天顶静力延迟模型对GPS可降水量反演的影响分析及改进

罗 宇，罗林艳，范嘉智，段思汝

(1. 中国气象局气象干部培训学院湖南分院，湖南 长沙 410125；2. 湖南省气象信息中心，湖南 长沙 410118)

地球水资源极为丰富，总储量约1.386×1018m3，其中以水汽形式存在的仅占总量的0.001%，却在各种大气活动中扮演重要角色，是天气和气候变化的主要驱动力。理论上，大气水汽含量可反映一个地区在不稳定层结条件下的可降水量，因此高时空分辨率的水汽资料对于大气水循环监测、灾害性天气监测、中小尺度数值天气预报和强对流天气短临预报等极为重要[1]。但水汽时空分布不均匀，变化迅速，作为常规探测手段的无线电探空站点水平距离平均在200～300 km，且每天一般只进行两次观测，无法获得高时空分辨率的大气水汽信息。20世纪90年代基于地基全球定位系统(GPS)探测水汽技术的出现弥补了常规大气水汽探测手段的不足，可提供快速变化的水汽信息，展现出广泛的应用前景[2-3]。相关研究表明，GPS可降水量(GPSPWV)探测具有较高精度。Duan等[3]改进了可降水量(PWV)计算方法，得到GPSPWV探测精度为1.0～1.5 mm。杜明斌等[4]对比分析2010年华东区域地基GPS/MET资料和无线电探空资料，认为二者探测所得可降水量具有很好的一致性，平均误差在1 mm以下。罗宇等[5]对比湖南省2016年4月和7月GPS/MET和无线电探空水汽资料，认为两者有较强相关性。湖南省气象局与湖南省国土资源厅合作建设了GPS/MET探测网，可为灾害性天气监测预警、气候预测提供时空分辨率更高的水汽初始场。

GPS卫星信号穿过大气层，受大气折射影响产生电离层延迟和中性大气延迟，其中电离层延迟可以采用双频观测技术基本消除。……