（1）     收集风云卫星掩星数据与COSMIC-2掩星数据，以后者为参考基准，评估风云卫星掩星数据的精度，为国产掩星产品提供精度分析。

（2）     基于GNSS掩星观测数据，研究三种对流层顶识别算法：基于大气温度递减率的方法、基于最低温度的方法和基于GNSS信号弯曲角的方法。

（3）     对原始掩星廓线数据产品进行空间内插，得到格网数据，在此基础上使用三种对流层顶高度识别方法，确定长三角区域的对流层顶高度。

（4）     对比分析不同方法得到的长三角区域对流层顶高度，研究差别产生的原因，并分析该区域对流层顶高度的时空变化特征以及多对流层顶发生的趋势，探究其与气候变化之间的联系。

对流层顶作为重要的气象学要素，一方面因为它是对流层和平流层交界处物质交换的动力屏障，控制着对流层和平流层物质交换的平衡，另一方面对流层顶的变化也是反映气候变化的重要指标，对全球气候变化监测有重要意义。同时，对流层顶的研究对于大地测量、地球物理和航空领域中的应用也有着重要的意义。

无线电掩星观测技术，作为一种新型的地球大气探测手段，相较于其他传统的气象观测技术，具有全天候、高精度、高垂直分辨率、长期稳定、全球覆盖的特点，可提供平流层、对流层的温度结构。垂直分辨率为 100~200m，上对流层至30km高空温度的平均误差在1K以内，月平均温度精度优于0.2K，与大气模式再分析数据相比，其高垂直分辨率特征更适用于对流层顶结构及其变化研究。利用GNSS掩星观测资料可以精确确定全球对流层顶高度进而分析其时空变化特征。

近年来，随着掩星数据逐渐成为研究对流层结构特性的主要手段之一，越来越多的学者在相关领域展开研究。Khandu等（2016）基于COSMIC GNSS RO数据的恒河-布拉马普特拉-梅格纳河流域对流层顶区域温度的年际变化，发现2005年至2013年间对流层顶温度呈下降趋势。Suneeth等（2017）利用COSMIC-1的观测结果，对全球热带对流层日变化进行了分析，发现下午在陆地上和清晨在海洋上的对流更加突出。刘劲宏等（2019）分析了对流层顶对加权平均温度和可降水量的影响。单映颖等（2019）利用 COSMIC-1 掩星观测资料中的大气折射率数据，采用局部协方差变换法确定中国陆地区域的对流层顶高度，分析了中国陆地区域对流层顶高度的时空变化特征。郭佳宾等（2021）利用FY-3C卫星GNSS掩星数据，分析中国区域对流层顶参数变化，发现中国区域对流层顶高度以及温度随纬度变化呈现出明显的分带现象，并将反演得出的对流层顶参数与ERA-5和探空气球数据得出的结果进行了对比验证，证明了FY-3C掩星数据的可用性。Sun等（2021）基于COSMIC、ERA-5和IGRA数据集分析了夏季青藏高原温度、水汽和对流层顶的特征。张璐等（2021）针对青藏高原地区对流层顶的时空特征及变化，探讨了与ENSO 的关系。张绍成等（2023）从 COSMIC-2 原始数据出发，对掩星反演的各级数据产品的精度和可靠性进行客观的分析评估，以 ECMWF 气象再分析资料为参考基准，评估 COSMIC-2 卫星的 GPS 和 GLONASS 双模掩星观测数据质量和大气参数廓线产品精度，COSMIC-2 卫星定轨天线的GPS、GLONASS双模观测信噪比大多优于45dB。Wang等（2023）同化了COSMIC-2、MetOp-A/B/C、FY-3C GNOS的 GNSS 无线电掩星数据，对河南2021年特大暴雨进行了分析研究。廖蜜等（2023）分析风云卫星的掩星干大气温度廓线精准度特征，与国外掩星稳定性量级相当，FY-3C的温度标准偏差自2018 年稳定在1K左右。

长江三角洲地区人口密集，是中国经济发展最活跃、开放程度最高的区域之一，地处东亚季风区，气候湿润多变，在初夏具有梅雨天气，夏季经常会受到台风、暴雨的影响，洪涝灾害频发。近年来，随着全球气候变化，极端天气的频率也逐步增加，而监测、预警气象灾害的先决条件是对于该地区的气候进行充分的研究分析。因此，本文拟以长三角区域对流层顶高度为主要研究内容，通过GNSS掩星廓线信息确定对流层顶的高度，并分析对流层顶高度的年际和季节性变化以及其在空间上的变化特征，为该地区天气和气候研究提供参考。

参考文献：

Khandu, Awange, J. L., and Forootan, E.: Interannual variability of temperature in the UTLS region over Ganges–Brahmaputra–Meghna river basin based on COSMIC GNSS RO data, Atmospheric Measurement Techniques, 2016,9:1685–1699.

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本项目基于GNSS掩星数据，开发相应的对流层顶识别算法，以COSMIC-2和风云气象卫星的掩星廓线产品为主要数据源，估计我国经济高度发展、人口密集的长三角区域对流层顶高度，分析其时空变化特征，探究其与气候变化的联系，为当地气候分析和预测提供科学依据。

（1）    无线电掩星数据获取。

获取COSMIC-2（https://data.cosmic.ucar.edu/gnss-ro/cosmic2/nrt/）和FY-3E掩星数据（风云卫星遥感数据服务网http://satellite.nsmc.org.cn/PortalSite/ Default.aspx）。

（2）    质量检查，区域筛选。

删去不符合标准的廓线，筛选出长江三角洲地区及附近区域的廓线[经纬度(E:126;S:22;W:111;N:37)]

（3）    数据预处理，对流层数据格网化，得到垂直廓线

将目标区域分为1^o x 1^ox100m的格网，以每天的00：00~23：59为一个单位，将wetPf2和atmPrf廓线数据格网化。

（4）    确定对流层顶，统计多对流层顶。

分别用CPT和BACTT的方法确定对流层顶高度，分析海拔、温度、气压的时空分布特征。用LRT确定多对流层顶的结构特征、时空分布特点。探究变化规律。

（5）    对比分析COSMIC-2和FY-3E的掩星产品精度。

以COSMIC-2掩星观测的大气廓线数据为参考，分析FY-3E大气廓线产品质量。