Провинция Хунань расположена в субтропической зоне влажного муссонного климата с интенсивной активностью водяного пара и частыми стихийными погодными явлениями, такими как сильная конвекция и ливни. Точное мониторирование динамического поля атмосферного водяного пара имеет важное значение для предупреждения экстремальных погодных явлений в регионе, однако традиционные технологии томографии водяного пара часто ограничены из-за недостаточного временного разрешения. Для решения этой проблемы в статье предложен метод двухэтапной томографии водяного пара с параметризацией узлов высокой динамики, который на основе узловой параметрической модели оптимизирует матрицу проектирования уравнения томографии путем введения параметра вертикальных изменений водяного пара, адаптивно обновляемого в процессе итерации. Основная "двухэтапная" методика включает: первый этап — восстановление линейного тренда изменения водяного пара за длительный интервал в 30 минут; второй этап — на основе остатка моделирования первого этапа дальнейшее восстановление высокочастотных отклонений за короткий временной интервал в 5 минут, что обеспечивает точное восстановление с высоким пространственно-временным разрешением. Эксперименты на данных, полученных с 123 станций глобальной навигационной спутниковой системы (GNSS) провинции Хунань в июне 2022 года, показали, что по сравнению с традиционной воксельной моделью (водяной пар в вокселе равномерно распределён и неизменен), узловой параметрической моделью (влажный показатель преломления рассчитывается с использованием восьми узлов в вокселе с пространственной интерполяцией) и линейно изменяющейся узловой моделью (влажный показатель преломления меняется линейно со временем), предложенный метод двухэтапной высокой динамической узловой параметризации показывает значительное улучшение точности, с повышением точности внешнего совпадения на 35%, 29% и 26% соответственно. Предложенный метод обеспечивает эффективный инструмент высокого разрешения для мониторинга трехмерного поля водяного пара в регионах с высокодинамичными изменениями водяного пара, таких как субтропики.

томография водяного пара; влажный показатель преломления; узловая параметризация; высокая динамика; субтропики