《上海天文台champ掩星资料处理结果的统计分析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《上海天文台champ掩星资料处理结果的统计分析（1页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、上海天文台C H A M P 掩星资料处理结果的统计分析 郭鹏严豪健 ( 1 中国科学院上海天文台上海2 0 0 0 3 0 ) 随着G P S 全球定位系统的发展，已经有可能使用G P S 掩星技术反演精确的大气温度，压强和湿度剖- 血。根 据G P S 掩星标准反演算法，上海天文台目前已经完成了G P S 掩星中性层大气反演程序模块，其技术路线足利用 几何光学法和阿贝尔反演技术的标准算法，从大气相位延迟中得到各级大气参数的垂直剖面。上海天文台G P S 掩 星中性层大气反演模块的详细技术描述可以参见郭鹏等1 1 l 。 本文利用G P S 掩星数据资料反演地球大气流程模块分析了2 0 0
2、2 年8 月1 日至2 0 0 2 年8 月1 7 日期间2 7 0 0 多 次C H A M P 掩星数据资料的结果，并且与欧洲中尺度天气预报分析( E C M W F ) 资料进行比较和统计分析，讨论了 C H A M P 掩星掩星数据的质量，以及分析了C H A M P 掩星数据的观测误差和E C M W F 的分析模型误差。在本文 中，提出了一种优化的统计分析方法，用两组不同时域的数据( 根据探空气球的分布资料区分) 初步分析了C H A M P 观测数据误差和E C M W F 分析模型误差，它能更客观地反映G P S 掩星技术的外部符合。从以上研究中可以得出 以下几点结论。 ( a
3、 ) 在对流层上部和同温层下部之间上海天文台处理的C H A M P 资料数据与E C M W F 分析比较一致。 ( b ) 在低对流层和同温层，由于低对流层大气不均匀、多路径、超折射和电离层噪声的残差等原因，误差比较大。 ( c ) 低对流层尤其是在热带C H A M P 数据分析显示反演得到的大气折射率比E C M W F 分析要平均偏小。大气折 射率负偏差转换到大气参数上将导致其比数值天气预报分析更暖或更干。最近很多学者已经报告了在低对流 层上的大气折射负偏差现象，相信这可能与水汽的急剧变引起的显著折射率垂直梯度有关。 ( d ) 在南极圈以内海拔2 5 k i n 之上，存在着非常大
4、的扰动，这可能是由电离层的残差引起，有待于进一步去研究， 同时改进反演算法获褥更详细的变化信息。 ( e ) 在E C M W F 分析质量较差的区域，C H A M P 掩星资料的结果要明显好于对应的E C W W F 分析。同化C H A M P 掩星数据可以改进全球和区域的数值天气预报和气候分析的精度，尤其是观测数据缺乏的区域。 低对流层集中了绝大部分的水汽，对其研究是大气科学的重要的焦点之一。因此，进一步改进获取低对流层 的信号和反演方法是我们今后的工作方向之一。在利用掩星观测资料同时反演温度和水汽的方法中，存在个模 糊度问题，只能得到干温；如果采用一维变分同化反演技术，则可以克服这个模糊度问题，同时反演得到大气温 度和水汽剖面。为了正确地将掩星资料的数据同化到数值天气预报模式，必须为数据同化系统提供适当的观测误 差协方差矩阵和模型误差协方差矩阵。合理地估计掩星反演数据的观测误差和预报模式数据的模型误差是今后的 另一个主要工作中心。 4 8 6
