[发明专利]一种探空观测青藏高原大气水汽的方法

权利要求书

1.一种探空观测青藏高原大气水汽的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S100)、收集资料，处理数据

S110)、筛选青藏高原中，同时具有地基GPS站和探空观测站的地区；

S120)、收集步骤S110筛选地区的历年气象数据,并以收集的步骤S110筛选地区的历年气象数据建立数据库；

收集的步骤S110筛选地区的历年气象数据建立数据包括:

步骤S110筛选的每个地区的地基GPS站的纬度,地基GPS站距离地面的高度和步骤S110筛选的每个地区的地基GPS站每次接收全球定位系统发送的无线电信号时，地基GPS站所处环境的大气压，温度，水汽压；

以及，

步骤S110筛选的每个地区的探空观测站的每组探空气象观测数据中，探空仪中温度传感器检测到的环境温度，探空仪中温度传感器所处环境的环境压力，探空观测的大气水汽总量，太阳天顶角，探空观测站所处环境的地面气温；

S130)、根据收集的步骤S110筛选的每个地区的GPS站的纬度,GPS站距离地面的高度和步骤S110筛选的每个地区的地基GPS站每次接收全球定位系统发送的无线电信号时，地基GPS站所处环境的大气压，温度，水汽压，建立步骤S110筛选的每个地区的地基GPS站的GPS遥感大气水汽总量与地基GPS站的纬度,地基GPS站距离地面的高度和步骤S110筛选的每个地区的地基GPS站每次接收全球定位系统发送的无线电信号时，地基GPS站所处环境的大气压，温度，水汽压的回归方程；

S140)、根据收集的步骤S110筛选的每个地区的探空观测站的每组探空气象观测数据中，探空仪中温度传感器检测到的环境温度，探空仪中温度传感器所处环境的环境压力，探空观测的大气水汽总量，太阳天顶角，探空观测站所处环境的地面气温以及根据步骤S130建立的步骤S110筛选的每个地区的地基GPS站的GPS遥感大气水汽总量与地基GPS站的纬度,地基GPS站距离地面的高度和步骤S110筛选的每个地区的地基GPS站每次接收全球定位系统发送的无线电信号时，地基GPS站所处环境的大气压，温度，水汽压的回归方程建立探空观测大气水汽总量的修订公式；

S200)、探空观测，获取数据

探空观测过程中，获取探空观测数据，每组探空观测数据包括探空仪中温度传感器检测到的环境温度，探空仪中温度传感器所处环境的环境压力，探空观测的大气水汽总量，太阳天顶角，探空观测站所处环境的地面气温；

S300)、计算探空观测地区的探空观测大气水汽总量

根据步骤S200获取的探空观测数据以及步骤S140建立的探空观测大气水汽总量的修订公式确定探空观测地区的探空观测大气水汽总量；

其中，步骤130中，根据收集的步骤S110筛选的每个地区的地基GPS站的纬度,地基GPS站距离地面的高度和步骤S110筛选的每个地区的地基GPS站每次接收全球定位系统发送的无线电信号时，地基GPS站所处环境的大气压，温度，水汽压，建立步骤S110筛选的每个地区的地基GPS站的GPS遥感大气水汽总量与地基GPS站的纬度,地基GPS站距离地面的高度和步骤S110筛选的每个地区的地基GPS站每次接收全球定位系统发送的无线电信号时，地基GPS站所处环境的大气压，温度，水汽压的回归方程，包括如下步骤：

S131)、建立地基GPS站的天顶对流层总延迟的回归方程：

式中，

ZTD_GPS为地基GPS站天顶对流层总延迟，单位为mm，下同；

为地基GPS站的纬度，下同；

h_GPS为地基GPS站距离地面的高度，单位为m，下同；

P_0GPS为地基GPS站接收全球定位系统发送的无线电信号时，地基GPS站所处环境的大气压，单位为mbar，下同；

T_0GPS为地基GPS站接收全球定位系统发送的无线电信号时，地基GPS站所处环境的环境温度，单位为℃，下同；

e_0GPS为地基GPS站接收全球定位系统发送的无线电信号时，地基GPS站所处环境的水汽压，单位为mbar，下同；

S132)、建立地基GPS站的天顶静力延迟的回归方程：

式中，ZHD_GPS为地基GPS站天顶静力延迟，单位为mm，下同；

S133)、计算地基GPS站天顶对流层湿延迟

根据公式ZWD_GPS＝ZTD_GPS-ZHD_GPS计算地基GPS站天顶对流层湿延迟，

式中，ZWD_GPS为地基GPS站天顶对流层湿延迟，单位为mm，下同；

S134)、建立地基GPS站的GPS遥感大气水汽总量与地基GPS站的纬度,地基GPS站距离地面的高度和地基GPS站接收全球定位系统发送的无线电信号时，地基GPS站所处环境的大气压，温度，水汽压的回归方程

PW_GPS＝∏_GPS×ZWD_GPS

式中，

PW_GPS为地基GPS站的GPS遥感大气水汽总量，单位为mm，下同；

∏_GPS为转换因子，下同；

其中，步骤S140中，根据收集的步骤S110筛选的每个地区的探空观测站的每组探空气象观测数据中，探空仪中温度传感器检测到的环境温度，探空仪中温度传感器所处环境的环境压力，探空观测的大气水汽总量，太阳天顶角，探空观测站所处环境的地面气温以及根据步骤S130建立的步骤S110筛选的每个地区的地基GPS站的GPS遥感大气水汽总量与地基GPS站的纬度,地基GPS站距离地面的高度和步骤S110筛选的每个地区的地基GPS站每次接收全球定位系统发送的无线电信号时，地基GPS站所处环境的大气压，温度，水汽压的回归方程建立探空观测大气水汽总量的修订公式，包括如下步骤：

S141)、根据地基GPS站的GPS遥感大气水汽总量与地基GPS站的纬度,地基GPS站距离地面的高度和地基GPS站接收全球定位系统发送的无线电信号时，地基GPS站所处环境的大气压，温度，水汽压的回归方程，绘制地基GPS站历年GPS遥感大气水汽总量曲线图；

S142)、根据地基GPS站历年GPS遥感大气水汽总量曲线图，建立探空观测大气水汽总量的修订公式：

式中，

PW′_t为一组探空气象观测数据中，修订后的探空观测大气水汽总量，单位为mm，下同；

PW_t为一组探空气象观测数据中，探空观测的大气水汽总量，单位为mm，下同；

er为一组探空气象观测数据中，探空仪中温度传感器检测到的环境温度对应的湿度相对误差，下同；

ΔPW_t为探空观测的大气水汽总量偏差修订量，单位为mm，其中，

上式中，

a₀，a₁，a₂，a₃为修订方程系数，下同；

θ为一组探空气象观测数据中，太阳天顶角，单位为°，下同；

T_d为一组探空气象观测数据中，探空观测站的地面气温，单位为℃，下同；

f(T_d)为探空观测大气水汽总量剩余偏差与探空观测站的地面气温的经验公式，下同。