独立同分布心极限定理雨量站网规划中的应用

将独立同分布中心极限定理引入雨量站网的规划中,得出面雨量测量精度(测量相对误差或允许误差)与雨量站网密度(平均站间距)呈线性关系,误差增长的斜率与该区域雨量站观测的随机误差均方差呈正比,与区域面雨量和区域面积的平方根呈反比.利用模拟降水场以及安徽省梅雨期间高密度的雨量站点资料,以抽站法为基础进行统计计算,验证上述结论,并对这一线性关系的斜率进行讨论,以期为雨量站网的规划和优化提供一定依据.应用导出的关系式对安徽省2005-2008年梅雨季节降水统计得出,面雨量测量精度与雨量站密度的相关系数在淮北平原为0.49～0.80,在皖南山区为0.70～1.41,如果假定20％的允许误差,安徽淮北平原和皖南山区的最小平均站间距(最高布站精度)分别为25和14 km.     

独立同分布中心极限定理在雨量站网规划中的应用

将独立同分布中心极限定理引入雨量站网的规划中, 得出面雨量测量精度(测量相对误差或允许误差)与雨量站网密度(平均站间距)呈线性关系, 误差增长的斜率与该区域雨量站观测的随机误差均方差呈正比, 与区域面雨量和区域面积的平方根呈反比。利用模拟降水场以及安徽省梅雨期间高密度的雨量站点资料, 以抽站法为基础进行统计计算, 验证上述结论, 并对这一线性关系的斜率进行讨论, 以期为雨量站网的规划和优化提供一定依据。应用导出的关系式对安徽省2005-2008年梅雨季节降水统计得出, 面雨量测量精度与雨量站密度的相关系数在淮北平原为0.49~0.80, 在皖南山区为0.70~1.41, 如果假定20%的允许误差, 安徽淮北平原和皖南山区的最小平均站间距(最高布站精度)分别为25和14 km。     

COSMIC掩星反演数据质量分析

利用2007—2010年的中国探空资料评估GPS掩星探测系统COSMIC(constellation observing system formeteorology,ionosphere,and climate)反演产品,对比数据在空间上限定掩星事件发生地和探空站的水平距离在100 km以内,在时间上相差不超过1小时,对比高度范围为925~10 hPa。对比结果表明,COSMIC反演大气温度略低于探空仪测量值,平均绝对偏差为0.08 K,标准差为1.67 K。两者水汽资料在200 hPa以上高度有系统性偏差;在200 hPa以下,比湿的平均偏差约为+0.080 g/kg,标准差为0.692 g/kg,水汽压平均相对误差约为+69.6%,标准差为160.0%,水汽压存在极端低值的异常情况。通过对全球不同区域6种探空仪的对比,COSMIC反演产品在700 hPa以下高度显著受背景场影响,由于背景场误差随区域改变,因此,只有在精度要求不高的情况下,COSMIC反演产品才适合用于评估其他资料。     

一次暴雨过程中GPS三维层析水汽场的变化特征

利用小尺度GPS网络, 使用蒙特卡罗GPS水汽层析算法获取高时空分辨率的水汽场, 并通过与探空资料对比验证层析水汽场具有理想的精度。结合GPS三维层析水汽场与天津气象雷达资料, 分析2011年7月29日大暴雨过程, 首次给出小尺度水汽场在强对流过程中连续的变化过程以及精细结构。对于局地的对流过程, 三维层析水汽场能够在降水发生前约20分钟捕捉水汽在空中的富集现象并给出相应位置, 对降水预报具有指示作用。对于大范围强降水过程, 水汽场能够明确地给出水汽输送来源的位置和强度, 与天气形势分析和雷达气象分析的结论一致。     

GPS蒙特卡罗三维水汽层析算法敏感性试验和研究

以布设在天津的由13部地基GPS组成的高密度小尺度探测网为基础, 对蒙特卡罗层析算法中GPS平均站距、层析时间间隔以及蒙特卡罗随机次数3个影响层析算法的关键参数进行敏感性实验和分析。实验表明, 层析解算精度随着平均站距的降低和蒙特卡罗次数的增加而提高, 增加层析时间间隔对提高层析算法结果的精度作用不明显。同时提出采用“最优+次优”的两组残差最小水汽场的平均作为最终层析场的方法, 使得水汽场绝对偏差较前人所采用的只取残差最小水汽场的方法减少约30%。     

COSMIC掩星反演数据质量分析

利用2007?2010年的中国探空资料评估GPS掩星探测系统COSMIC (constellation observing system for meteorology, ionosphere, and climate)反演产品, 对比数据在空间上限定掩星事件发生地和探空站的水平距离在100 km以内, 在时间上相差不超过1小时, 对比高度范围为925~10 hPa。对比结果表明, COSMIC反演大气温度略低于探空仪测量值, 平均绝对偏差为?0.08 K, 标准差为1.67 K。两者水汽资料在200 hPa以上高度有系统性偏差; 在200 hPa以下, 比湿的平均偏差约为+0.080 g/kg, 标准差为0.692 g/kg, 水汽压平均相对误差约为+69.6%, 标准差为160.0%, 水汽压存在极端低值的异常情况。通过对全球不同区域6种探空仪的对 比, COSMIC反演产品在700 hPa以下高度显著受背景场影响, 由于背景场误差随区域改变, 因此, 只有在精度要求不高的情况下, COSMIC反演产品才适合用于评估其他资料。