基于多元数据的地基GNSS水汽观测对比分析
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P315

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国家自然科学基金(41804023、419611440)、科技部重点研发计划(2017YFC1501700)共同资助


Comparison of Precipitable Water Vapors from Different Data Sources Based on the GNSS Meteorological Retrieval
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    摘要:

    在“超大城市垂直综合气象观测技术研究及实验”中,利用欧洲中期天气预报中心(ECMWF)的ERA Interim再分析数据集,对2018年北京观象台的地基导航卫星气象观测(GNSS/MET)、探空和微波辐射计观测的水汽总量(PWV)进行了对比分析,结果表明,3种观测和ECMWF模式分析具有较好的相关性,可以较好地监测北京水汽的变化。与ECMWF模式对比,GNSS/MET、探空和微波辐射计的偏差分别为0.54mm、1.94mm、-0.65mm,均方根误差分别为3.55mm、3.60mm、6.08mm;若以探空作为参考,GNSS/MET、ECMWF和微波辐射计的偏差分别为-1.39mm、-1.94mm、-2.58mm,均方根误差为2.85mm、3.59mm、6.79mm。由此可见GNSS/MET、探空和ECMWF模式分析的水汽具有较好的质量。从对比结果看,GNSS/MET在相关性、偏差和均方根误差方面均表现突出,和探空、ECMWF相当,而微波辐射计差别明显,均方根误差最大,但剔除雨日后,资料质量得到提高,表明微波辐射计资料的应用需要注意降水条件,反演算法需在今后进行改进。

    Abstract:

    In the vertical integrated observation research and experiment for the metropolitan cities,the ECMWF reanalysis data are analyzed to evaluate the precipitable water vapor(PWV)observations of GNSS/MET,radiosonde,and water vapor radiometer(WVR)at the Beijing Observatory in 2018. Our results show that the correlation coefficients are as much as 0.90 with the ECMWF reanalysis. The PWV biases of the GNSS,the radiosonde and the WVR to the ECMWF are 0.54mm,1.94mm,-0.65mm respectively. The RMSEs are 3.55mm、3.60mm、6.08mm respectively. In comparison with the radiosonde,the biases of the GNSS,the ECMWF and the WVR are -1.39mm、-1.94mm、-2.58mm,and the PWV RMSEs are 2.85mm,3.59mm,6.79mm,respectively. It suggests that GNSS/MET PWV is of relatively high quality,perfectly matching with the radiosonde and the ECMWF,whereas the WVR PWV is of relatively poor quality. When data of rainy days are removed,the quality is improved both in bias and in RMSE for the WVR. It implies that the limitation of the WVR in its application,and further research on the retrieval algorithm of the WVR is needed in the future.

    参考文献
    曹云昌,方宗义,夏青,等,2006. 中国地基GPS气象应用站网建设展望. 气象,32(11):42~47.
    丁一汇,1991. 高等天气学. 北京:气象出版社.
    郝民,龚建东,王瑞文,等,2015. 中国L波段探空湿度观测资料的质量评估及偏差订正. 气象学报,73(1):187~199.
    刘晓璐,刘东升,郭丽君,等,2019. 国产MWP967KV型地基微波辐射计探测精度. 应用气象学报,30(6):731~744.
    刘焱雄,陈永奇,Iz H B,2000. 可降水份的误差分析. 武汉测绘科技大学学报,25(2):105~107,112.
    冒晓莉,张加宏,肖韶荣,等,2016. 基于流体动力学的探空仪GTS1湿度测量误差修正研究. 地球物理学报,59(12):4791~4805.
    世界气象组织仪器和观测方法报告(107),2011. WMO高质量探空系统的国际对比. http://www.wmo.int/pagesprogwwwIMOPpublications/IOM-107_Yangjiang.pdf.
    王碧波,李俊有,白星,等,2012. L波段探空系统常见问题及应急处理. 内蒙古农业科技,(5):107.
    王晓英,戴仔强,曹云昌,等,2011. 中国地区地基GPS加权平均温度Tm统计分析. 武汉大学学报·信息科学版,36(4):412~416.
    邢毅,张志萍,曹云昌,等,2009. RS92型GPS探空仪的性能实验与分析. 气象科技,37(3):336~340.
    张文刚,徐桂荣,万蓉,等,2015. 基于地基微波辐射计的大气液态水及水汽特征分析. 暴雨灾害,34(4):367~374.
    Bevis M,Businger S,Herring T A,et al,1992. GPS meteorology:remote sensing of atmospheric water vapor using the global positioning system. J Geophys Res Atmos,97(D14):15787~15801.
    Bian J C,Chen H B,Vömel H,et al,2011. Intercomparison of humidity and temperature sensors:GTS1,Vaisala RS80,and CFH. Adv Atmos Sci,28(1):139~146.
    Gui K,Che Z,Chen Q L,et al,2017. Evaluation of radiosonde,MODIS-NIR-Clear,and AERONET precipitable water vapor using IGS ground-based GPS measurements over China. Atmos Res,197:461~473.
    Kump L R,2001. What drives climate? Nature,408(6813):651~652.
    Liang H,Cao Y C,Wan X M,et al,2015. Meteorological applications of precipitable water vapor measurements retrieved by the national GNSS network of China. Geod Geodyn,6(2):135~142.
    Philipona R,Dürr B,Ohmura A,et al,2005. Anthropogenic greenhouse forcing and strong water vapor feedback increase temperature in Europe. Geophys Res Lett,32(19):L19809.
    Wylie R G,Lalas T,1992. Measurement of Temperature and Humidity. Technical Note,No. 194,WMO-No.759. Geneva:World Meteorological Organization.
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曹云昌,胡姮,马翠平,梁静舒,赵盼盼,王海深,涂满红,梁宏.基于多元数据的地基GNSS水汽观测对比分析[J].中国地震,2020,36(4):780-787

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  • 收稿日期:2020-06-08
  • 最后修改日期:2020-08-18
  • 在线发布日期: 2021-01-19
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