無(wú)線電掩星反演大氣溫度的電離層影響

史永鵬,鄭南山,2,劉亞彬

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院,徐州 221000;2.國(guó)土環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)國(guó)家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,徐州 221000)

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無(wú)線電掩星反演大氣溫度的電離層影響

史永鵬1,鄭南山1,2,劉亞彬1

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院,徐州 221000;2.國(guó)土環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)國(guó)家測(cè)繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,徐州 221000)

利用掩星的附加相位延遲數(shù)據(jù),對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的幾何光學(xué)大氣反演算法進(jìn)行了研究。探究電離層的電子密度對(duì)溫度反演的影響,按照標(biāo)準(zhǔn)的幾何光學(xué)反演算法得到的干溫度與無(wú)線電探空儀數(shù)據(jù)的平均相對(duì)誤差小于5%。將經(jīng)過(guò)兩種方法電離層修正后反演得到的溫度與CDAAC的數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比,實(shí)驗(yàn)證明電離層殘差對(duì)溫度反演的影響隨著高度的增加而增大,在25 km以上是造成溫度反演誤差的主要因素,彎曲角電離層修正法要優(yōu)于相位電離層修正法。

無(wú)線電掩星;溫度反演;無(wú)線電探空儀;電離層修正;彎曲角修正法

0　引　言

基于GNSS的無(wú)線電掩星大氣探測(cè)技術(shù)已經(jīng)廣泛用于天氣預(yù)報(bào)和氣候研究,也稱(chēng)之為空基GNSS氣象學(xué),這種技術(shù)具有覆蓋面大、分辨率高等優(yōu)點(diǎn)[1-3]。陸續(xù)建立的可用于掩星觀測(cè)的衛(wèi)星系統(tǒng)有CHAMP,SAC-C,GRACE,COSMIC等。成功反演出了各類(lèi)氣象要素廓線,與歐洲中尺度天氣預(yù)報(bào)中心(ECMWF)和美國(guó)國(guó)家環(huán)境預(yù)報(bào)中心(NCEP)的氣象數(shù)據(jù)符合較好。與其他觀測(cè)設(shè)備,如探空儀、激光雷達(dá)、垂測(cè)儀的探測(cè)結(jié)果比較也能達(dá)到較高精度:掩星反演得到的大氣溫度數(shù)據(jù)在上對(duì)流層和下平流層區(qū)……