烏魯木齊地區(qū)PWV對PM2.5的影響趨勢分析及預測
發(fā)布時間：2020-12-25 14:17
針對當前我國部分地區(qū)霧霾頻發(fā),而傳統(tǒng)霧霾監(jiān)測手段存在花費高、時空分辨率低等局限性,無法及時準確地掌握霧霾天氣的發(fā)生時間等問題,提出1種利用全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GNSS)技術反演的可降水量(PWV)監(jiān)測霧霾方法:重點分析烏魯木齊地區(qū)幾次霧霾天氣前后空氣中大氣可降水量值及其變化特征;對獲得的國際GNSS服務組織(IGS)站數(shù)據(jù)進行解算得到的大氣可降水量與霧霾指數(shù)即大氣中粒徑小于等于2.5微米的顆粒物(可入肺顆粒物(PM2.5))對比分析,發(fā)現(xiàn)PWV與PM2.5具有強相關性;并綜合考慮其他氣象因素,建立多元線性回歸分析模型,實現(xiàn)對霧霾的預測。研究結(jié)果表明:霧霾形成過程中PM2.5質(zhì)量濃度與大氣可降水量變化密切相關,有顯著的正相關性;結(jié)合實際天氣條件,利用GNSS水汽資料建立的多元線性回歸分析模型可實現(xiàn)對霧霾天氣的預測。
【文章來源】：導航定位學報. 2020年01期
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
2016年1月12日~16日PM2.5濃度預測值與實際值對比
第1期師蕓，等.烏魯木齊地區(qū)PWV對PM2.5的影響趨勢分析及預測45數(shù)高于三亞。三亞瀕臨海域，空氣濕度遠高于烏魯木齊，顯然，降雨量及工業(yè)發(fā)展都是影響霧霾形成的原因。2GNSS技術獲取水汽的原理對流層是指從地面至距地面以上50km范圍內(nèi)的大氣層，對流層中包含了75%的大氣的質(zhì)量和超過90%的水汽含量[13]。GPS衛(wèi)星發(fā)射信號穿過大氣層時會產(chǎn)生信號延遲，分別是對流層延遲和電離層延遲，這是由于大氣折射造成的。通過雙頻接收機或者常用的電離層模型可以基本消除電離層延遲，從而獲得ZTD。天頂對流層總延遲等于濕延遲（zenithwetdelay,ZWD）和靜力學延遲（zenithhydrostaticdelay,ZHD）之和，靜力學延遲可以通過經(jīng)典模型（Saastamoinen模型、Hopfiled模型和Black模型）計算所得，其中最常用的為Saastamoinen模型[14]，其計算公式為()0ZHD2.2768,Pfφh=×（1）f(φ,h)=10.00266cos(2φ)0.00028h（2）式中：0P代表地面氣壓，單位為mbar；φ代表測站的地心大地緯度，單位為(°)；h代表測站大地高，單位為km；f(φ,h)為由于地球自轉(zhuǎn)引起的重力加速度變化的改正。由于用經(jīng)驗模型計算濕延遲時需要知道地面水汽壓，這樣不僅增加了地面氣象要素的觀測數(shù)量，也增大了氣象要素觀測誤差對濕延遲計算精度的影響，會導致計算精度不高[15-16]。因此，一般不直接去求濕延遲，而是通過總延遲減去靜力學延遲來得到天頂濕延遲[17]，則濕延遲可寫為ZWD=ZTDZHD（3）天頂濕延遲量與PWV的關系為PWV=∏ZWD（4）式（4）中∏是濕延遲與PWV的轉(zhuǎn)換系數(shù)，又
第1期師蕓，等.烏魯木齊地區(qū)PWV對PM2.5的影響趨勢分析及預測45數(shù)高于三亞。三亞瀕臨海域，空氣濕度遠高于烏魯木齊，顯然，降雨量及工業(yè)發(fā)展都是影響霧霾形成的原因。2GNSS技術獲取水汽的原理對流層是指從地面至距地面以上50km范圍內(nèi)的大氣層，對流層中包含了75%的大氣的質(zhì)量和超過90%的水汽含量[13]。GPS衛(wèi)星發(fā)射信號穿過大氣層時會產(chǎn)生信號延遲，分別是對流層延遲和電離層延遲，這是由于大氣折射造成的。通過雙頻接收機或者常用的電離層模型可以基本消除電離層延遲，從而獲得ZTD。天頂對流層總延遲等于濕延遲（zenithwetdelay,ZWD）和靜力學延遲（zenithhydrostaticdelay,ZHD）之和，靜力學延遲可以通過經(jīng)典模型（Saastamoinen模型、Hopfiled模型和Black模型）計算所得，其中最常用的為Saastamoinen模型[14]，其計算公式為()0ZHD2.2768,Pfφh=×（1）f(φ,h)=10.00266cos(2φ)0.00028h（2）式中：0P代表地面氣壓，單位為mbar；φ代表測站的地心大地緯度，單位為(°)；h代表測站大地高，單位為km；f(φ,h)為由于地球自轉(zhuǎn)引起的重力加速度變化的改正。由于用經(jīng)驗模型計算濕延遲時需要知道地面水汽壓，這樣不僅增加了地面氣象要素的觀測數(shù)量，也增大了氣象要素觀測誤差對濕延遲計算精度的影響，會導致計算精度不高[15-16]。因此，一般不直接去求濕延遲，而是通過總延遲減去靜力學延遲來得到天頂濕延遲[17]，則濕延遲可寫為ZWD=ZTDZHD（3）天頂濕延遲量與PWV的關系為PWV=∏ZWD（4）式（4）中∏是濕延遲與PWV的轉(zhuǎn)換系數(shù)，又
【參考文獻】：
期刊論文
[1]GPS水汽在霧霾天氣監(jiān)測中的應用研究[J]. 張雙成,趙立都,呂旭陽,張勤,牛玉嬌,王杰. 武漢大學學報(信息科學版). 2018(03)
[2]北京地區(qū)GPS水汽變化與霧霾的相關性[J]. 張雙成,李振宇,戴凱陽,南陽,史翔,劉紅波. 測繪科學. 2016(08)
[3]河北省GPS水汽與PM2.5質(zhì)量濃度的比較研究[J]. 王勇,劉嚴萍,李江波,柳林濤. 大地測量與地球動力學. 2016(01)
[4]濕延遲與可降水量轉(zhuǎn)換系數(shù)的全球經(jīng)驗模型[J]. 姚宜斌,郭健健,張豹,胡羽豐. 武漢大學學報(信息科學版). 2016(01)
[5]北京氣態(tài)污染物變化與空中水汽變化的比較研究[J]. 王勇,柳林濤,李江波,劉嚴萍,孫曉. 環(huán)境科學與技術. 2015(06)
[6]地表溫度與加權(quán)平均溫度的非線性關系[J]. 姚宜斌,劉勁宏,張豹,何暢勇. 武漢大學學報(信息科學版). 2015(01)
[7]1960—2012年西安地區(qū)霧霾日數(shù)與氣象因素變化規(guī)律分析[J]. 王珊,修天陽,孫揚,孟小絨,徐軍昶. 環(huán)境科學學報. 2014(01)
[8]氣壓對GPS大氣可降水量解算的影響分析[J]. 于勝杰,萬蓉,付志康. 大地測量與地球動力學. 2013(02)
[9]聯(lián)合地基GPS和空基COSMIC掩星的可降水量研究[J]. 許超鈐,史俊波,郭際明,徐曉華. 武漢大學學報(信息科學版). 2011(04)
[10]顧及雙差殘差反演GPS信號方向的斜路徑水汽含量[J]. 張雙成,劉經(jīng)南,葉世榕,陳波. 武漢大學學報(信息科學版). 2009(01)
本文編號：2937816
【文章來源】：導航定位學報. 2020年01期
【文章頁數(shù)】：7 頁
【部分圖文】：
2016年1月12日~16日PM2.5濃度預測值與實際值對比
第1期師蕓，等.烏魯木齊地區(qū)PWV對PM2.5的影響趨勢分析及預測45數(shù)高于三亞。三亞瀕臨海域，空氣濕度遠高于烏魯木齊，顯然，降雨量及工業(yè)發(fā)展都是影響霧霾形成的原因。2GNSS技術獲取水汽的原理對流層是指從地面至距地面以上50km范圍內(nèi)的大氣層，對流層中包含了75%的大氣的質(zhì)量和超過90%的水汽含量[13]。GPS衛(wèi)星發(fā)射信號穿過大氣層時會產(chǎn)生信號延遲，分別是對流層延遲和電離層延遲，這是由于大氣折射造成的。通過雙頻接收機或者常用的電離層模型可以基本消除電離層延遲，從而獲得ZTD。天頂對流層總延遲等于濕延遲（zenithwetdelay,ZWD）和靜力學延遲（zenithhydrostaticdelay,ZHD）之和，靜力學延遲可以通過經(jīng)典模型（Saastamoinen模型、Hopfiled模型和Black模型）計算所得，其中最常用的為Saastamoinen模型[14]，其計算公式為()0ZHD2.2768,Pfφh=×（1）f(φ,h)=10.00266cos(2φ)0.00028h（2）式中：0P代表地面氣壓，單位為mbar；φ代表測站的地心大地緯度，單位為(°)；h代表測站大地高，單位為km；f(φ,h)為由于地球自轉(zhuǎn)引起的重力加速度變化的改正。由于用經(jīng)驗模型計算濕延遲時需要知道地面水汽壓，這樣不僅增加了地面氣象要素的觀測數(shù)量，也增大了氣象要素觀測誤差對濕延遲計算精度的影響，會導致計算精度不高[15-16]。因此，一般不直接去求濕延遲，而是通過總延遲減去靜力學延遲來得到天頂濕延遲[17]，則濕延遲可寫為ZWD=ZTDZHD（3）天頂濕延遲量與PWV的關系為PWV=∏ZWD（4）式（4）中∏是濕延遲與PWV的轉(zhuǎn)換系數(shù)，又
第1期師蕓，等.烏魯木齊地區(qū)PWV對PM2.5的影響趨勢分析及預測45數(shù)高于三亞。三亞瀕臨海域，空氣濕度遠高于烏魯木齊，顯然，降雨量及工業(yè)發(fā)展都是影響霧霾形成的原因。2GNSS技術獲取水汽的原理對流層是指從地面至距地面以上50km范圍內(nèi)的大氣層，對流層中包含了75%的大氣的質(zhì)量和超過90%的水汽含量[13]。GPS衛(wèi)星發(fā)射信號穿過大氣層時會產(chǎn)生信號延遲，分別是對流層延遲和電離層延遲，這是由于大氣折射造成的。通過雙頻接收機或者常用的電離層模型可以基本消除電離層延遲，從而獲得ZTD。天頂對流層總延遲等于濕延遲（zenithwetdelay,ZWD）和靜力學延遲（zenithhydrostaticdelay,ZHD）之和，靜力學延遲可以通過經(jīng)典模型（Saastamoinen模型、Hopfiled模型和Black模型）計算所得，其中最常用的為Saastamoinen模型[14]，其計算公式為()0ZHD2.2768,Pfφh=×（1）f(φ,h)=10.00266cos(2φ)0.00028h（2）式中：0P代表地面氣壓，單位為mbar；φ代表測站的地心大地緯度，單位為(°)；h代表測站大地高，單位為km；f(φ,h)為由于地球自轉(zhuǎn)引起的重力加速度變化的改正。由于用經(jīng)驗模型計算濕延遲時需要知道地面水汽壓，這樣不僅增加了地面氣象要素的觀測數(shù)量，也增大了氣象要素觀測誤差對濕延遲計算精度的影響，會導致計算精度不高[15-16]。因此，一般不直接去求濕延遲，而是通過總延遲減去靜力學延遲來得到天頂濕延遲[17]，則濕延遲可寫為ZWD=ZTDZHD（3）天頂濕延遲量與PWV的關系為PWV=∏ZWD（4）式（4）中∏是濕延遲與PWV的轉(zhuǎn)換系數(shù)，又
【參考文獻】：
期刊論文
[1]GPS水汽在霧霾天氣監(jiān)測中的應用研究[J]. 張雙成,趙立都,呂旭陽,張勤,牛玉嬌,王杰. 武漢大學學報(信息科學版). 2018(03)
[2]北京地區(qū)GPS水汽變化與霧霾的相關性[J]. 張雙成,李振宇,戴凱陽,南陽,史翔,劉紅波. 測繪科學. 2016(08)
[3]河北省GPS水汽與PM2.5質(zhì)量濃度的比較研究[J]. 王勇,劉嚴萍,李江波,柳林濤. 大地測量與地球動力學. 2016(01)
[4]濕延遲與可降水量轉(zhuǎn)換系數(shù)的全球經(jīng)驗模型[J]. 姚宜斌,郭健健,張豹,胡羽豐. 武漢大學學報(信息科學版). 2016(01)
[5]北京氣態(tài)污染物變化與空中水汽變化的比較研究[J]. 王勇,柳林濤,李江波,劉嚴萍,孫曉. 環(huán)境科學與技術. 2015(06)
[6]地表溫度與加權(quán)平均溫度的非線性關系[J]. 姚宜斌,劉勁宏,張豹,何暢勇. 武漢大學學報(信息科學版). 2015(01)
[7]1960—2012年西安地區(qū)霧霾日數(shù)與氣象因素變化規(guī)律分析[J]. 王珊,修天陽,孫揚,孟小絨,徐軍昶. 環(huán)境科學學報. 2014(01)
[8]氣壓對GPS大氣可降水量解算的影響分析[J]. 于勝杰,萬蓉,付志康. 大地測量與地球動力學. 2013(02)
[9]聯(lián)合地基GPS和空基COSMIC掩星的可降水量研究[J]. 許超鈐,史俊波,郭際明,徐曉華. 武漢大學學報(信息科學版). 2011(04)
[10]顧及雙差殘差反演GPS信號方向的斜路徑水汽含量[J]. 張雙成,劉經(jīng)南,葉世榕,陳波. 武漢大學學報(信息科學版). 2009(01)
本文編號：2937816
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