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在大气研究中,可降水量水汽(PWV)对气象与气候研究意义重大。为解决尼泊尔地区 PWV 研究不足问题,研究人员利用 GNSS 技术开展研究。结果发现尼泊尔不同地形和季节的 PWV 有显著差异。该研究对提升气象预报、推进气候变化研究有重要意义。
在地球的大气层中,有一个神秘的 “水世界”,那就是大气中的水汽。可降水量水汽(Precipitable Water Vapor,PWV)作为衡量大气中水汽含量的关键指标,它就像天气和气候的 “小助手”,对天气预报、气候研究以及理解大气热力学起着至关重要的作用。然而,想要精准 “捕捉” 它的变化并非易事。传统的测量手段,比如无线电探空仪(radiosondes),虽然在垂直分辨率上表现不错,但由于成本高昂,导致其时间和空间分辨率受限,而且在一些特定天气条件下还容易出现测量偏差;水蒸汽辐射计(Water vapor radiometers)虽然时间分辨率高,但在捕捉水汽的精细空间变化上却有些力不从心,在云层较多时更是 “束手束脚”。
在这样的背景下,全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)技术的出现带来了新的希望。它能够突破传统技术的限制,更精准地测量 PWV。但令人遗憾的是,这项技术在尼泊尔地区的应用并不广泛,尼泊尔地区的 PWV 研究还存在诸多空白。为了填补这些空白,来自国外的研究人员开展了一项意义非凡的研究。
研究人员利用地面 GNSS 技术,对尼泊尔三个不同地形区域 —— 特莱(Terai)、丘陵(Hilly)和喜马拉雅(Himalayan)地区,在冬季、春季、夏季和秋季四个季节的 PWV 和天顶对流层延迟(Zenith Tropospheric Delay,ZTD)进行了估算。
研究人员主要采用了地面 GNSS 观测技术,利用来自连续运行参考系统(Continuous Operating Reference System,CORS)2019 年的 GNSS 数据,获取了四个站点(HETA、NAST、KUGE 和 CHLM)的接收机独立交换格式(Receiver Independent Exchange,RINEX)数据。这些数据成为了研究的关键 “钥匙”,帮助研究人员打开了探索尼泊尔地区 PWV 和 ZTD 变化规律的大门。
季节性和地形对 PWV 的影响
研究结果呈现出清晰的规律。不同站点和季节的 PWV 值变化趋势一致。从地形上看,特莱地区由于海拔较低、水汽积累较多且地形平坦,PWV 和 ZTD 值最高;而喜马拉雅地区则恰恰相反,因其高海拔,PWV 和 ZTD 值最低,丘陵地区处于两者之间。从季节变化来说,夏季的 PWV 和 ZTD 值最高,冬季最低,这明显受到了季风带来的水汽影响。对 PWV 日变化的分析发现,清晨(协调世界时 21:45 - 00:45)和夜晚(协调世界时 17:15 - 18:15)PWV 值最低,而在一天中最热的时候(协调世界时 6:15 - 9:15)达到最高。
研究结论与讨论
这项研究成功利用地面 GNSS 观测技术估算出了尼泊尔地区的 PWV 和 ZTD。研究结果揭示了尼泊尔地区 PWV 和 ZTD 显著的地形和季节变化特征。这一研究成果意义重大,不仅证明了 GNSS 技术在监测大气水汽方面的有效性,还为深入了解地形和季节因素对 PWV 分布的影响提供了关键依据。它对于提升尼泊尔及周边地区的天气预报准确性、推动气候变化研究的发展,以及加强对地形复杂地区的大气监测都有着不可忽视的作用,为相关领域的研究和实践提供了重要的参考和支撑,在气象和气候研究领域留下了浓墨重彩的一笔。