عنوان پایان‌نامه
تعیین پروفیل های تروپوسفری با استفاده از داده های ماهواره های ار تفاع پا یین
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - نقشه برداری- ژئودزی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 2241;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 56056
- تاریخ دفاع
- ۱۹ تیر ۱۳۹۱
- دانشجو
- علی سام خانیانی
- استاد راهنما
- محمدعلی شریفی
- چکیده
- در سال¬های اخیر سیستم تعیین موقعیت جهانی(GPS) برای تولید نمایه¬های انکسار، دما، فشار و بخار آب در جو خنثی و دانسیته¬ی الکترون در یونسفر تحت عنوان روش Radio Occultation(RO) مورد استفاده قرار گرفته است. با پردازش¬ داده¬های فاز اندازه¬گیری شده¬ی سیگنال¬های GPS در گیرنده¬ی ماهواره¬های ارتفاع پایین که تحت تاثیر جو هستند، نمایه¬های جوی توسط این روش جدید تولید می¬گردد. از آنجا که تا به امروز، درکشور تولید نمایه¬های جوی از داده¬های فاز توسط این روش انجام نشده بود، در این مطالعه، براساس مبانی نظری occultation و دمای مدل ECMWF در 50 کیلومتری به عنوان مقدار مرزی، نمایه¬های انکسار، فشار و دما از سطح زمین تا بالای 50 کیلومتر تولید شدند. نتایج همخوانی مناسبی را بین پارامترهای تولید شده و پارامترهای نظیر در رادیوسوند و مدل¬های جهانی ECMWF و NCEP نشان دادند. یکی از نقاط ضعف این روش، دقت پایین نمایه¬های دمای بازیابی شده در تروپوسفر پایینی است. در این مطالعه روش جدیدی برای بهبود نمایه¬های دما در این محدوده¬ی ارتفاعی ارائه گردید. در این روش جدید، با متد کمترین مربعات و با استفاده از دمای سطحی(از طریق مدل ECMWF) و دمای تولید شده بالای تروپوسفر پایینی، مدل خطی دما در تروپوسفر پایینی تخمین زده می¬شود. 81 نمایه ¬دمای تولید شده در عرض¬ها و فصل¬های مختلف با نمایه-های نظیر که توسط رادیوسوند، ماموریت COSMIC و مدل¬های جهانی ECMWF و NCEP در نزدیکی منطقه بدست آمدند، مقایسه شدند. با بررسی نتایج، استفاده از مدلسازی خطی نشان داد که نمایه¬های RO تولید شده نسبت به نمایه-های COSMIC زیر ارتفاع 7 کیلومتری دقت بهتری دارند که این دقت به 1 درجه¬ی کلوین می¬رسد درحالی که دمای تولید شده توسط ماموریت COSMIC در این مناطق تا 6 کلوین خطا دارد. همچنین بیشترین دقت نمایه¬های RO در بازه¬ی 17-7 کیلومتری بدست آمد. در این منطقه دقت دما 0.5 کلوین و در ارتفاعات بالای 17 کیلومتر به طور میانگین بهتر از 0.7 کلوین برآورد شد. علاوه ¬براین با استفاده از نمایه¬های فشار بخارآب، دما و فشارکلی که توسط روش GPS RO تولید شده¬اند، نمایه¬های مفید دیگری نظیر رطوبت نسبی و دمای نقطه¬ی شبنم تولید و با نمایه¬های نظیر مانند رادیوسوند و مدل ECMWF مقایسه شدند و نتایج کارایی روش RO در تولید این پارامترها را نشان دادند.
- Abstract
- In recent years, Global Positioning System (GPS) under the Radio Occultation (RO) method has been used to generate refraction, temperature, pressure and water vapor profiles in the neutral atmosphere and ionospheric electron density profiles in the ionosphere. with the processing of measured phase data of the GPS signals in LEO satellites receiver, which are influenced by climate, atmospheric profiles are produced by this new method. Because until today, in our country, the production of atmospheric profiles from the phase data by this method was not performed, In this study, based on the ECMWF model temperature at 50 km as the boundary value and theory of occultation, refraction, pressure and temperature profiles from ground level to above 50 km were produced. The results indicated a good agreement between produced parameters and corresponding parameters in the Radiosonde, ECMWF and NCEP global models. The low accuracy of retrieved temperature profiles in the lower troposphere is One of the weaknesses of this method. In this study a new method is proposed to improve the accuracy of temperature profiles in these regions. Surface temperature (from the Europian Center for Medium range Weather Forecasting (ECMWF)) with the temperature generated above lower troposphere are combined in a linear model and the solution is obtained through a least squares method in lower troposphere altitudes. Also 81 temperature profiles that produced in different latitudes and seasons were compared with Radiosondes, Constellation Observing System for Meteorology, Ionosphere and Climate(COSMIC) RO profiles, ECMWF and National Centers for Environmental Prediction(NCEP) global models. Obtained results show the accuracy of modified temperature profiles is 1 Kelvin below 7 Km altitude which is much better than that of COSMIC RO profiles. While the temperatures generated by the COSMIC mission in these areas are erroneous up to 6 K. Additionally, the accuracy of the obtained profiles is the same as that of COSMIC profiles above 7 Km. Both of them are precise to 0.5 K in 7-17 Km and at altitudes above 17 Km approaches 0.7 K. Moreover, using water vapor pressure, temperature and total pressure profiles that are generated by the GPS RO technique, other useful profiles such as relative humidity and temperature of dew point were generated and compared with Radiosondes and ECMWF model and the results showed the efficiency of the RO in the production of these parameters.
