The retrieval of wet refractivity index by tomography using spherical cap harmonics

Abstract

تغییرات شدید مکانی و زمانی ضرایب شکست تر باعث شده است تا نتوان مدل تجربی دقیقی برای نشان دادن توزیع این پارامتر به‌دست آورد. معمولا از داده‌های ایستگاه‌های رادیوسوند برای به‌دست آوردن پارامتر اتمسفری در لایه‌های مختلف جوی استفاده می‌شود، اما فواصل مکانی ایستگاه‌های رادیوسوند زیاد و توزیع آن‌ها کم است و این مسئله باعث شده است تا مدل‌های عددی دقت کافی در ارایه پارامترهای اتمسفری نداشته باشند. امروزه با استفاده از مشاهدات تأخیر تروپوسفری تر حاصل از ماهواره‌های تعیین موقعیت جهانی و کمک‌گرفتن از روش توموگرافی می‌توان توزیع ضرایب شکست تر را به‌دست آورد. در این تحقیق از مدل تابعی سه‌بعدی و چهاربعدی برای نمایش توزیع ضرایب شکست تر استفاده شده است. برای این منظور از توابع هارمونیک‌های کلاه‌کروی برای نمایش توزیع ضرایب شکست تر در دو بعد افقی, و همچنین از توابع متعامد تجربی برای نمایش ضرایب شکست تر در راستای ارتفاعی استفاده شده است. علاوه بر این، برای نمایش ضرایب شکست تر در زمان، از توابع پایه فوریه بهره گرفته شده است. منطقه مورد مطالعه در غرب ایالت کالیفرنیا آمریکا درنظر گرفته شده است و از مشاهدات تأخیر تروپوسفری تر اتمسفری حاصل از ماهواره‌های تعیین موقعیت جهانی برای روش توموگرافی استفاده شده است. برای ارزیابی نتایج، ضرایب شکست تر حاصل از روش‌های سه‌بعدی و چهاربعدی با داده‌های ایستگاه رادیوسوند موجود در منطقه مطالعاتی مقایسه شد. نتایج نشان می‌دهند که مقدار RMSE حاصل از مدل تابعی در حدود 4/2 تا 9/3 بر حسب ppm است. همچنین نتایج حاکی از برتری روش‌ چهاربعدی نسبت به سه‌بعدی در بازیابی ضرایب شکست تر اتمسفر است.