联合GNSS/RS多源数据反演三维大气水汽分布研究

作者：张文渊; 张书毕; 郑南山; 张秋昭^*; 丁楠

来源：地球物理学报, 2022, 65(06): 1951-1964.

• 三维大气水汽
• 全球导航卫星系统
• 遥感水汽数据
• 对流层层析技术

大气水汽作为重要的温室气体之一，其在全球气候变化研究及极端天气预警中起到重要作用.全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)水汽层析技术作为重构高时空分辨率大气水汽三维分布的重要手段之一，目前得到了快速的发展和应用.但受GNSS观测信号几何特征的限制，传统水汽层析模型仍无法解决观测分布不均和空余体素块多的问题.本文首次利用遥感(Remote Sensing, RS)卫星高水平分辨率信号的观测几何优势，提出一种联合GNSS/RS多源数据的水汽层析方法，用于反演高精度的三维大气水汽分布.利用徐州地区GNSS观测数据与MODIS、MERSI两种遥感水汽数据对该方法的可行性及精度进行验证.结果表明：相比于传统GNSS层析模型，GNSS/RS层析模型的观测信号数量和网格穿刺率分别提高了38.41%和55.56%.分别以研究区域的探空站(58027)水汽廓线和ERA5再分析资料为参考值，发现GNSS/RS层析模型的各类精度指标均优于传统模型，其中平均均方根误差分别提高了29.68%和20.31%,并且在不同高度层上GNSS/RS层析水汽产品质量也优于传统模型，这表明GNSS/RS层析模型可有效改善层析结果质量，反演出精确、可靠的大气水汽三维分布信息.

• 单位
  江苏师范大学; 中国矿业大学（北京）; 中国矿业大学