Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2021. Т. 18. № 5. С. 266-276

Исследование изменения интегрального влагосодержания в тропосфере по данным ГНСС наблюдений в зоне перехода «континент – океан» (Приморский край, Дальний Восток России)

Н.В. Шестаков 1, 2 , А.К. Кишкина 2, 3 , А.Н. Бугаец 3, 4 , Л.В. Гончуков 5, 3, 6 , С.П. Королев 7 , Л.Н. Василевская 2 , Е.А. Лялюшко 2 
1 Институт прикладной математики ДВО РАН, Владивосток, Россия
2 Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия
3 Тихоокеанский институт географии ДВО РАН, Владивосток, Россия
4 Институт водных проблем РАН, Москва, Россия
5 Дальневосточный региональный научно-исследовательский гидрометеорологический институт, Владивосток, Россия
6 Приморское управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Владивосток, Россия
7 Вычислительный центр ДВО РАН, Хабаровск, Россия
Одобрена к печати: 13.09.2021
DOI: 10.21046/2070-7401-2021-18-5-266-276
В работе с использованием классической методики определения интегрального содержания водяного пара в тропосфере Земли (англ. integrated water vapor — IWV) по данным ГНСС наблюдений на двух постоянно действующих пунктах, расположенных в континентальной и прибрежной частях Приморского края (Дальний Восток России), исследуется изменение IWV в зоне перехода «континент – океан». С использованием измерительной информации на ближайших станциях глобальной ГНСС сети IGS и данных аэрологического зондирования подтверждена высокая точность и надёжность получаемых оценок атмосферного влагосодержания. На пунктах измерений изучено изменение IWV за период 2015–2019 гг., построены эмпирические аппроксимационные модели годичных вариаций IWV, полученные оценки сравнены с данными глобальных моделей GFS и Reanalysis ERA5. Изучены суточные изменения концентрации водяного пара в атмосфере, а также её изменение в период прохождения тайфунов, сопровождающихся выпадением массивных осадков. Установлено, что более 60 % массивных осадков (>20 мм) выпадают в течение 3–9 ч на спаде IWV после резкого возрастания регистрируемого ГНСС методами интегрального влагосодержания. Высокая точность и частота определения IVW (до 1 Гц) в совокупности с высокой оперативностью получения информации об изменении IWV по данным ГНСС наблюдений открывают широкие перспективы применения ГНСС метеорологии в прогнозной практике гидрометслужб в Российской Федерации.
Ключевые слова: ГНСС измерения, тропосфера, полная тропосферная задержка, интегральное влагосодержание атмосферы
Полный текст

Список литературы:

  1. Дембелов М. Г., Башкуев Ю. Б., Лухнев А. В., Лухнева О. Ф., Саньков В. А. Диагностика содержания атмосферного водяного пара по данным GPS-измерений // Оптика атмосферы и океана. Дистанционное зондирование атмосферы, гидросферы и подстилающей поверхности. 2015. № 2. С. 172–177.
  2. Калинников В. В. Восстановление интегрального влагосодержания атмосферы с помощью глобальных навигационных спутниковых систем: автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. Казань, 2013. 18 с.
  3. Марченко О. Ю., Мордвинов В. И., Антохин П. Н. Исследование долговременной изменчивости и условий формирования атмосферных осадков в бассейне реки Селенга // Оптика атмосферы и океана. 2012. № 12. C. 1084–1090.
  4. Сорокин А. А., Королев С. П., Шестаков Н. В., Мальковский С. И., Цой Г. И., Пупатенко В. В. Организация работы с данными глобальных навигационных спутниковых систем для комплексного исследования современных геодинамических процессов на юге Дальнего Востока России // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2017. Т. 14. № 3. С. 158–172. DOI: 10.21046/2070-7401-2017-14-3-158-172.
  5. Хуторова О. Г., Тептин Г. М., Васильев А. А., Калинников В. В., Хуторов В. Е., Курбангалиев Т. Р. Мониторинг тропосферы аппаратно-программным комплексом сети станций приемников спутниковых навигационных систем и численной мезомасштабной модели. // Международный симп. «Атмосферная радиация и динамика»: сб. тез. СПб., 2011. C. 60–61.
  6. Чукин В. В., Алдошкина Е. С., Вахнин А. В., Канухина А. Ю., Мельникова О. А. Мониторинг интегрального содержания водяного пара в атмосфере ГНСС сигналами // Ученые записки Российского гос. гидрометеоролог. ун-та. Метеорология. 2010. № 12. С. 50–59.
  7. Benevides P., Catalo J., Miranda P. M. A. On the inclusion of GPS perceptible water vapor in the nowcasting of rainfall // Natural Hazards Earth System Sciences. 2015. V. 15. P. 2605–2616.
  8. Bernese GPS Software Version 5.2 / eds. Dach R., Lutz S., Walser P., Fridez P. Bern: AIUB, 2015. 612 p.
  9. Bevis M., Businger S., Herring T. A., Rocken C., Anthes R., Ware R. GPS Meteorology: Remote Sensing of Atmospheric Water Vapor Using the Global Positioning System // J. Geophysical Research. 1992. V. 97. P. 787–801.
  10. Bosy J., Rohm W., Sierny J., Kapłon J. GNSS Meteorology // TransNav, Intern. J. Marine Navigation and Safety of Sea Transportation. 2011. V. 5. No. 1. P. 79–83.
  11. Cerlinia P. B., Cotanaa F., Rossia F., Asdrubalia F. Numerical modeling of atmospheric water content and probability evaluation. Part I // Procedia Engineering. 2014. V. 70. P. 321–329.
  12. Hofmann-Wellenhof B., Lichtenegger H., Wasle E. GNSS — Global Navigation Satellite Systems. GPS, GLONASS, GALILEO, and more. Wein: Springer Science and Business Media, 2008. 518 p.
  13. Hong L., Yunchang C., Xiaomin W., Zhifang X., Haishen W., Heng H. Meteorological applications of precipitable water vapor measurements retrieved by the national GNSS network of China // Geodesy and Geodynamics. 2015. V. 6. P. 135–142.
  14. Igondova M., Cibulka D. Precipitable Water Vapour and Zenith Total Delay time series and models over Slovakia and vicinity // Contributions to Geophysics and Geodesy. 2010. V. 40. No. 4. P. 299–312.
  15. Lee J., Park J., Cho J., Baek J., Kim H. A characteristic analysis of fog using GPS-derived integrated water vapour // Meteorological Application. 2010. V. 17. P. 463–473.
  16. Liou Y., Huang C. GPS observations of PW during the passage of a typhoon // Earth Planets Space. 2000. V. 52. No. 10. P. 709–712.
  17. Marín J. C., Pozo D., Curé M. Estimating and forecasting the precipitable water vapor from GOES satellite data at high altitude sites // Astronomy and Astrophysics. 2015. V. 573. Art. No. A41. 10 p.
  18. Mendes V. B. Modeling the neutral-atmospheric propagation delay in radiometric space techniques. Technical report No. 199. Brunswick: UNB, 1999. 353 p.
  19. Saastamoinen J. Contribution to the Theory of Atmospheric Refraction // Bull. Géodésique. 1973. V. 107. P. 13–34.
  20. Shi J., Xu C., Guo J., Gao Y. Real-Time GPS Precise Point Positioning-Based Precipitable Water Vapor Estimation for Rainfall Monitoring and Forecasting // IEEE Trans. Geoscience and Remote Sensing. 2015. V. 53. Iss. 6. P. 3452–3459.
  21. Sorokin A. A., Makogonov S. I., Korolev S. P. The Information Infrastructure for Collective Scientific Work in the Far East of Russia // Scientific and Technical Information Processing. 2017. V. 4. P. 302–304.
  22. Yibin Y., Lulu S., Qingzhi Z. Establishing a method of shortterm rainfall forecasting based on GNSS-derived PWV and its application // Scientific Reports. 2017. V. 7. Art. No. 12465. 11 p.
  23. Zhangyu S., Bao Z., Yibin Y. A Global Model for Estimating Tropospheric Delay and Weighted Mean Temperature Developed with Atmospheric Reanalysis Data from 1979 to 2017 // Remote Sensing. 2019. V. 11(16). Art. No. 1893. 21 p.