[發明專利]利用超導重力連續觀測確定大氣水汽垂直分布的方法

有效

• 申請號: 200910061543.3
• 申請日: 2009-04-10
• 公開（公告）號: CN101526516A
• 公開（公告）日: 2009-09-09
• 發明（設計）人: 羅少聰;周百力
• 申請（專利權）人: 中國科學院測量與地球物理研究所
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 黃瑞棠

1.一種利用超導重力連續觀測確定大氣水汽垂直分布的方法，其特征在于：

綜合利用固體潮理論與觀測技術、大氣負荷重力改正理論與數值模型、全球 地面氣壓溫度觀測數據剔除觀測站地面點約50公里地面以上大氣對臺站的引力 之外的其它影響，得到該區域大氣對地面點地引力；進而反演出大氣垂直水汽含 量；

包括下列步驟：

①利用超導重力儀連續觀測得到實測重力潮汐模型參數

重力潮汐模型參數確定是利用30天或更長時間超導連續重力觀測，通過數據 預處理，使用調和分析程序，得到臺站重力潮汐模型參數；

②剔除日月引力及其固體潮效應和海洋潮汐負荷重力效應

利用重力潮汐模型參數計算精確的日月引力及其彈性地球重力響應和海潮 負荷重力效應，即利用實測得到的重力潮汐模型剔除超導重力觀測的重力潮汐部 分；

③從網絡獲取全球網格化的氣溫氣壓；

④利用全球氣溫氣壓網格資料模擬的地球彈性效應和遠區的引力效應 利用全球網格化的氣溫和氣壓，大氣負荷彈性重力響應模型，計算全球大 氣負荷彈性效應和遠區域的直接效應；

⑤削弱其它環境因素和儀器的影響

其它信號考慮，極移、陸地水、地殼運動和儀器飄移重力影響信號采取相 應模型和絕對重力同址觀測消除或減小措施，保證剔除信號的精度；

⑥獲得觀測臺站50公里地面范圍大氣對地面觀測點的引力

利用步驟①-⑤成果，得到研究區域大氣對地面點的引力，從而實現通 過重力觀測得到實測的臺站近區大氣對地面點的引力；

⑦結合地面精密氣壓和溫度數值，反演出垂直空氣密度和水汽分布

反演垂直空氣密度和水汽分布，利用臺站近區域的大氣對地面點產生的引 力和地面氣壓溫度和必要的經驗參數，反演垂直空氣密度和水汽分布；實現利 用超導重力觀測確定空氣垂直水汽分布；

⑧進行反演結果標定，實現地球模型和研究區域最優化

將反演結果和探空結果比較，檢核改進大氣負荷彈性重力響應模型和反演 的精確性；

利用長序列的超導重力觀測，檢驗選擇不同的彈性地球負荷格林函數和海 洋氣壓響應模式，得到最佳的大氣分布結果，確定全球大氣變化對地面點重力 場影響模型及其相應的彈性地球模型；

利用選定的大氣負荷彈性重力響應模型，選擇距臺站不同半徑形成的區 域，確定一個最小半徑使得臺站其余區域的大氣負荷效應時間序列方差最小， 微調50公里區域，使得臺站近區的引力計算最為精確，確定最佳研究區域。