基于GNSS观测的2023北京特大暴雨分析

P228; 2023年7月底,受台风"杜苏芮""卡努"及地形等因素综合影响,北京及周边发生罕见的极端暴雨,造成严重的人员伤亡与经济损失;大气可降水量(PWV)作为影响降雨的主要因素之一,探究暴雨发生及发展过程与PWV的关系,对于进一步建立暴雨预警模型有重大意义.本文选取UTC 2023年7月25日至8月1日北京及周边地区34个GNSS站点、34个气象站、1个探空站点和ERA5数据,采用GAMIT 10.71反演高精度GNSS-PWV;提出了一种改进的插值算法并获取了本次极端暴雨期间北京及周边地区高时空分辨率的PWV空间数据;利用探空与ERA5数据,从多个...

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Published in测绘学报 Vol. 54; no. 1; pp. 14 - 25
Main Authors 杨飞, 汪莹莹, 李志才, 余博尧, 武军郦, 曹云昌, 张澍
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国矿业大学(北京)地球科学与测绘工程学院,北京 100083%北京迅腾智慧科技股份有限公司,北京 100029%国家基础地理信息中心,北京 100830%中国气象局气象探测中心,北京 100081 2025
Subjects
GNSS气象学
precipitation
降雨量
GNSS meteorology
PWV
大气可降水量
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Summary:P228; 2023年7月底,受台风"杜苏芮""卡努"及地形等因素综合影响,北京及周边发生罕见的极端暴雨,造成严重的人员伤亡与经济损失;大气可降水量(PWV)作为影响降雨的主要因素之一,探究暴雨发生及发展过程与PWV的关系,对于进一步建立暴雨预警模型有重大意义.本文选取UTC 2023年7月25日至8月1日北京及周边地区34个GNSS站点、34个气象站、1个探空站点和ERA5数据,采用GAMIT 10.71反演高精度GNSS-PWV;提出了一种改进的插值算法并获取了本次极端暴雨期间北京及周边地区高时空分辨率的PWV空间数据;利用探空与ERA5数据,从多个角度对反演的PWV精度进行了详细评估;最后结合气象站降雨量数据,从时间和空间的角度分析了 PWV变化与极端降雨之间的关系,并首次探讨了对流层延迟梯度和降雨走势的关系.结果表明,GNSS-PWV与RS-PWV的相关系数达到0.99,RMSE和bias约为 0.52 mm 和-0.52 mm;GNSS-PWV 与 ERA5-PWV 的 RMSE 小于 6 mm,bias 范围为-4～1.5 mm;GNSS-PWV格网数据与ERA5反演的格网结果RMSE和bias均值分别为4 mm和1 mm.通过分析PWV与并址气象站降水观测的时间序列,发现PWV在此次降雨前极速上升,在降水过程中仍累积上升,降水结束后无法立刻消散的特性,这与此次降水接连受台风"杜苏芮"和"卡努"影响相关;其次,各站点处对流层延迟梯度展现出指向东北方向的一致性,这与PWV高值在空间上呈现由西南向东北的输送趋势一致,与实际降水路线相符.
ISSN:1001-1595
DOI:10.11947/j.AGCS.2025.20230548