水汽在天气演变和气候变化中扮演着重要的角色,它影响大气辐射和太阳辐射,从而影响气候。水汽辐合的突然增加与对流的发展密切相关,所以水汽的遥感对于天气现象、气候变化研究和业务天气预报具有重要的意义。GPS探测水汽是利用GPS信号穿过大气受到大气折射而产生的延迟来探测大气中的水汽含量,该技术与以往的探测水汽技术相比具有探测精度高,全天候,分辨率高,观测稳定,无需校正等优点。 本文总结了目前获得加权平均温度的途径,由探空数据,利用回归分析的方法得到了北京地区的加权平均温度的计算公式。 利用GAMIT/GLOBK软件包对2004年7月至2005年7月北京GPS观测数据进行了解算,结合地面温度及气压观测数据,反演出了一年内时间分辨率为2小时的水汽总量序列。结果表明,利用GPS反演的水汽值,具有较高的精度。分别与相同时刻的探空和微波辐射计的反演结果做了对比,均方根误差分别为3.05mm和3.29mm。 利用水汽的时间序列,统计了北京地区一年四季水汽含量的分布,发现由夏季到冬季,北京水汽含量呈明显递减趋势,在夏季水汽的日变化比较剧烈,冬季水汽的变化幅度较小。由小波分析发现,水汽的变化周期主要有11天,5天,3天,在不同季节,水汽的主要振荡周期是不一样的,并分析了影响水汽变化的主要因子。最后结合每4小时一次的自记降水资料,发现降水开始前的一两天大气水汽总量是连续快速增长的,超过某个阈值时便出现降水,在不同的季节这个阈值是不同的,这个阈值一般大于该月平均水汽含量,但是降水量的大小与大气总水汽量之间的关系不明显。