GPS气象学及其应用

GPS气象学及其应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:
作者:丁金才
出品人:
页数:265
译者:
出版时间:2009-11
价格:45.00元
装帧:
isbn号码:9787502948535
丛书系列:
图书标签:
  • 气象与地理
  • 水汽
  • 气象
  • GPS
  • 气象学
  • GPS
  • 大气科学
  • 遥感
  • 气象探测
  • 数值预报
  • 地球物理
  • 环境科学
  • 应用气象
  • 大气物理
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具体描述

我们在编著《GPS气象学及其应用》时,除了综合介绍国内外同行的研究成果外,着重介绍了我们自己在地基GPS网的建设和维护经验以及在GPS气象学应用研究方面的工作成果和著作,力求使《GPS气象学及其应用》的内容适合我国的实际情况,达到易懂实用的目标,既能满足气象部门人员的需求,也能适用于学校的教学。2006年上海市气象局成立了上海市卫星遥感和测量应用中心,成为GPS气象学研究和应用的专业机构。2006年底我们又开始进行了空基GPS反演资料的应用研究。多年来,我们和国内外同行保持着学术交流,跟踪国际GPS气象学的最新动态。

《GPS气象学及其应用》—— 探寻天空的奥秘,驱动现代气象科学的革新 本书,《GPS气象学及其应用》,并非一本传统意义上的气象学著作。它更像是一把钥匙,为我们打开了一扇通往全新气象探测与认知领域的大门,将我们熟知的全球定位系统(GPS)巧妙地融入了精细化、高时效的气象观测之中,从而引发了一场现代气象科学的深刻变革。 在浩瀚的地球大气层中,潜藏着无数影响我们日常生活的动态变化:那瞬息万变的云雨雷电,那悄无声息却能带来巨大灾难的极端天气,亦或是那些看似微不足道却能累积成区域性气候格局的空气湿度和温度。长期以来,我们依赖于地面站点、探空气球、天气雷达以及卫星遥感等多种手段来“窥探”大气,试图描绘出这幅复杂多变的“天空画卷”。然而,这些方法各有其局限性:地面站点覆盖范围有限,难以捕捉大范围、连续性的信息;探空气球成本高昂且受限于发射频率;天气雷达对非降水性大气现象的探测能力相对较弱;卫星遥感则往往受限于其轨道周期和云层遮挡。 正是在这样的背景下,《GPS气象学及其应用》应运而生。它深刻揭示了一个颠覆性的事实:我们每天依赖的GPS信号,在穿行地球大气的过程中,会受到大气中水汽、温度、压力等多种参数的影响,从而产生延迟。这种延迟,如同大气层为GPS信号留下的“印记”,恰恰蕴含着丰富的气象信息。本书的核心贡献,便是系统地阐述了如何通过精确测量和分析这些GPS信号的延迟,反演出大气中关键气象要素的分布和变化。 GPS气象学的原理与技术: 本书首先会深入浅出地剖析GPS气象学的基本原理。GPS卫星发射的信号,在穿过对流层时,会与其中的水汽分子发生相互作用,导致信号传播速度减慢,产生“对流层延迟”。这种延迟的大小,直接与对流层中水汽含量、温度和压力等参数相关。通过部署全球分布的GPS接收站点,对这些信号进行持续、高精度的观测,并结合先进的数学模型和反演算法,我们便能够“反向”推算出经过的路径上大气参数的垂直廓线,进而获得高分辨率的大气温度、湿度廓线数据。 书中会详细介绍GPS气象学所涉及的关键技术,包括: 高精度GPS接收与数据处理: 探讨如何选择和部署高精度的GPS接收机,以及如何对接收到的原始GPS数据进行滤波、质量控制和格式转换。 对流层延迟模型与反演: 详细介绍各种对流层延迟模型,如Saastamoinen模型、Hopfield模型等,并重点阐述基于GPS观测数据反演对流层延迟的各种算法,包括卡尔曼滤波、最小二乘法等。 GNSS(全球导航卫星系统)技术的拓展: 除了GPS,本书还会提及对其他GNSS系统(如GLONASS, Galileo, BeiDou)的信号利用,以提升观测的覆盖范围和可靠性。 数据融合与质量控制: 探讨如何将GPS气象数据与传统气象观测数据(如探空、地面站点、雷达)进行融合,以构建更全面、更准确的大气观测数据集,并介绍相应的质量控制方法。 GPS气象学的应用领域: 《GPS气象学及其应用》的另一重要价值在于,它不仅仅停留在理论层面,更会详细阐述GPS气象学在各个领域的广泛而深刻的应用: 数值天气预报(NWP)的革新: 这是GPS气象学最为核心和最具革命性的应用之一。传统的数值天气预报模型依赖于稀疏的观测数据,容易产生初始场误差,导致预报精度受限。GPS气象学能够提供高时空分辨率的大气温度和湿度廓线数据,为数值天气预报模型提供高质量的同化资料,极大地提高了预报的准确性和时效性,尤其是在中尺度甚至更精细尺度的天气预报中,其优势尤为突出。例如,它可以更精确地描述对流层中水汽的分布,这对降水预报、强对流天气的监测和预警至关重要。 灾害性天气监测与预警: 极端天气事件,如暴雨、干旱、台风等,其形成和发展与大气中的水汽含量和温度变化密切相关。GPS气象学提供的连续、高分辨率的大气水汽和温度信息,能够帮助气象科学家更早、更准确地捕捉到这些极端天气的“前兆”,从而为灾害预警和防范提供宝贵的时间窗口。例如,通过监测大范围区域的水汽异常增加,可以提前预警潜在的强降水事件。 气候变化研究: 长期、连续的GPS气象观测数据,可以为气候变化研究提供重要的科学依据。通过分析全球GPS网络获取的大尺度、高精度的大气温度和水汽变化趋势,我们可以更深入地理解地球气候系统的演变规律,评估气候变化对区域和全球气候的影响。 大气物理与动力学研究: GPS气象学提供的精细大气结构信息,也为大气物理和动力学研究提供了新的工具。科学家可以利用这些数据来研究大气边界层结构、大气湍流、行星边界层参数化方案以及大气环流特征等,从而加深对大气运动规律的认识。 其他潜在应用: 除了上述主要应用,本书还将探讨GPS气象学在航空、航天、农业、环境监测等领域的潜在应用前景,例如为飞行器提供实时的气象信息,为农业生产提供精准的作物生长环境评估等。 本书的独特价值: 《GPS气象学及其应用》并非简单地将GPS技术与气象学“嫁接”,而是通过深入的研究和实践,展现了GPS技术在气象观测和研究中蕴含的巨大潜力。它填补了现有气象观测手段的空白,提供了前所未有的高分辨率、连续性的大气信息,为现代气象科学的发展注入了新的活力。 阅读本书,您将能: 掌握GPS气象学的前沿理论与技术: 了解GPS信号如何承载气象信息,以及如何将其转化为有用的气象数据。 认识GPS气象学在天气预报和气候研究中的革命性作用: 深入理解其如何提升数值天气预报的精度,以及如何为气候变化研究提供关键证据。 探索GPS气象学在灾害监测、大气科学研究等多个领域的广泛应用: 发现这项技术如何赋能各行各业,解决现实世界中的挑战。 展望GPS气象学的未来发展趋势: 了解该领域正在进行的科研活动和未来的发展方向。 总而言之,《GPS气象学及其应用》是一本面向气象学家、地球科学家、遥感专家、计算机科学家以及对气象科技感兴趣的广大读者的重要参考书。它将带领您一同走进一个更加精细、更加动态的大气观测世界,领略科技创新如何驱动科学进步,并为理解和应对我们赖以生存的地球大气环境提供全新的视角和强大的工具。

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我一直对那些能够将看似独立的科学领域巧妙融合,从而产生巨大应用价值的著作抱有极大的热情,而《GPS气象学及其应用》这本书,恰恰满足了我的这一期待。在阅读之前,我对GPS的理解仅仅停留在其作为导航工具的基本功能上,从未想象过它能在气象学这个高度专业化的领域发挥如此关键的作用。本书的作者以一种极其专业且引人入胜的方式,系统地阐述了GPS信号在穿越地球大气层时所产生的各种物理效应,特别是信号延迟的原理。他不仅详细介绍了GPS信号传播的数学模型,还深入探讨了大气折射、电离层延迟等核心要素,以及如何通过高精度的观测设备和先进的反演算法来提取这些有价值的气象信息。令我惊叹的是,书中通过一系列翔实的案例,生动地展示了GPS气象学在实际应用中的强大能力。从监测全球大气水汽分布、揭示大气环流模式,到提供高分辨率的温度和湿度垂直剖面信息,再到在台风、暴雨等极端天气事件的预报和监测中发挥关键作用,都让我对GPS气象学的应用前景有了全新的认识。书中对GPS气象学在短期天气预报中的优势进行了详尽的阐述,其高时空分辨率的特点能够有效弥补传统气象观测手段的不足,为提高预报的时效性和准确性提供了有力的支持。此外,作者还探讨了GPS气象学在气候变化研究、区域干旱监测等领域的应用前景,这都让我对这项技术的发展充满了信心。

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作为一名对现代测量技术及其应用充满好奇心的学生,我偶然间发现了《GPS气象学及其应用》这本书,并被其独特的主题所吸引。在如今信息爆炸的时代,我们常常能听到关于GPS定位的各种新闻,但很少有人会深入思考它还能在如此专业的领域发挥作用。本书的出现,彻底颠覆了我以往的认知。作者以极其生动且逻辑严谨的方式,层层剥开了GPS技术与气象学之间千丝万缕的联系。他从GPS卫星本身的工作原理出发,详细介绍了信号传输的路径,并着重讲解了信号在穿越大气层时所经历的各种物理效应,例如大气折射带来的时间延迟。让我印象深刻的是,书中通过大量的示意图和物理公式,清晰地展示了如何通过精确测量这些延迟,进而反演出大气中的关键参数,如水汽含量、温度剖面等。这不仅仅是理论上的阐述,作者更是结合了实际的观测数据和处理算法,让我了解到这些抽象的物理量是如何被“看见”和量化的。书中对GPS气象学在不同尺度上的应用进行了全面的梳理,从全球气候监测到区域天气预报,再到极端天气事件的预警,都给予了充分的论述。特别是关于GPS探空技术在台风强度和路径预测方面的应用,其能够提供高时空分辨率的垂直大气信息,对于提高预报精度有着至关重要的意义,这让我对未来天气预报的精准度充满了期待。书中还提到了GPS气象学在区域干旱监测、城市热岛效应研究等方面的潜力,这些都是当前社会发展面临的重要课题,而GPS气象学为此提供了创新的解决方案。整本书的结构安排得当,语言风格专业但不失可读性,即使是初次接触GPS气象学的读者,也能循序渐进地理解其核心内容。

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我一直对那些能够跨越学科界限,将不同领域的知识融会贯通的科学著作充满期待,《GPS气象学及其应用》正是这样一本让我眼前一亮的作品。在翻阅本书之前,我对GPS的理解仅仅停留在日常的导航和定位功能上,从未想过它还能在气象学这个专业领域发挥如此重要的作用。作者以一种极其专业且深入浅出的方式,详细阐述了GPS信号在传播过程中,如何受到地球大气层的影响,并由此产生的延迟效应。他不仅详细介绍了GPS信号传播的物理模型,还深入探讨了大气折射、电离层延迟等关键因素,以及如何通过高精度的接收设备和先进的算法来提取这些信息。书中大量的图表和实例,生动地展示了GPS气象学在监测全球大气水汽分布、揭示大气环流模式、以及提高天气预报精度等方面的巨大潜力。我尤其对书中关于GPS气象学在短期天气预报和灾害预警中的应用印象深刻。例如,GPS探空技术能够提供高时空分辨率的大气垂直剖面信息,这对于理解复杂的大气动力学过程,以及提高台风、暴雨等极端天气事件的预测能力具有至关重要的意义。此外,作者还探讨了GPS气象学在气候变化研究、区域干旱监测等领域的应用前景,这都让我对这项技术的前景充满了信心。这本书不仅为我打开了一扇新的科学视野,更让我看到了科技创新如何赋能传统学科,为解决人类面临的气象挑战提供了新的可能。

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我一直以来对那些能够将看似无关的技术领域巧妙融合,从而解决实际问题的书籍情有独钟,《GPS气象学及其应用》正是这样一本让我爱不释手的著作。在阅读之前,我对GPS的认知仅限于导航和定位,从未想过它还能在气象科学这个高度专业的领域扮演如此重要的角色。本书的价值在于它系统性地阐释了GPS信号在穿过地球大气层时所产生的延迟效应,并将其转化为有价值的气象信息。作者不仅详细介绍了GPS信号的传播模型,还深入探讨了大气对GPS信号的影响机制,例如由大气折射和电子密度变化引起的信号延迟,以及如何通过高精度的接收设备和先进的反演算法来提取这些信息。令我惊叹的是,书中通过一系列翔实的案例,展示了GPS气象学在实际应用中的强大能力。从监测全球大气水汽的分布和变化,到提供高分辨率的温度和湿度垂直剖面信息,再到在台风、暴雨等极端天气事件的预报和监测中发挥的关键作用,都让我对GPS气象学的应用前景有了全新的认识。书中对GPS气象学在短期天气预报中的优势进行了详尽的阐述,其高时空分辨率的特点能够有效弥补传统气象观测手段的不足,为提高预报的时效性和准确性提供了有力的支持。此外,作者还探讨了GPS气象学在气候变化研究中的作用,例如监测全球变暖导致的大气成分变化,以及评估气候模式的准确性。这本书不仅为我打开了一扇新的研究之门,更让我看到了科技创新如何驱动学科发展,为解决人类面临的气象挑战提供了前所未有的机遇。

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我对测量和遥感技术在环境科学中的应用一直抱有浓厚的兴趣,而《GPS气象学及其应用》这本书,无疑为我提供了一个全新的视角。在阅读这本书之前,我对GPS的认知仅仅停留在日常的导航功能上,从未想到它能与气象学如此深度地结合。本书的作者以一种极其严谨又不失启发性的方式,详细阐述了GPS信号在穿越地球大气层时所产生的各种物理效应,特别是信号延迟的原理。他通过大量的数学模型和公式推导,清晰地展示了如何通过精确测量这些延迟,来反演出大气层中的关键气象要素,如水汽含量、温度和气压的垂直分布。我特别欣赏书中对GPS气象学在实际应用中的具体案例分析。例如,GPS探空技术在监测全球大气水汽分布、研究大气环流变化方面所发挥的作用,以及其在高精度天气预报,特别是对极端天气事件(如台风、暴雨)的预警中的重要贡献。书中还提到了GPS气象学在填补传统气象观测空白、提高数据同化能力方面的优势,这对于提升气象预报的整体精度具有不可估量的价值。此外,作者还探讨了GPS气象学在气候变化研究、区域水文监测等领域的应用前景,这些都是当前环境科学领域的研究热点。整本书的结构安排非常合理,从基本原理到具体应用,层层递进,使读者能够逐步深入地理解GPS气象学的精髓。

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作为一名对科学技术的最新发展及其在实际应用中的表现充满好奇的读者,我在寻找一本能够深入了解GPS技术在气象学领域应用的专业书籍时,偶然发现了《GPS气象学及其应用》。这本书以其独特的视角和严谨的科学内容,给我留下了深刻的印象。作者首先从GPS卫星导航系统的基本原理讲起,详细阐述了GPS信号在穿越地球大气层时所经历的物理过程,特别是信号延迟的现象。他通过一系列精密的数学模型和清晰的图示,深入浅出地解释了如何通过测量这些延迟来反演出大气中的关键气象要素,例如水汽含量、温度以及气压的垂直分布。我尤其对书中关于GPS气象学在提高天气预报精度方面的应用案例感到震撼。书中详细介绍了GPS探空技术如何能够提供高时空分辨率的大气垂直剖面信息,这对于理解复杂的大气动力学过程,特别是对于短期临近天气预报和极端天气事件(如台风、暴雨)的预警,具有不可替代的价值。此外,作者还探讨了GPS气象学在气候变化研究、区域水文监测以及城市环境研究等领域的广阔应用前景。这本书不仅为我提供了一个全新的科学视角,更让我看到了科技创新如何能够赋能传统学科,为解决人类面临的气象挑战提供有效的解决方案。

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我一直对那些能够将看似独立的科学领域巧妙融合,从而产生巨大应用价值的著作抱有极大的热情,而《GPS气象学及其应用》这本书,恰恰满足了我的这一期待。在阅读之前,我对GPS的理解仅仅停留在其作为导航工具的基本功能上,从未想象过它能在气象学这个高度专业化的领域发挥如此关键的作用。本书的作者以一种极其专业且引人入胜的方式,系统地阐述了GPS信号在穿越地球大气层时所产生的各种物理效应,特别是信号延迟的原理。他不仅详细介绍了GPS信号传播的数学模型,还深入探讨了大气折射、电离层延迟等核心要素,以及如何通过高精度的观测设备和先进的反演算法来提取这些有价值的气象信息。令我惊叹的是,书中通过一系列翔实的案例,生动地展示了GPS气象学在实际应用中的强大能力。从监测全球大气水汽分布、揭示大气环流模式,到提供高分辨率的温度和湿度垂直剖面信息,再到在台风、暴雨等极端天气事件的预报和监测中发挥关键作用,都让我对GPS气象学的应用前景有了全新的认识。书中对GPS气象学在短期天气预报中的优势进行了详尽的阐述,其高时空分辨率的特点能够有效弥补传统气象观测手段的不足,为提高预报的时效性和准确性提供了有力的支持。此外,作者还探讨了GPS气象学在气候变化研究、区域干旱监测等领域的应用前景,这都让我对这项技术的发展充满了信心。

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我一直在寻找一本能够深入浅出讲解GPS技术在气象学领域应用的专业书籍,终于在茫茫书海中发现了《GPS气象学及其应用》。拿到这本书的时候,我被它厚重的分量和精美的装帧所吸引,这预示着里面定是乾货满满。翻开第一页,我便被作者严谨的学术态度和清晰的逻辑结构所折服。书中首先系统地回顾了GPS技术的发展历程,从最初的军用定位系统,到如今广泛应用于民用的多功能平台,每一个节点都讲解得鞭辟入里,让我对GPS有了更深层次的认识。紧接着,作者巧妙地将GPS的观测原理与大气物理学知识相结合,详细阐述了GPS信号在穿过地球大气层时会发生折射和延迟,而这些延迟的量值正是我们可以用来反演出大气参数的关键。他不仅给出了详细的数学模型和推导过程,还通过大量的图表和实际观测数据来佐证其理论的可靠性。我尤其欣赏的是,作者并没有止步于理论的讲解,而是花费了大量篇幅来介绍GPS气象学的具体应用。从监测全球大气水汽分布、温度、压强变化,到预测天气变化、研究气候变化趋势,再到灾害预警,如台风、暴雨的精确预报,书中都给出了详实的案例分析。特别是关于GPS气象学在短时临近预报中的应用,其高时间分辨率和空间覆盖率的优势被展现得淋漓尽致,这对于我所在的区域气象部门来说,无疑提供了宝贵的参考和改进方向。此外,作者还探讨了GPS气象学与其他气象观测手段,如卫星遥感、地面气象站的互补性,指出GPS气象学在填补某些观测空白、提高整体预报精度方面具有不可替代的作用。阅读这本书的过程,如同经历了一场思维的洗礼,让我深刻理解了科技创新如何赋能传统学科,为解决人类面临的气象挑战提供新的可能。

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作为一名对前沿科学技术感兴趣的普通读者,当我翻开《GPS气象学及其应用》这本书时,我被它所描绘的全新科学图景所震撼。长久以来,GPS对我来说仅仅是手机里那个指示方向的工具,我从未想象过它还能成为洞察地球大气奥秘的“眼睛”。作者用引人入胜的语言,将GPS信号在穿越大气时产生的细微变化,与宏观的天气现象紧密联系起来。他深入浅出地解释了GPS信号在经过不同密度、不同湿度的大气层时会发生怎样的弯曲和延迟,以及科学家们如何通过精确测量这些延迟,来反推出大气中的温度、湿度、气压等重要参数。书中大量的图示和模拟数据,将原本抽象的物理过程变得生动形象,让我这个非专业人士也能领略到其中的精妙之处。我尤其对书中关于GPS气象学如何帮助我们更准确地预测天气变化的部分印象深刻。例如,它如何帮助我们更早地发现台风的形成和移动轨迹,或者在暴雨来临前提供更准确的降雨预警。书中提及的GPS探空技术,能够实时提供高精度的垂直大气剖面信息,这对于理解大气层内部的复杂运动至关重要,也为提高天气预报的准确性打开了新的思路。此外,书中还探讨了GPS气象学在气候变化研究、区域干旱监测等方面的应用,这些都是关乎我们生存环境的重要议题。这本书让我深刻体会到,科技的力量可以如此巧妙地融入到我们生活的方方面面,甚至能够帮助我们更好地理解和应对我们赖以生存的地球。

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作为一名对前沿科技及其在社会科学领域应用抱有浓厚兴趣的读者,我一直在寻找一本能够系统介绍GPS技术在气象领域应用的专业书籍,终于,我找到了《GPS气象学及其应用》。这本书的出现,彻底颠覆了我对GPS的认知。我原本以为GPS仅限于导航,但书中却向我展示了一个全新的世界——GPS如何成为观测地球大气层的强大工具。作者以严谨的学术态度,从GPS信号的基本原理出发,详细阐述了信号在穿越大气层时会发生折射和延迟。他通过精密的数学模型和清晰的图示,解释了如何测量这些微小的延迟,并将其转化为大气中的关键参数,如水汽含量、温度和压强。让我印象深刻的是,书中对GPS气象学在实际应用中的案例进行了深入的剖析。从全球大气水汽分布的监测,到区域天气预报的精度提升,再到极端天气事件(如台风、暴雨)的预警,都展现了GPS气象学独特的优势。特别是关于GPS探空技术在提供高时空分辨率大气垂直信息方面的作用,这对于理解大气内部复杂运动,提升预报的准确性和时效性具有不可替代的价值。书中还探讨了GPS气象学在气候变化研究、区域水文监测等方面的应用前景,这些都让我对这项技术充满了期待。整本书的结构安排得当,语言专业但不失可读性,为我打开了一扇通往未知科学领域的大门。

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