青藏高原GNSS水汽反演中ERA5资料适用性评价

摘要

为系统性分析ERA5大气再分析数据在复杂地形区域全球导航卫星定位系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)水汽反演中的适用性，利用2017年ERA5气象资料与GNSS观测数据，在青藏高原开展高精度GNSS水汽反演研究，系统验证ERA5在复杂地形区域的适用特征。首先，利用无线电探空数据验证青藏高原ERA5地面气温和气压的精度，并计算对流层干延迟与大气加权平均温度;其次，基于非差非组合精密单点定位解算天顶对流层总延迟;最后，对青藏高原地区的GNSS大气水汽进行反演，并对反演结果进行系统验证。结果表明:ERA5气温和气压数据在青藏高原地区平均RMS/Bias分别为2.20/1.79 hPa和3.33/0.71 K，利用其反演水汽误差仅为1.23 mm，具有可靠精度;计算得到的大气加权平均温度与无线电探空加权平均温度吻合，RMS/STD/Bias分别为2.19/1.83/0.45 K;反演的GNSS水汽与无线电探空和ERA5水汽进行对比，其平均RMS分别为2.52 mm和2.40 mm，具有较高精度。研究成果对该地区GNSS数据拓展应用具有重要意义，也为全球类似地形区GNSS水汽反演技术推广提供了重要参考依据。

关键词

ERA5 / 全球导航卫星定位系统 / 大气可降水量 / 青藏高原 / 水汽反演