GNSS可降水量水汽数据对海水入侵期间海面波特征的洞察：以中国渤海和黄海为例

《IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing》：GNSS Precipitable Water Vapor Insights into Sea Surface Wave Characteristics During Seawater Encroachment: A Case Study in Bohai and Yellow Seas, China

基于五个沿海GNSS站数据，分析2024年10月中旬黄海、渤海海水入侵期间海面波浪与大气参数（PWV）的关联，发现PWV与波浪高度、周期呈负相关，滞后3-12小时，蒸发及空气-海水热交换增强导致PWV持续下降，空间分布差异显著，为极端天气海岸监测提供新方法。

　　

摘要：

本研究基于从五个沿海全球导航卫星系统（GNSS）站点获取的可降水量水汽（PWV）数据，探讨了2024年10月中旬中国渤海和黄海海域海水入侵期间海面波特征与大气参数之间的相互关系。研究结果表明，GNSS PWV数据与ERA5 PWV数据之间的相关系数为0.97（p < 0.01），平均偏差为-3.28毫米，标准差为2.70毫米。在海水入侵期间，观测到PWV显著增加，峰值范围在30至55毫米之间，且所有增加现象均伴随着降水（降水量小于10毫米）。PWV的变化率在空间上存在差异，黄海沿岸的变化速度比渤海沿岸更快。在强风条件下，海面波特征表现为波高增加、波周期延长，以及破碎波的白色泡沫覆盖面积增加（3%–5%）。时间变化曲线显示PWV与波高变量之间存在负相关关系，PWV的变化滞后于破碎波和非破碎波约3–12小时。同时，这一过程伴随着水汽蒸发加剧和海气热交换增强，这些因素影响了加权平均温度并导致PWV持续下降。因此，观测到了PWV在空间分布上的纬向差异。通过将GNSS PWV数据与波高变量相结合，本研究为极端天气条件下的海气相互作用过程及海岸灾害监测提供了新的见解。