نوع مقاله : مقالة‌ تحقیقی‌ (پژوهشی‌)

نویسندگان

• مسعود دهواری ¹
• سعید فرزانه ²
• محمد علی شریفی ³

¹ کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی نقشه برداری و ژئوماتیک، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

² مربی، دانشکده مهندسی نقشه برداری و ژئوماتیک، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

³ دانشیار، دانشکده مهندسی نقشه برداری و ژئوماتیک، دانشکده فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران

چکیده

تغییرات شدید مکانی و زمانی ضرایب شکست تر باعث شده است تا نتوان مدل تجربی دقیقی برای نشان دادن توزیع این پارامتر به‌دست آورد. معمولا از داده‌های ایستگاه‌های رادیوسوند برای به‌دست آوردن پارامتر اتمسفری در لایه‌های مختلف جوی استفاده می‌شود، اما فواصل مکانی ایستگاه‌های رادیوسوند زیاد و توزیع آن‌ها کم است و این مسئله باعث شده است تا مدل‌های عددی دقت کافی در ارایه پارامترهای اتمسفری نداشته باشند. امروزه با استفاده از مشاهدات تأخیر تروپوسفری تر حاصل از ماهواره‌های تعیین موقعیت جهانی و کمک‌گرفتن از روش توموگرافی می‌توان توزیع ضرایب شکست تر را به‌دست آورد. در این تحقیق از مدل تابعی سه‌بعدی و چهاربعدی برای نمایش توزیع ضرایب شکست تر استفاده شده است. برای این منظور از توابع هارمونیک‌های کلاه‌کروی برای نمایش توزیع ضرایب شکست تر در دو بعد افقی, و همچنین از توابع متعامد تجربی برای نمایش ضرایب شکست تر در راستای ارتفاعی استفاده شده است. علاوه بر این، برای نمایش ضرایب شکست تر در زمان، از توابع پایه فوریه بهره گرفته شده است. منطقه مورد مطالعه در غرب ایالت کالیفرنیا آمریکا درنظر گرفته شده است و از مشاهدات تأخیر تروپوسفری تر اتمسفری حاصل از ماهواره‌های تعیین موقعیت جهانی برای روش توموگرافی استفاده شده است. برای ارزیابی نتایج، ضرایب شکست تر حاصل از روش‌های سه‌بعدی و چهاربعدی با داده‌های ایستگاه رادیوسوند موجود در منطقه مطالعاتی مقایسه شد. نتایج نشان می‌دهند که مقدار RMSE حاصل از مدل تابعی در حدود 4/2 تا 9/3 بر حسب ppm است. همچنین نتایج حاکی از برتری روش‌ چهاربعدی نسبت به سه‌بعدی در بازیابی ضرایب شکست تر اتمسفر است.

کلیدواژه‌ها

• توابع متعامد تجربی
• تابع لژاندر
• رادیوسون
• مدل‌های عددی هواشناسی
• تأخیر تر تروپوسفری

موضوعات

• سنجش از دور

عنوان مقاله [English]

The retrieval of wet refractivity index by tomography using spherical cap harmonics

نویسندگان [English]

• Masood Dehvari ¹
• Saeed Farzaneh ²
• Mohammad Ali Sharifi ³

¹ M.SC. School of Surveying and Geomatics Engineering, Faculty of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

² Educator, School of Surveying and Geomatics Engineering, Faculty of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran

³ Associate Porfessor, School of Surveying and Geomatics Engineering, Faculty of Engineering, University of Tehran,, Tehran, Iran

چکیده [English]

In this research, three-dimensional and four-dimensional tomography is used to demonstrate the distribution of wet refractivity index of the troposphere. In this model, spherical cap harmonics are used for the horizontal distribution of the wet refractivity index, and empirical orthogonal functions are used for the vertical distribution of the index. The region of study is in the west California State, and the wet refractivity index is retrieved from the wet tropospheric delay measurements. to validate the results, radiosonde profiles were compared to the tomographically retrieved profiles. The result shows that wet refractivity indices can be retrieved using functional models with RMSE about 2.4 ppm till 3.9 in four-dimension method. The comparisons show that the four-dimensional retrieved profiles shows improvement up to 34 and 42 percentage in mid-day tomography epochs compare to three-dimensional tomography results. Also it can be seen that in mid-night epochs three-dimensional tomography has higher accuracy compare to four-dimension method because of low variation of wet refractivity indices

کلیدواژه‌ها [English]

• Empirical orthogonal functions
• Legendre function
• radiosonde
• numerical weather model
• tropospheric wet delay