天顶总延迟反演可降水量的研究

天顶总延迟反演可降水量的研究

岳迎春1徐卫国2金蕾3

1湖北山维勘测技术开发有限公司湖北武汉430000；1武汉工程科技学院湖北武汉430299

2中山市政和测绘工程有限公司广东中山5284003；武汉工程科技学院湖北武汉430299

摘要：本文利用长城站的GPS数据和地面气象要素的数据，推出了利用天顶对流层总延迟直接推算可降水量的经验模型，并对实测数据的计算结果进行了验证，证明了该经验模型的精度达到了1.55mm。若利用大气压强和天顶对流层总延迟两个变量来推算大气水汽含量，其模型的精度可以达到0.59mm。

关键词：天顶总延迟；可降水量；大气压强

1引言

GPS技术具有全球分布均匀、分辨率高、费用低、易维护等一系列优点,充分显示了GPS技术在气象、水文、地质、大气监测等方面的潜在的应用价值。对于南极气象要素缺少的情况下，直接利用GPS技术遥感大气可降水量的方法，具有重要现实意义。

在地基CPS气象遥感技术中，天顶总延迟是推算可降水量的关键数据，但是利用这些数据推算可降水量，还需要测站地面的温度和气压数据来计算天顶流体静力学延迟，从而分离出天顶湿延迟，这不仅会增加推算可降水量的误差，而且对于没有气象数据的测站也无法利用天顶总延迟（ZTD）实现对可降水量（PWV）的监测。为此，本文将利用南极长城站的GPS数据解算ZTD，研究其反演长城站可降水量的经验模型,同时还讨论了大气压强、加权平均温度对大气可降水量经验模型的影响。

2天顶总延迟反演可降水量的计算

在某一个局部区域内影响PWV的变量有ZTD；大气压强（Ps）和大气加权平均温度（Tm）。本文将采用两种方式对大气可降水量模型进行计算：模型1是基于ZTD;Ps;Tm的局部区域PWV模型和模型2是基于ZTD的局部区域PWV模型。

基于ZTD、Ps、Tm的局部区域PWV模型虽然改正效果很好，但是前提是要获得气象三要素中的大气压强（Ps），这就使其应用受到一定的限制。若在没有大气压强的情况下，仅根据天顶对流层总延迟也能计算大气可降水量，则拓展了其应用。

文中对两种模型进行了对比分析，两者与大气可降水量参数的实际值进行了比较分析，具体计算结果见表1。

3结论

根据上述天顶对流层总延迟反演可降水量的研究，得出以下结论：

1）通过对表1中模型1和模型2与PWV实际值的对比得到模型1的中误差是0.59mmm，模型2的中误差是1.55mm。模型1的效果明显要好于模型2，两种模型之间的精度相差1mm左右。对于测站上没有气象三要素时，由ZTD可直接反演PWV。

2）对于局部区域来说，大气压强严重影响着大气可降水量的预测精度。

3）对于局部区域来说，确定了大气可降水量与天顶对流层总延迟和大气压强参数的关系，可以直接预测该区域的可降水量，这样就很大程度上弥补了在没有气象要素的情况下不能监测PWV的空白。

参考文献：

[1]徐优伟，张胜凯，鄂栋臣等.4种对流层模型在南极地区的适用性分析[J].测绘地理信息，2016(04)：18-22.

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[4]谷晓平，王长耀，王汶.GPS水汽遥感中的大气干涉延迟局地订正模型研究[J].热带气象学报，2004，20（6）：697-703.