.jpg){kind=logo}
近日，我校遙感與測(cè)繪工程學(xué)院2018級(jí)碩士研究生文一朵利用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）監(jiān)測(cè)臺(tái)風(fēng)獲得新進(jìn)展，以第一作者在國(guó)際重要二區(qū)遙感期刊《Remote Sensing》上發(fā)表論文，其導(dǎo)師金雙根教授為通訊作者。
我國(guó)毗鄰西北太平洋，每年臺(tái)風(fēng)頻繁發(fā)生，臺(tái)風(fēng)過境常伴隨大風(fēng)和暴雨或特大暴雨等強(qiáng)對(duì)流天氣，是自然災(zāi)害的一種，對(duì)我國(guó)人口密集和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的東部沿海地區(qū)造成巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。因此，加強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)，是減輕臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的重要措施。然而傳統(tǒng)的地基和氣象衛(wèi)星觀測(cè)存在時(shí)間和空間分辨率低等問題，很難準(zhǔn)確實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)臺(tái)風(fēng)動(dòng)態(tài)變化過程。隨著全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）的快速發(fā)展，特別是美國(guó)全球定位系統(tǒng)（GPS）和中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS），一臺(tái)接收機(jī)可以接收10-30顆衛(wèi)星信號(hào)，可以實(shí)時(shí)獲得高時(shí)空分辨率電離層總電子含量（TEC），進(jìn)而估計(jì)臺(tái)風(fēng)引起的電離層擾動(dòng)傳播特征，以及可能的臺(tái)風(fēng)風(fēng)眼位置和低層大氣-電離層耦合過程。
作者利用密集的地基GNSS觀測(cè)（圖1）估計(jì)了2018年7月10日5級(jí)超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)Maia經(jīng)過東海引起的電離層擾動(dòng)傳播特征，并進(jìn)一步獲得了擾動(dòng)模式和分布特征，包括擾動(dòng)周期、速度和方向等。作者通過衛(wèi)星PRN02和PRN06觀測(cè)在10:00-12:00UTC濾波后的TEC變化時(shí)間序列（圖2），清楚地獲得電離層擾動(dòng)時(shí)間與臺(tái)風(fēng)風(fēng)眼和電離層穿刺點(diǎn)距離之間的線性關(guān)系，其電離層擾動(dòng)傳播速度分布為118.09m/s和186.17m/s，作者分析了電離層擾動(dòng)序列頻譜特征，發(fā)現(xiàn)中心頻率約為1.6mHz，均在重力波的速度和頻率范圍內(nèi)。通過進(jìn)一步研究，還發(fā)現(xiàn)該電離層擾動(dòng)主要是由低層強(qiáng)臺(tái)風(fēng)運(yùn)動(dòng)激發(fā)的大氣重力波傳播到電離層引起的。后續(xù)將進(jìn)一步利用GNSS電離層擾動(dòng)特征估計(jì)臺(tái)風(fēng)風(fēng)眼位置動(dòng)態(tài)變化信息和影響范圍。因此，GNSS為監(jiān)測(cè)臺(tái)風(fēng)提供了一種新手段，具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，從低層大氣氣象活動(dòng)（以臺(tái)風(fēng)為例）研究電離層擾動(dòng)過程和機(jī)制，有助于進(jìn)一步完善電離層活動(dòng)預(yù)報(bào)系統(tǒng)。
地基GNSS觀測(cè)站和臺(tái)風(fēng)路徑
濾波后TEC變化隨時(shí)間和離風(fēng)眼距離分布圖。黑色虛線表示擬合的擾動(dòng)傳播速度，顏色條表示TEC變化大小。