地基GPS反演大氣水汽含量實踐＊

薛豐昌，高曉東，張亞琳

（1.南京信息工程大學 遙感學院，江蘇 南京210044；2.上海嘉定區氣象局，上海201800）

0 引 言

氣象研究的熱點之一是如何測定大氣中的水汽含量，監測大氣中水汽分布及變化趨勢，并將監測結果應用于實際業務預報特別是中小尺度災害性天氣的監測預報。由于傳統的無線電探測、衛星紅外線探測和微波探測等手段自身存在的局限性，上世紀末有學者提出地基GPS技術可以作為一種新型大氣探測實用技術有效彌補探空資料在時間和空間上的不足，提供高精度、高容量、快速變化的水汽信息。

Bevis M［1］等人首先提出了利用GPS探測大氣總水汽量的方法，使得GPS成為探測大氣結構的一種新手段。1994年美國GPS／STORM試驗證明了利用地基GPS探測大氣總水汽含量技術的可行性，地基GPS探測大氣水汽含量的精度達0.1～0.2cm.與此同時，從1994年開始，NOAA利用美國中部的GPS網進行長達5年的大氣水汽監測，結果表明該網能在高濕（大氣總水汽量超過4.0cm）和十分干燥（大氣總水汽量低于0.25cm）的條件下穩定地運行［2］。從GPS／STORM和GPSWISP94試驗表明地基GPS／MET的應用價值和特點以來，美國、日本、德國、歐盟、韓國等還紛紛建立地基GPS／MET應用的連續運行網絡。國內從90年代中期由國家衛星氣象中心和北京大學聯合進行空基、地基GPS／MET的研究，利用掩星數據進行了溫度及氣壓的反演。利用地基GPS資料，對大氣可降水量進行了探測，上海氣象局和上海天文臺通過合作，對上海暴雨期間進行了GPS觀測，得到大氣可降水量。中國科學研究院和地形形變監測中心在華南暴雨試驗中也進行了GPS觀測。……