气、空中水资源开发等一系列业务领域中的重要性,建立局地或者区域的GPS监测系统已成为目前迫切需要解决的问题。GPS水汽监测系统由数据服务器、解算服务器及应用服务器3部分组成。首先,其通过数据服务器接收来自GPS卫星所发射的信号,生成相应解算软件所能识别的RENEX格式文件,以及获取自动气象站所测得的温、压、湿等相关气象数据,并将得到的数据保存并传送出去;然后,编写相关解算程序使得解算服务器能定时解算大气延迟量,进而反演出可降水量PWV;最后,利用应用服务器完成与气象应用相关产品的生成和服务任务,从而实现该系统的一体化功能。该系统能定制半小时 一次的解算任务,能较准确反映该时段该区域水汽快速变化的特性。建设该系统的最终目的是希望它能填补GPS反演水汽技术在四川乃至西南地区应用的空白,增强气象部门对中小尺度灾害性天气的预报监测能力,并促进许多与之相关的气象业务化工作的开展。     

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。     

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。     

GPS监测水汽与水汽辐射计数据的对比研究

针对水汽辐射计观测数据和并址的GPS观测数据,用GAMIT软件求解了台站的天顶总延迟和湿项延迟。运用湿项延迟与水汽含量之间的转换关系,对GPS监测的大气可降水量与水汽辐射计观测的水汽含量进行了对比研究,得出结果：由GAMIT解算出的水汽含量与WVR观测值的差值平均值为0．02mm,均方差为0．02mm,由气象文件求出的水汽含量与WVR观测值的差值平均值为0．03mm,均方差为0．02mm。表明用地面GPS监测大气水汽含量是完全可行的。     

基于地基GPS与MODIS遥感影像的映射函数与大气可降水汽分析

为了提高短期和中小尺度灾害性天气可降水汽预报的准确性和实时性,利用西安地基GPS数据和MODIS遥感影像,采用NMF、GMF和VMF1映射函数设计了4种获取天顶干延迟初始值的方案,探讨了映射函数对计算天顶总延迟的影响。结果表明:在卫星高度角为10 时,VMF1映射函数反演效果和精度最佳,GMF映射函数次之,NMF映射函数最弱,而在卫星高度角为15 时,上述3种映射函数效果相当。最后,结合综合水汽含量与可降水汽的关系,通过计算地基GPS和MODIS遥感影像综合水汽含量,得到了地基GPS和MODIS遥感影像可降水汽(PPWV-GPS,PPWV-MODIS),并拟合了二者之间的线性关系,结果为PPWV-MODIS=1.421 7PPWV-GPS-2.143,相关系数为0.952 1。     

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。     

基于奇异谱分析的地基GPS反演可降水量可行性分析

对微波辐射计观测与地基GPS反演的可降水量数据分1个长时段和2个短时段进行奇异谱分析,提取两种数据在不同时段的主体趋势及周期项,验证地基GPS反演可降水量的可行性。结果表明,与微波辐射计观测数据相比,地基GPS反演可降水量数据均方根误差在2 mm左右,主体趋势具有较强的相关性,周期相同或相近,利用地基GPS反演可降水量是可行的。     

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。     

基于GPS水汽反演和GPS-IR技术的降水分析及降水判定研究

利用GPS水汽反演技术和GPS-IR技术进行降水分析及降水判定研究.首先,考虑到降水发生前后大气水汽含量、地面反射特性、GPS对流层延迟、信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)振幅(A)会发生变化,分析GPS-PWV和SNR-A与降水的相关性,并联合两者进行降水判定.结果 表明,降水量与GPS-P...     

基于地基GPS的新疆地区大气可降水量时空分布特征

利用中国大陆构造环境监测网络的GPS观测资料,结合ERA-Interim模型气压和温度,解算2016年新疆地区GPS测站的大气可降水量,分析该地区大气可降水量的空间分布和季节性变化。结果表明:1)GPS和探空观测获取的大气可降水量具有较好的一致性,均方根误差约为2.7mm;2)新疆地区全年平均大气可降水量在7.0～13.0mm之间,且海拔每升高1km,其含量减少约1.4mm,当测站海拔相近时,大气可降水量随纬度的升高而减少;3)大气可降水量季节性变化明显,夏季为12.0～23.2mm,冬季为1.4～5.5mm,春、秋季大气可降水量差异不大且变化范围介于夏、冬季之间。     

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遥感技术在青藏高原空白区地质填图中的应用

针对藏北高原独特的自然地理条件及 1∶2 5万区域地质调查的任务 ,本文从遥感图像计算机处理及制作、解译标志建立及解译制图、野外实地验证、应用效果分析评价等方面详细介绍了遥感技术在藏北 1∶2 5万区域地质调查工作中的应用方法及程序。实践证明 ,该区遥感图像在岩石类型识别、岩石地层单元、断裂构造、褶皱构造解译及自然地理地貌特征识别等方面可解度高 ,遥感技术在区调工作中的应用提高了填图工作精度、工作效率 ,降低了工作成本 ,在今后工作中应加强推广应用。     

基于GPS技术的高原与平原地区可降水量的研究

为了更深入地分析高原及平原地区多变的降水气候,利用2004年中国地壳运动观测网络GPS数据及高原和平原地区的大气压等资料,整体地分析了两类地区上空可降水量的变化及其差异。结果表明,高原地区和平原地区的可降水量有明显的地区性及季节性变化。     

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地质灾害遥感调查的应用前景

地质灾害遥感调查正由示范性实验阶段步入全面推广的实用性阶段.遥感技术及与之相关的高新技术的飞速发展,已使地质灾害遥感调查成为可能.遥感技术可以贯穿于地质灾害调查、监测、预警、评估的全过程,能适应突发性地质灾害救灾工作的时效性要求,因而具有广阔的应用前景.     

基于水汽辐射计与GPS湿延迟的对比研究

利用事后精密星历和快速预报星历分别解算GPS对流层延迟，由Saastamoinen模型求得对流层干延迟，对流层湿延迟为对流层延迟与干延迟的差值。精密星历与快速预报星历的GPS湿延迟结果和水汽辐射计观测数据比较，得出精密星历湿延迟结果与水汽辐射计数据的差值的均方根为1．51cm；快速预报星历湿延迟与水汽辐射计数据的差值的均方根为1．52cm。     

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广西旅游资源遥感调查的影像特征作用及意义

文章利用航空图像、法国SPOT - 2、美国Landsat- 5卫星 ,全色和TM波段数据成像等遥感图像资料 ,对广西旅游资源进行了遥感调查。依据旅游资源影像特征解译 ,揭示和发现了 5类 12种基本类型。实践证明 ,旅游资源遥感调查的作用和效果明显 ,可作为政府和决策部门查明并开发本地旅游资源直观快速的调查途径