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摘要:由于桂林地区地基GNSS站并未配置气象传感器，致使大量GNSS观测数据无法在大气水汽（PWV）监测中发挥作用.针对这一情况，本文将欧洲中期天气预报中心（ECMWF）最新发布的ERA5再分析资料中测站处的气压和温度气象数据加入到GNSS水汽反演中，并将反演结果与利用地面气象站反演的GNSS水汽做对比，以此评估ERA5在桂林地区反演GNSS水汽的精度和适用性.结果表明：1）以桂林地区2017年10个地面气象站的实测气压和温度数据为参考值，ERA5地表气压和温度的年均偏差分别为-0.35 hPa和0.86 K，年均均方根误差（RMSE）分别为0.65 hPa和1.66 K，该精度可用于GNSS水汽反演；2）以2017年6—7月GNSS利用地面气象站反演的PWV为参考值，ERA5反演的GNSS PWV的偏差和RMSE分别为0.17 mm和0.35 mm，且两者具较好的相关性和一致性.由此表明，ERA5地表温压产品可应用于桂林地区GNSS水汽反演，这些研究结果可为桂林地区的GNSS水汽反演及数据源的选用提供重要的参考依据.

摘要:基于中国气象局发布的CRA40气象再分析资料，计算地基GNSS水汽反演中涉及气压、气温、大气水汽加权平均温度（T_m）、天顶对流层总延迟（ZTD）等关键参数，并分别以地面气象站（气压、气温）、无线电探空测站（T_m）以及地基GNSS测站（ZTD）为参考，对这些参数在中国地区的精度和可靠性开展了系统的评估.计算结果与欧洲中期天气预报中心（ECWMF）最新一代ERA5产品的计算结果进行比较，结果表明：基于CRA40计算的测站处气压和ZTD的平均RMS（均方根）分别为0.91 hPa和13.5 mm，略差于ERA5；计算的测站处气温和T_m平均RMS分别为2.67 K和1.47 K，略优于ERA5.三类参数（气压、气温、ZTD）的日变化总体趋势与实际观测符合较好.

摘要:全球气温气压（GPT）系列模型可用于计算全球任意位置的气温、气压和水汽压等各种气象参数，目前国内外广泛使用且精度较高的全球气温气压模型主要为GPT2w模型.本文利用2012—2016年中国大陆地区102个国家气象站实测的气温、气压和水汽压数据对GPT2w模型进行精度分析.结果表明：GPT2w模型的气温误差均值为-0.45 ℃，标准偏差均值为10.04 ℃；气压误差均值为2.05 hPa，标准偏差均值为6.55 hPa；水汽压误差均值为0.11 hPa，标准偏差均值为6.15 hPa.总体而言，GPT2w模型计算出的气温、气压和水汽压值在中国大陆大部分地区具有较高的精度.同时，三种气象参数的精度在中国大陆地区分布不均匀，不同纬度区间存在一定差异且以年为周期均具有明显的季节性.

摘要:MODIS大气可降水量（PWV）空间分辨率高但易受云雨等环境因素影响，精度不高.GNSS PWV 空间分辨率较低但具有全天候、不受天气影响、精度高的优点.研究表明两者存在显著的线性相关性，结合两者的优点，基于GNSS PWV校正MODIS PWV可获取大面积高精度的PWV.针对传统的线性回归校正模型没有考虑云、气溶胶等的影响使两种数据线性相关性变差的问题，本文在传统的线性校正模型上增加了使用年积日的非线性周期项的方法来构建校正模型.利用2017—2019年香港地区GNSS对流层延迟与MODIS近红外数据，使用频谱分析线性残差项，结果表明残差具有显著的年周期.对比传统模型，本文模型的平均绝对误差、平均相对误差、均方根误差和拟合度都有明显的改善，表明本文模型可行有效且精度较高.

摘要:以欧洲中期天气预报中心的再分析资料ERA5为参考数据，评估由探空数据建立的中国区域88个单站大气加权平均温度（T_m）与地表气温（T_s）线性关系模型的精度.各站T_m-T_s线性模型计算的T_m（计算值）与ERA5 气压层数据积分所得的T_m（参考值）间偏差均方根值（RMSE）为1.8~5.5 K.不同站模型计算值与参考值间存在-1.22~4.54 K 的系统性偏差，且绝大多数测站（82个站）系统性偏差为正值，即模型计算值总体上大于参考值.补偿各站系统性偏差后，模型计算值与参考值间RMSE降为1.5~3.5 K.与使用中国区域统一模型相比，使用单站模型平均能提高0.6 K的T_m计算精度，尤其在中国西部、西北和内蒙区域，精度提高可达1~3.9 K.对所有测站模型计算值和参考值间偏差时序进行分析，发现超过半数测站的偏差存在明显季节性变化.

摘要:京津冀地区夏季暴雨频发，水汽是影响暴雨形成的关键要素之一.本文利用中国大陆构造环境监测网络（CMONOC）京津冀地区GNSS（全球导航卫星系统）观测资料，开展GNSS天顶对流层总延迟（ZTD）时序分析及对厄尔尼诺事件的响应研究.利用快速傅里叶变换与小波变换方法从频域和时域开展GNSS ZTD时序分析，并对GNSS ZTD不同周期时序与东部型指数（I_EP）、中部型指数（I_CP）进行比较，分析I_EP、I_CP对GNSS ZTD周期变化的影响.研究发现：GNSS ZTD异常时段与厄尔尼诺事件存在对应关系.东部型指数（I_EP）与GNSS ZTD呈正相关；中部型指数（I_CP）与GNSS ZTD呈显著负相关.在东部型厄尔尼诺事件的影响下，GNSS ZTD的季节性周期增大，月周期和半月周期减小；在中部型厄尔尼诺事件的影响下，GNSS ZTD的季节性周期、月周期、半月周期都减小.研究结果可为掌握区域GNSS ZTD预测变化规律提供参考，并为利用水汽感知厄尔尼诺事件提供可行性基础.

摘要:利用静态PPP（精密单点定位）处理稳定的GNSS地面站可以高精度反演大气中的水汽含量.对于运动的载体，静态PPP无法正确地估计待估参数.利用动态PPP数据处理方法，在解算载体动态位置的同时，可以估计动态载体GNSS的天顶总延迟，并在此基础上计算水汽含量.分别利用PPP动态和静态模型解算3.5 h的稳定可靠GNSS参考站数据，结果表明，动态PPP与静态PPP利用稳定CORS站解算大气可降水量（PWV）时，最大差别为6.6 mm，且水汽的变化趋势基本一致.在快速运动平台下，旋转平台解算的PWV与相同环境下的CORS站解算的水汽结果在量级上一致，但并不能像CORS站结果一样可以反映出水汽的变化趋势.针对地震等GNSS台站失稳问题，分别利用动态、静态PPP进行水汽的提取，结果表明，地震的短期形变对PPP水汽的提取无明显影响.建议使用静态PPP对失稳GNSS台站进行水汽提取.

摘要:黄河水文变化复杂，现有水位监测方法费时费力且不能很好满足时间分辨率和空间分辨率两个方面的需求.地基GPS-IR技术的出现为水位监测提供了新的手段，但目前大多数地基GPS-IR技术采用的接收机为高精度大地测量型接收机，成本高、时效性差，不适合大范围推广.首先介绍了普适型GPS接收机的组成，并对GPS数据观测质量进行了分析；其次给出了地基GPS-IR技术用于水位监测的基本原理；最后利用黄河盐锅峡GPS实测数据进行GPS-IR水位提取，以兰州水文站水位监测数据为参考分析了普适型GPS接收机反演水位的精度，得到了最佳RMSE为0.21 m的精度.实验结果表明，普适型GPS接收机可用于长时间水位监测.

摘要:本文提出了一种仅基于CyGNSS数据，能够同时反演土壤水分与植被光学厚度的方案，该方案使用了神经网络与暴力穷举算法.首先考察了2018年以及2020年的数据，并对结果进行了验证.通过分析发现反演结果与参考数据展现了良好的一致性.土壤水分的反演结果与2018年和2020年的测试数据比较，其相关系数分别高达0.86和0.84，均方根误差分别为0.064和0.071 cm³/cm³；对于植被光学厚度，2018年与2020年的相关系数均为0.98，均方根误差分别为0.079和0.084.研究结果表明，CyGNSS可作为一种新型且独立的泛热带土壤水分与植被光学厚度反演手段.

摘要:基于全球和区域全球导航卫星系统（GNSS）参考站网进行对流层和电离层参数反演实现空间环境变化监测具有成本低、精度高、实时性好等优点，得到了广泛应用.本文基于南京信息工程大学的北斗/GNSS空间环境监测平台Xsensing，以国际GNSS服务组织提供的对流层产品为参考，评估了不同气象条件下对流层参数反演精度，在此基础上采用固定非差模糊度的精密单点定位技术（PPP）实现高精度电离层参数反演.实验结果表明，基于全球参考站的对流层估计误差偏差为0.05 mm，对应的标准差为5.6 mm，在平稳和剧烈的气象条件下均能反映水汽变化趋势特征.基于短基线进行电离层延迟反演精度评估，结果表明浮点解PPP反演电离层延迟误差的平均偏差为-0.09 TECU，精度为0.38 TECU，采用非差模糊度固定技术对电离层延迟提取精度提高达84.2％；静态模拟动态解算模式下电离层估计精度与静态相当.上述结果表明该平台可实现高精度空间环境参数反演，下一步将融合机载、船载等多种平台观测实现中小尺度空间变化监测.

摘要:利用基于TEC的电子密度廓线反演方法，对2014年12月31日的COSMIC和FY-3C掩星任务的电离层掩星相位数据进行处理，将反演的电子密度廓线及电离层峰值参数分别与两个掩星任务的官方产品进行比较，发现两个掩星任务的反演结果与官方产品均具有较好的一致性.其中COSMIC反演结果与CDAAC官方产品的一致性略好于FY-3C反演结果与NSMC官方产品的一致性，且两个任务的NmF2的反演质量均优于hmF2的反演质量.但与COSMIC不同，FY-3C掩星电离层相位数据进行反演处理之前有必要进行滤波平滑预处理，且由于FY-3C非掩星时段的相位数据量太少，反演过程中不建议对TEC进行改正.

摘要:为讨论不同时间序列模型对电离层垂直总电子含量（VTEC）的预报效果，在平静电离层条件下，采用载波相位平滑伪距法解算单站上空的电离层VTEC值，分别利用自回归积分滑动平均模型（ARIMA）与Holt-Winters指数平滑模型进行逐站建模，通过时长为9 d的样本序列实现3 d预报，并对预报值进行系统评估.结果表明，时间序列模型能够较好地反映预报期内的电离层VTEC变化情况，均方根误差均值不超5 TECU.此外，Holt-Winters乘法模型的预报值偏差最大，加法模型次之，ARIMA模型在11个测站的相对精度都高于Holt-Winters指数平滑模型，且其均方根误差峰值最小，具有最高的预报精度.

摘要:基于智能手机GNSS（全球导航卫星系统）观测值的研究主要集中于观测值质量分析和定位算法，在大气应用方面关注度则较为有限.本文基于全球首款支持GNSS双频信号的小米8智能手机和超短基线的Trimble Alloy测地型接收机，利用原始GNSS双频载波相位观测值，考虑连续历元间电离层变化较小从而进行观测值质量控制策略，评估了小米8智能手机电离层提取精度.研究结果表明：卫星高度角或载噪比较高的条件下，智能手机观测值可能依然是无效的，设置卫星高度角或载噪比阈值的方法进行质量控制不再适用.小米8提取的电离层延迟与测地型接收机呈现了很好的一致性，但其波动幅度略高于测地型接收机，提取精度优于0.2 TECU，表明智能手机GNSS观测值用于大气应用是可行的.

摘要:为提高数值预报降水预报的准确率，本文利用欧洲中期天气预报中心的高分辨率数值预报（ECMWF）降水预报资料和江西省国家级气象观测站实况降水资料进行概率匹配，选取Gamma累积概率分布函数用于拟合预报与观测的降水累积概率，通过在2017年江西省一次降水集中期的应用试验，得到以下结论：基于ECMWF的降水预报-观测概率匹配动态订正法由于把最新的预报与实况结果带入概率匹配中，并根据近期模式预报调整及误差不断自动更新各量级降水修正值，可实时动态订正模式降水预报；检验发现ECMWF模式降水产品对于24 h内12 h间隔的10 mm及以下量级的预报普遍偏大，25 mm及以上量级的预报普遍偏小，在江西区域九江沿江地区和景德镇的各量级降水预报较为接近实况、预报效果较好.本降水预报订正法能提高小雨和暴雨的TS评分、降低暴雨的漏报率且提升其命中率，但对大雨及部分中雨的订正效果不佳，在实践中应权衡利弊使用.

摘要:生态阈值现象普遍存在于自然系统中.气候变化幅度过大，超出了生态系统本身的调节和修复能力，生态系统的结构功能就会遭到破坏.新疆干旱区气候波动明显，该区草地生态系统对大气氮沉降和气候变化的响应是否存在阈值，有待深入研究.本文以天山北坡沿海拔梯度分布的四种草地类型（高山草甸（AM）、中山森林草地（MMFM）、低山干草原（LMDG）和平原荒漠草原（PDG））为研究对象，基于DNDC模型，揭示氮沉降及气候变化对天山北坡草地生态系统净初级生产力的影响.研究结果表明：1）草地净初级生产力 （NPP）对氮沉降增加的响应存在阈值，PDG、LMDG、MMFM和AM的响应阈值分别为20±5.77、60±26.46、50±15.28和30±11.55 kg·hm^-2.2）四种草地类型的NPP从大到小依次为MMFM、LMDG、PDG和AM，水热条件是决定NPP的主要因素.3）PDG草地NPP对温度升高的响应存在阈值，而对于其他类型的草地，在目前的研究中尚未得出确切结论.4）PDG和LMDG草地NPP与降水有明显的正相关关系，而AM草地NPP的变化与降水变化呈负相关.不同草地类型对降水变化的敏感程度也有较大差异，PDG最大，其次是LMDG，之后是AM和MMFM.

摘要:利用OMI卫星资料2006—2017年的483.5 nm波长的气溶胶柱单次散射反照率日均数据，分析了整层大气气溶胶单次散射反照率在长三角地区的时空分布特征，特别是其年际、月、季节变化特征.长江三角洲地区的大气气溶胶柱单次散射反照率越靠近海洋越大，而越靠近内陆越小.日均气溶胶柱单次散射反照率在0.881~0.971范围内变化，多年的平均值为0.939±0.024，最大分布概率出现在0.965~0.970区间，其值约为25％.长三角地区大气气溶胶柱单次散射反照率的年平均值集中于0.938~0.940之间，年际变化很小，变化值小于1％；月均柱单次散射反照率在6、8、9月有最大值，其值为0.968，而在2月有最小值，其值为0.915；季节平均单次散射反照率在夏季最大，其值为0.968，而在冬季最小，其值为0.919.