济南地区加权平均温度模型建立及精度分析

徐铭泽，郭秋英，侯建辉，赵 耀，孙英君，李德伟

（1. 山东建筑大学 测绘地理信息学院，济南 250101；2. 中国测绘科学研究院 北京房山人卫激光国家野外科学观测研究站, 北京 100036）

0 引言

水汽是大气重要组成部分，对流层底部分布的水汽约为大气水汽总含量的99%，是大气中较为活跃，同时也是难以描述的参数之一[1-2]。水汽作为温室气体作用显著，能够影响辐射平衡，是云和降水形成的催化剂，也是短期降水预报的关键因子。掌握大气中水汽的分布，对于天气及洪涝灾害预报具有十分重要的意义[3-4]。

无线电探空仪（radiosondes，RS）能够获取垂向分辨率极高的大气可降水量（precipitable water vapor，PWV）数值，但因探空气球成本高昂，每天只能在00:00 及12:00 收集数据，全球探空站数量分布少，导致其时空分辨率较低。微波辐射计的时间分辨率可达5～8 min，但在雨雪天气或有云层遮挡时，会产生明显的观测偏差，无法满足全天候的观测精度要求[5]。全球卫星导航系统（global navigation satellite system，GNSS）技术因其高精度、全天候、高时空分辨率的优点，成为探测大气水汽的重要补充，广泛应用于气象学领域[6]。其原理为通过解算卫星信号穿过对流层时受到大气的折射而产生信号时延可获得精确的天顶对流层延迟（zenith total delay, ZTD）。天顶静力学延迟（zenith hydrostatic delay, ZHD）可通过萨斯塔莫伊宁（Saastamoinen）模型精确计算[7]，天顶对流层延迟减去天顶静力学延迟即可得到天顶湿延迟（zenith wet delay, ZWD），由ZWD 计算PWV 时需要无量纲转换系数∏，二者共同影响PWV 的精度。转换系数∏是关于加权平均温度（atmospheric weighted mean temperature, Tm）的函数，即Tm的准确与否关系到∏的精度。为获取与研究地区相符合的大气加权平均温度模型，众多学者进行了多项研究。……