The research of short-periodic components changes of zenith throposphere delay

Abstract

Мета цієї роботи – дослідити величину зміни складових зенітної тропосферної затримки для території України за даними кількадобових наземних метеорологічних вимірювань, а також побудувати та дослідити поля їхньої зміни. Методика. Точність визначення тропосферної затримки та її складових залежить від обсягу метеорологічних даних, які можна використати для її розрахунку. Найкраще, якщо на момент проведення ГНСС-вимірів були б дані аерологічного зондування атмосфери, отримані поблизу пункту спостережень. В іншому разі, доводиться моделювати метеорологічну ситуацію на момент проведення вимірів, використовуючи доступні для цього метеорологічні дані. У виконаних дослідженнях оцінено метеорологічну ситуацію загалом для території України. Складові зенітної тропосферної затримки обчислювали за відомою формулою Saastamoinen. За отриманими значеннями побудовано поле зміни сухої та вологої складових зенітної тропосферної затримки для території України. Результати. Результати досліджень дають змогу проаналізувати залежність зміни величини складових тропосферної затримки від зміни метеорологічних величин на території країни. У роботі отримано і проаналізовано графіки зміни складових тропосферної затримки протягом трьох діб із дискретністю 6 годин на чотирьох пунктах з різними кліматичними умовами. Встановлено, що, незважаючи на істотне розходження у значеннях складових, амплітуди їхньої зміни є близькими між собою: різниці цих амплітуд становлять для сухої складової 6 мм, для вологої – 2 мм. Показано динаміку зміни сухої (гідростатичної) та вологої (негідростатичної) складових протягом двох діб. Зазначено, що їхня динаміка зумовлена зміною атмосферного тиску для сухої складової та зміною тиску водяних парів у тропосфері для вологої складової. Наукова новизна та практична значущість полягають у виявленій стабільності амплітуди зміни складових на пунктах, що знаходяться у різних кліматичних і погодних умовах. Крім цього, підтверджено, що динаміка зміни сухої складової зумовлена зміною атмосферного тиску, а вологої – зміною парціального тиску. Виконані дослідження можна використовувати для створення регіональних моделей атмосфери та подальших досліджень поля зміни зенітної тропосферної затримки, оскільки стосуються зміни затримки в просторі та часі.

The aim of this work is the research of the magnitude of the components change of the zenith tropospheric delay for the territory of Ukraine according to several-day terrestrial meteorological measurements, as well as the construction and study of the field of their change. Method. The accuracy of the determination of the tropospheric delay and its components depends on the amount of meteorological data that can be used for its caclulation. It would be more better if, at the time of the GNSS measurements, the atmospheric sensing data were obtained near the observation point, otherwise it is necessary to simulate the meteorological situation at the time of the measurements using the data available for that purpose. The fulfilled researches evaluated the meteorological situation as a whole for the territory of Ukraine. The tropospheric delay was calculated using the well-known Saastamoenen formula. The range of change of tropospheric delay for the territory of Ukraine was subsequently created. Results. The results of the research make it possible to analyze the dependence of the change in the magnitude of the components of the tropospheric delay on the change in meteorological values in the territory of the country. The graphs of changes in tropospheric delay components during three days with the discreteness of 6 hours at four points with different climatic conditions were obtained and analyzed in the work. It has been established that despite the significant difference in the values of the components, the amplitudes of their change are close to each other: the differences of these amplitudes are 6 mm for the dry component and 2 mm for the wet component. The dynamics of change of dry (hydrostatic) and wet (non-hydrostatic) components during two days have been shown in the work. It has been noted that their dynamics are due to the change of atmospheric pressure for the dry component and the change of water vapour pressure in the troposphere for the wet component. Scientific novelty and practical significance lie in the revealed stability of the amplitude of change of components at the points located in different climatic and weather conditions. Also, it has been confirmed that the dynamics of change in the dry component is due to changes in atmospheric pressure, and wet – due to changes in partial pressure. The performed researches can be used to create regional models of the atmosphere and further studies of the field of change of the zenith tropospheric delay, as they relate to the change of the delay in space and time.