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基于北斗PWV的暴雨时空变化特征分析

郭秋英 赵耀 黄守凯 张海平 李国伟 孙英君

郭秋英, 赵耀, 黄守凯, 张海平, 李国伟, 孙英君. 基于北斗PWV的暴雨时空变化特征分析[J]. 全球定位系统, 2022, 47(5): 111-117. doi: 10.12265/j.gnss.2022123
引用本文: 郭秋英, 赵耀, 黄守凯, 张海平, 李国伟, 孙英君. 基于北斗PWV的暴雨时空变化特征分析[J]. 全球定位系统, 2022, 47(5): 111-117. doi: 10.12265/j.gnss.2022123
GUO Qiuying, ZHAO Yao, HUANG Shoukai, ZHANG Haiping, LI Guowei, SUN Yingjun. Analysis of temporal and spatial variation characteristics of rainstorm based on BeiDou PWV[J]. GNSS World of China, 2022, 47(5): 111-117. doi: 10.12265/j.gnss.2022123
Citation: GUO Qiuying, ZHAO Yao, HUANG Shoukai, ZHANG Haiping, LI Guowei, SUN Yingjun. Analysis of temporal and spatial variation characteristics of rainstorm based on BeiDou PWV[J]. GNSS World of China, 2022, 47(5): 111-117. doi: 10.12265/j.gnss.2022123

基于北斗PWV的暴雨时空变化特征分析

doi: 10.12265/j.gnss.2022123
基金项目: 山东省自然科学基金(ZR2021QD155);大地测量与地球动力学国家重点实验室开放基金(SKLGD2021-5-5);山东省自然科学基金(ZR2017MD029);山东省自然科学基金(ZR202103020231)
详细信息
    作者简介:

    郭秋英:(1970—),女,博士,主要研究方向为GNSS精密定位,GNSS气象学

    赵耀:(1997—),男,硕士,主要研究方向为GNSS气象学

    黄守凯:(1998—),男,硕士,主要研究方向为GNSS气象学

    通讯作者:

    赵耀 E-mail:905752558@qq.com

  • 中图分类号: P228.4

Analysis of temporal and spatial variation characteristics of rainstorm based on BeiDou PWV

  • 摘要: 利用49个山东省连续运行参考站(SDCORS) 2020年的北斗观测数据,使用GAMIT软件进行了大气水汽反演,得到了全年逐小时的大气可降水量(PWV)序列. 将反演得到的PWV与探空气象站观测的PWV对比,平均偏差为2.4 mm,均方根误差(RMSE)为3.4 mm,相关系数达到0.98,结果表明反演结果的精度符合气象研究需求. 分别从单连续运行参考站(CORS)和全省范围对PWV在暴雨过程中的变化进行了分析,发现PWV在暴雨产生前5~12 h开始上升,至暴雨产生时刻,PWV最大值普遍达到60 mm以上,平均变化率达到1~3 mm/h,越临近暴雨产生,PWV变化幅度越大,降水结束后,PWV会迅速下降. PWV的变化与暴雨的产生具有高度相关性,PWV在暴雨产生前后的剧烈变化,可用于暴雨预警研究,对于生产生活活动具有重要现实指导意义.

     

  • 图  1  研究区域内CORS站、气象站及探空站分布图

    图  2  章丘市探空站与ZQRS站2020全年PWV差值图

    图  3  3个CORS站2020年8月1日至21日实际降水与PWV对比图

    图  4  2020年8月5日至8月7日山东省PWV分布图

    注:标示出的CORS站表示对应时段3 h内有降水产生.

    图  5  133次暴雨降水事件PWV变化特征图

    图  6  133次暴雨降水事件中PWV两种变化率对比图

    表  1  BDS PWV精度评估表

    测站RMSE/mmbias/mmR
    ZQRS3.42.40.98
    下载: 导出CSV

    表  2  PWV变化情况统计表

    PWVmax/
    mm
    频次∆PWV/
    mm
    频次T/h频次PWVr/
    (mm·h−1)
    频次
    >7038>2514>126>3 7
    60~707015~25229~12322~338
    50~60225~15755~8581~276
    <50 3<522<537<112
    下载: 导出CSV
  • [1] 郭英莲, 王继竹, 王海燕, 等. GPS可降水量在湖北暴雨预报中的指示性[J]. 气象科技, 2015, 43(4): 666-674. DOI: 10.3969/j.issn.1671-6345.2015.04.018
    [2] 姚宜斌, 张顺, 孔建. GNSS空间环境学研究进展和展望[J]. 测绘学报, 2017, 46(10): 1408-1420. DOI: 10.11947/j.AGCS.2017.20170333
    [3] ZHAO Q Z, MA X W, YAO Y B. Preliminary result of capturing the signature of heavy rainfall events using the 2-d-/4-d water vapour information derived from GNSS measurement in Hong Kong[J]. Advances in space research, 2020, 66(7): 1537-1550. DOI: 10.1016/j.asr.2020.06.013
    [4] KHANIANI A S, MOTIEYAN H, MOHAMMADI A. Rainfall forecast based on GPS PWV together with meteorological parameters using neural network models[J]. Journal of atmospheric and solar-terrestrial physics, 2021, 214(1-2): 105533. DOI: 10.1016/j.jastp.2020.105533
    [5] HUANG L K, MO Z X, XIE S F, et al. Spatiotemporal characteristics of GNSS-derived precipitable water vapor during heavy rainfall events in Guilin, China[J]. Satellite navigation, 2021, 2(1): 175-191. DOI: 10.1186/s43020-021-00046-y
    [6] 施闯, 张卫星, 曹云昌, 等. 基于北斗/GNSS的中国-中南半岛地区大气水汽气候特征及同降水的相关分析[J]. 测绘学报, 2020, 49(9): 1112-1119. DOI: 10.11947/j.AGCS.2020.20200339
    [7] 杨军建, 姚宜斌, 许超钤, 等. 大气可降水量与实际降水量的关联性分析[J]. 测绘地理信息, 2016, 41(1): 18-21,26. DOI: 10.14188/j.2095-6045.2016.01.005
    [8] 单路路, 姚宜斌, 赵庆志, 等. 基于GNSS PWV的短临降雨预测方法[J]. 测绘地理信息, 2019, 44(1): 22-26.
    [9] 杜爱军, 张强, 杨世琦, 等. 北斗CORS探测的大气可降水量与重庆降雨的关系[J]. 大地测量与地球动力学, 2020, 40(2): 134-139.
    [10] 张振, 李黎, 田莹, 等. 连续运行参考站网的暴雨过程时空变化分析[J]. 测绘科学, 2020, 45(8): 19-25. DOI: 10.16251/j.cnki.1009-2307.2020.08.004
    [11] 陈明东. GPS/PWV在台风“玛莉亚”袭闽期间的变化特征研究[J]. 测绘通报, 2019(1): 93-96,137.
    [12] 秦鑫, 赵姝慧, 马嘉理, 等. 辽宁地区大气可降水量与降水关系的研究[J]. 气象, 2020, 46(1): 80-88. DOI: 10.7519/j.issn.1000-0526.2020.01.008
    [13] 刘洋, 赵庆志, 姚顽强. 基于多隐层神经网络的GNSS PWV和气象数据的降雨预测研究[J]. 测绘通报, 2019(S1): 36-40.
    [14] LI H B, WANG X M, CHOY S, et al. Detecting heavy rainfall using anomaly-based percentile thresholds of predictors derived from GNSS-PWV[J]. Atmospheric research, 2022(265): 105912. DOI: 10.1016/j.atmosres.2021.105912
    [15] 施闯, 周凌昊, 范磊, 等. 利用北斗/GNSS观测数据分析“21·7”河南极端暴雨过程[J]. 地球物理学报, 2022, 65(1): 186-196. DOI: 10.6038/cjg2022P0706
    [16] BOEHM J, NIELL A, TREGONING P, et al. Global mapping function(GMF): a new empirical mapping function based on numerical weather model data[J]. Geophysical research letters, 2006, 33(7): L07304. DOI: 10.1029/2005GL025546
    [17] 尹恒毅. 地基GNSS反演大气可降水量的研究[D]. 西安: 西安科技大学, 2020.
    [18] SAASTAMOINEN J. Contributions to the theory of atmospheric refraction[J]. Bulletin géodésique, 1972, 105(1): 279-298. DOI: 10.1007/BF02522083
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-07-07
  • 录用日期:  2022-07-07
  • 网络出版日期:  2022-09-26

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