植被下垫面近地层大气动力状态与动力学粗糙度长度的相互作用及其参数化关系

通常人们将表面动力学粗糙度长度看作常数,但在植被下垫面由于表面粗糙元与近地层大气动力状态的耦合作用,动力学粗糙度长度具有显著的动态变化性.本文利用中国北方协同观测试验中森林、农田和草地等不同植被类型下垫面的观测资料,分析了动力学粗糙度长度随风速和摩擦速度的分布特征,给出了不同植被类型下垫面动力学粗糙度长度与风速u和动力学综合变量u2/u*的拟合关系式.研究发现:植被下垫面动力学粗糙度长度的动态变化与近地面层大气动力状态之间存在复杂的相互作用过程,动力学粗糙度长度与u和u2/u*的拟合关系不仅与植株高度等植被的粗糙特征有关,而且还受植株柔软性等动力响应特性影响.由于近地层大气动力状态能同时改变植被粗糙特征和气流运动特征,所以动力学粗糙度长度虽然随风速的增加而减小,但随摩擦速度的变化则比较复杂,明显依赖植被类型.在植株较高的森林和玉米农田下垫面动力学粗糙度长度与风速的相关性比较好,但在植株比较低矮的自然草地下垫面则相关性较差.不过,研究的3种植被类型下垫面动力学粗糙度长度与u2/u*的相关性均比较好,而且试验拟合系数基本反映了不同类型植被的植株高度和柔软性.     

北斗新一代卫星时分体制星间链路测量的系统误差标定

北斗导航卫星系统BDS已在新一代试验卫星星座上成功实现了星间链路(ISL)相互伪距测量.对时分体制Ka频段星间钟差测量实测数据的分析表明,虽然星间钟差测量的随机误差水平达到了10 cm(RMS)水平,但其中仍包含显著的系统性测量误差.该系统误差严重影响了星间链路测量在星间时间同步和提升轨道精度等方面的应用.分析表明,该系统误差来源于星间链路信号收发设备的时延.该时延在地面环境难以标定,且地面标定值在卫星入轨和在轨工作期间受空间环境影响可能发生变化.本文利用BDS星地L双向时频传递设备采集的星地钟差数据,以及星间链路测量数据,对星间链路收发设备的组合时延进行最优估计.估计的具体策略是对任意一个卫星对,利用这两颗卫星的星地钟差数据以及星间链路数据,解算这两颗卫星星间链路设备的组合时延.对2IGSO/2MEO新一代试验卫星星座连续14 d的数据处理结果表明,每天对每颗卫星解算一组星间链路组合时延值,该时延值的时间序列具有较好的稳定性,其在14 d内的标准偏差小于0.3 ns.将获得的组合时延值应用于星间相对钟差的测量,星间链路对地数据测定钟差与星地L双向钟差测量结果得到的钟差具有较好的一致性,证明了组合时延的自洽性.结果表明,星间链路数据对MEO卫星境外弧段钟差预报精度提升尤为明显:钟差监测弧段提升达到全弧段的40%以上;卫星入境后,M1S预报误差从3.59降低至0.86 ns,M2S从1.94降低至0.57 ns.