香港地区台风时期对流层水汽变化研究

论文摘要

香港地处我国南海沿岸,每年因台风产生的恶劣天气对香港地区社会经济及人民生活造成严重影响。水汽作为大气中最为活跃的部分,在台风的形成与消散过程中充当能量传播基质。研究香港地区台风影响时期水汽分布变化,一方面有利于修正GNSS卫星信号对流层延迟,另一方面有利于相关部门进行损失估计,制定防灾减灾策略,减少台风对人民生活的影响。基于GNSS反演区域对流层水汽的技术具有全天候、低成本、高精度、高时空分辨率等优势,满足当下对水汽探测的各种需求。根据上述内容,本文主要工作及研究成果如下:(1)利用香港卫星定位参考站网提供的GNSS观测数据,采用非差精密单点定位方法,提取强热带风暴“塔拉斯”与热带风暴“洛克”影响期间各测站天顶方向对流层延迟,为后续反演天顶方向大气可降水量及层析水汽三维分布作准备。(2)联合反演得到各站点天顶方向大气可降水量PWV与降雨数据,分析台风影响时期香港地区水汽二维分布变化。台风对香港地区水汽分布的影响在量上有整体相关性;水汽累积是大量降雨的前提条件,当水汽累积量相近时,实际累积降雨量与水汽累积时长有正相关性;台风对水汽平面分布的影响范围(具体体现于PWV值大于65 mm的区域面积)、影响时间及影响程度与其等级相关;台风路径对局部水汽分布有一定影响。(3)联合香港地区上空三维水汽密度层析结果与降雨数据,分析水汽三维分布变化。水汽整体变化与台风信息相吻合,中低层区域水汽密度变化量较高层区域的水汽密度变化量大;在1.6km以下区域,强热带风暴“塔拉斯”对水汽密度影响大于热带风暴“洛克”,而在1.6km～3.2km区域相反;在大量降雨当日,测站上空1.6km以下区域的水汽密度有着明显的下降,但其下降量与日降水量无定量关系;低层与高层区域大气水汽分布受台风影响不大,中层区域水汽分布在一定程度上受台风活动区域的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 天顶方向水汽反演技术进展
•     1.2.2 三维水汽层析技术研究进展
•   1.3 论文主要研究内容与组织结构
• 第二章 对流层延迟参数估计原理
•   2.1 对流层对GNSS信号的影响
•   2.2 对流层天顶延迟模型
•   2.3 对流层天顶延迟的参数估计原理
•     2.3.1 映射函数
•     2.3.2 对流层延迟参数模型
•     2.3.3 观测方程
•   2.4 小结
• 第三章 大气水汽反演基本原理
•   3.1 GNSS数据反演天顶大气可降水量原理
•   3.2 探空数据反演天顶大气可降水量原理
•   3.3 GNSS数据层析水汽三维分布原理
•     3.3.1 构建SWV观测方程
•     3.3.2 水汽层析约束条件
•     3.3.3 水汽密度解算方法
•   3.4 小结
• 第四章 基于GNSS的香港地区水汽水平分布变化分析
•   4.1 基于GNSS反演天顶方向大气可降水量
•     4.1.1 数据资料
•     4.1.2 数据处理
•     4.1.3 精度评价
•   4.2 水汽二维分布变化分析
•     4.2.1 台风连续影响时期香港地区PWV值变化趋势
•     4.2.2 PWV与降雨量间的关联性分析
•     4.2.3 台风连续影响期间香港地区水汽空间分布变化
•   4.3 小结
• 第五章 基于GNSS的香港地区水汽三维分布变化分析
•   5.1 基于GNSS层析大气水汽三维分布信息
•     5.1.1 数据处理
•     5.1.2 精度评价
•   5.2 水汽三维分布变化分析
•     5.2.1 水汽密度在整体上的变化分析
•     5.2.2 水汽密度在垂直方向上的变化分析
•     5.2.3 水汽密度在水平方向上的变化分析
•   5.3 小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 周苏娅

导师: 闻德保

关键词: 对流层延迟,大气可降水量,水汽三维层析,台风,时空规律

来源: 长沙理工大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 气象学

单位: 长沙理工大学

基金: 国家自然科学基金:一种新的电离层层析模型及其应用研究,NO.41674040

分类号: P426

DOI: 10.26985/d.cnki.gcsjc.2019.000328

总页数: 74

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