留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

地基GPS遥感观测北京地区水汽变化特征

柳典 刘晓阳

柳典, 刘晓阳. 地基GPS遥感观测北京地区水汽变化特征. 应用气象学报, 2009, 20(3): 346-353..
引用本文: 柳典, 刘晓阳. 地基GPS遥感观测北京地区水汽变化特征. 应用气象学报, 2009, 20(3): 346-353.
Liu Dian, Liu Xiaoyang. Variation features of atmospheric precipitable water vapor derived from groud-based GPS in Beijing. J Appl Meteor Sci, 2009, 20(3): 346-353.
Citation: Liu Dian, Liu Xiaoyang. Variation features of atmospheric precipitable water vapor derived from groud-based GPS in Beijing. J Appl Meteor Sci, 2009, 20(3): 346-353.

地基GPS遥感观测北京地区水汽变化特征

资助项目: 

国家自然科学基金项目 40675003

云南省省院省校科技合作项目 2006YX39

Variation Features of Atmospheric Precipitable Water Vapor Derived from Groud-based GPS in Beijing

  • 摘要: 利用2004—2007年SA34(北京大学)站的GPS观测数据,运用GAMIT软件解算反演了间隔30min的连续变化大气水汽总量(PW)。与北京南郊观测场得到的探空结果作比较,均方根误差(RMSE)在2~3mm之间。通过对大气水汽作月平均,得到每月的大气水汽总量口变化曲线,并初步分析了夏季水汽日变化与地面比湿、降水、地面气温以及地面风矢量的关系。结果表明:北京地区夏季7月大气水汽总量最小值出现在08:00(北京时)左右,8月大气水汽总量最小值出现在08:00到12:00左右(各年表现出一定的差异),夏季大气水汽总量的最大值出现在01:00到03:00;7月和8月的日变化在夜间变化趋势有所不同;大气水汽总量最大值出现时刻与地面小时降水有一定相关性,且大气水汽总量的日变化明显受风矢量日变化的影响。通过对大气水汽总量的时间序列进行小波分析,得到1年大部分时间里,水汽变化存在大约12d的周期。采用前期的大气水汽总量平均值和短时大气水汽总量增量两个条件进行降水的判断,认为夏季降水的出现时刻与差值的高值区有比较好的对应。
  • 图  1  2004年(a) 和2005年(b) GPS与探空大气水汽总量对比散点图

    Fig. 1  Scatterplots of PW derived from GPS and radiosondes for 2004(a) and 2005(b)

    图  2  2004—2007年7, 8月北京地区平均大气水汽总量日变化

    Fig. 2  Mean diurnal variation of PW in July and August from 2004 to 2007 in Beijing

    图  3  北京2006年7,8月的大气水汽总量、小时降水量、地面比湿和地面气温日变化对比图

    Fig. 3  Diurnal variations of PW, hourly precipitation, surface specific humidity and surface temperature in July and August 2006 of Beijing

    图  4  北京地区2006年7, 8月大气水汽总量和风矢量的日变化对比

    Fig. 4  Diurnal variation of PW and wind vector in July and August 2006 of Beijing

    图  5  2004年北京地区大气水汽总量Morlet小波分析

    (a) Morlet小波功率谱, (b)全局小波功率谱

    Fig. 5  The Morlet wavelet analysis of PW for 2004 in Beijing

    (a) Morlet wavelet power spectrum, (b) global wavelet spectrum

    图  6  2007年北京地IK大气水汽总fi Morlet小波分析

    (a) Morlet小波功率谱, (b) 全局小波功率谱

    Fig. 6  The Morlet wavelet analysis of PW for 2007 in Beijing

    (a) Morlet wavelet power spectrum, (b) global wavelet spectrum

    图  7  北京地区2004—2007年月平均大气水汽总量

    Fig. 7  Monthly mean PW from 2004 to 2007 in Beijing

    图  8  2004年7月北京地区大气水汽总量变化与小时降水量的对应曲线

    Fig. 8  Graph of PW variation and hourly precipitation for July 2004 in Beijing

  • [1] 毕研盟, 毛节泰, 杨光林, 等.地基GPS遥感观测安徽地区水汽特征.气象科技, 2004, 32(4):225-228 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXKJ200404005.htm
    [2] Tregoning P, Boers R, O'Brien D, et al. Accuracy of absolute precipitable water vapor estimates from GPS observations. J Geophys Res, 1998, 103:28701-28710 doi:  10.1029/98JD02516
    [3] 谢璞, 张朝林, 王迎春, 等.北京地区单双频地基GPS大气水汽遥测试验与研究.应用气象学报, 2006, 17(增刊):28-34 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-YYQX2006S1003.htm
    [4] 李成才, 毛节泰.GPS地基遥感大气水汽总量分析.应用气象学报, 1998, 9(4):470-477 http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=19980469&flag=1
    [5] 李成才, 毛节泰.全球定位系统遥感水汽总量.科学通报, 1999, 44(3):333-336 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-KXTB199903023.htm
    [6] 何平, 徐宝祥, 周秀骥, 等.地基GPS反演大气水汽总量的初步试验.应用气象学报, 2002, 13(2):179-183 http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20020222&flag=1
    [7] Takagi T, Kimura F, Kono S. Diurnal variation of GPS precipitable water at Lhasa in premonsoon and monsoon periods. J Meteor Soc Japan, 2000, 78:175-180 https://www.researchgate.net/publication/292255094_Diurnal_variation_of_GPS_precipitable_water_at_Lhasa_in_premonsoon_and_monsoon_periods
    [8] Fujita M, Kimura F, Satomura M, et al. Diurnal Variation of PWV in Thailand and Indonesia. International Workshop on GPS Meteorology, 2003:3-29 https://www.researchgate.net/publication/239840137_Diurnal_variation_of_PWV_observed_in_Thailand_and_Indonesia
    [9] Iwasaki H, Miki T. Observational study on the diurnal variation in precipitable water associated with the thermally induced local circulation over the "semi-basin" around Maebashi using GPS Data. J Meteor Soc Japan, 2001, 79(5):1077-1091 doi:  10.2151/jmsj.79.1077
    [10] Ohtani Ryu. Detection of water vapor variations driven by thermally induced local circulations using the Japanese continuous GPS array. GRL, 2001, 28(1):151-154 doi:  10.1029/2000GL011928
    [11] 李国平, 黄丁发, 刘碧全.地基GPS遥感的成都地区夏季可降水量的日循环合成分析.水科学进展, 2006, 17(2):160-163 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-SKXJ200602001.htm
    [12] 吴建军, 王鑫, 吕达仁, 等.北京可降水量变化特征的地基GPS观测与分析.南京气象学院学报, 2007, 30(3):377-382 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-NJQX200703012.htm
    [13] 曹云昌, 方宗义, 夏青.GPS遥感的大气可降水量与局地降水关系的初步分析.应用气象学报, 2005, 16(1):54-59 http://qikan.camscma.cn/jams/ch/reader/view_abstract.aspx?file_no=20050107&flag=1
    [14] Bevis M, Businger S, Herring T A, et al. GPS meteorology:Remote sensing of atmospheric water vapor using the global positioning system. J Geophys Res, 1992, 97:15787-15801 doi:  10.1029/92JD01517
    [15] 毛节泰.GPS的气象应用.气象科技, 1993,36(4):45-49 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-QXKJ199304005.htm
    [16] WU P, Kimura F, Sasaki T, et al. Diurnal Variation of GPS-derived Precipitable Water over the Tibetan Plateau During Summer. International Workshop on GPS Meteorology, 2003:3-28 https://www.researchgate.net/publication/251958164_Diurnal_variation_of_GPS-derived_precipitable_water_over_the_Tibetan_Plateau_during_summer
    [17] 蔡旭晖, 郭昱, 刘辉志, 等.北京地区低层大气流动模态研究.北京大学学报(自然科学版), 2002, 38(3):387-392 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-BJDZ200203019.htm
    [18] 武培立, 李崇银. 大气中的10-20天准周期振荡∥大气科学编辑部. 大气科学文集. 北京: 科学出版社, 1990: 149-159
    [19] 何金海, 于新文.1979年夏季我国东部各纬带水汽输送周期振荡的初步分析.热带气象, 1986, 2(1):9-16 http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-RDQX198601001.htm
    [20] 梁丰, 李成才, 王迎春, 等.应用区域地基全球定位系统观测分析北京地区大气总水汽量.大气科学, 2003, 27(2):236-244. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTOTAL-DQXK200302009.htm
  • 加载中
图(8)
计量
  • 摘要浏览量:  3261
  • HTML全文浏览量:  689
  • PDF下载量:  1381
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2008-06-20
  • 修回日期:  2009-02-04
  • 刊出日期:  2009-06-30

目录

    /

    返回文章
    返回