新一代全球超万站5分钟分辨率高精度GNSS大气水汽数据集发布——中心姜卫平教授团队参与研究
- 发布时间：[2023-02-17] 来源：[学院] 点击量：[6005]
近日，中心姜卫平教授团队与来自美、德、比、澳等多国的学者正式发布了合作构建的新一代全球超万站5分钟分辨率高精度GNSS大气水汽数据集，供全球学者免费下载使用。团队袁鹏博士后研究员为该文第一作者兼通讯作者，相关论文 “An enhanced integrated water vapour dataset from more than 10 000 global ground-based GPS stations in 2020”发表在《地球系统科学数据》（Earth System Science Data，影响因子11.815）。
《Earth System Science Data》是欧洲哥白尼（Copernicus）出版社旗下的一个地球科学领域跨学科期刊，旨在发表原创的优质地学大数据，实现成果共享复用，促进地球系统科学发展。在Elsevier发布的CiteScore通用地球与行星科学（General Earth And Planetary Sciences）类别全球191个学术期刊的排名中位列第3。
该研究基于NGL提供的全球地基GNSS对流层延迟数据和欧洲中期天气预报中心（ECMWF）最新发布的ERA5大气再分析产品，采用严密的气象数据处理算法和数据质量控制方法，构建了2020年包含全球12552个GNSS跟踪站的5分钟分辨率大气水汽总含量（IWV）数据产品，数据点总数超过10亿个。
图1. 该数据集全球GNSS跟踪站以及用于对比分析的探空站分布。其中，3745个GNSS站（蓝点）位于沿海20 km范围以内
图2. 基于该数据集的全球GNSS大气水汽时空变化特征统计分析
与全球探空实测水汽数据相比，该数据集的平均绝对水汽偏差仅为0.69 kg m−2，水汽差值的标准差不超过3.4 kg m−2。与NGL的GNSS大气水汽业务产品相比，该数据集的平均绝对偏差下降19.5%，精度提升6.2%。同时，该文研制的新一代数据集很好地解决了NGL业务产品在沿海和山区等地存在的大量不真实的负值水汽观测值问题，精准改正了92.4%的错误数据，显著提升了GNSS水汽数据在这些地质灾害多发区和气候变化敏感区的精准度和可用性。此外，该文还分析与评估了RS41等多种探空仪器的水汽观测值可能存在的系统性偏差，为更好地理解不同水汽观测数据源之间的差异提供了依据。
图3. GNSS大气水汽与全球多种探空设备水汽观测数据之间的一致性评估
该成果不仅可用于气象、水文、遥感、大地测量、以及地球物理等多个地球科学分支的相关研究，还可作为各种大气水汽观测数据校正与质量评估的参照，用途广泛。
