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大气(温、湿度、风、气溶胶、云-水凝物)垂直廓线探测

发布时间:2022-03-23阅读次数: 次

大气(温、湿度、风、气溶胶、云-水凝物)垂直廓线探测

一、政策背景

2021年12月28日,中国气象局印发《2022年自动观测站网建设实施方案》《2022年地基遥感垂直观测系统建设实施方案》《2022年X波段天气雷达建设实施方案》,进一步对标监测精密、预报精准、服务精细要求,强化气象监测预报预警能力,补短板强弱项,筑牢气象防灾减灾第一道防线。

针对灾害性天气预警、预报服务对高分辨率高空垂直观测资料的需求,填补对西南地区强对流天气、东北冷涡、长江黄河流域灾害天气监测以及新疆等天气系统和重点区域垂直观测不足,计划补充建设29套地基遥感垂直观测系统,提高气温、湿度、风、水凝物和气溶胶等气象要素的垂直监测能力,并进行同化应用测试和评估,促进X波段天 气雷达和地基遥感垂直观测等多源观测资料的数值模式应用,增加强突发性、灾害性天气监测能力。

二、大气垂直廓线探测平台

华体汇全站APP(国际米兰)有限公司的大气垂直廓线探测平台,是以地基激光雷达遥感观测为主,通过部署风雷达、温湿度雷达、气溶胶雷达、云雷达可获取连续可靠的风、温、湿、气溶胶、云-水等五条垂直廓线资料,实现从大气边界层内气溶胶、温湿度、风的整层大气廓线到高层云垂直结构、状态的观测,深入了解城市非均一性下垫面和空气质量改变对天气、尤其是极端天气的影响,从而弥补我国对城市气象综合观测的不足。

大气(温、湿度、风、气溶胶、云-水凝物)垂直廓线探测

三、设备简介

1.气溶胶激光雷达

原理:基于米散射原理,系统向大气中发射激光脉冲,利用望远镜接收光路不同距离处由气溶胶散射作用产生的后向散射信号,通过雷达方程得到大气气溶胶光学信息(消光系数,退偏振比,边界层高度,光学厚度、颗粒物浓度,云信息、能见度等),该款产品获得了中国气象局颁布的《气象专用技术装备使用许可证》。

大气(温、湿度、风、气溶胶、云-水凝物)垂直廓线探测

监测模式:垂直、水平和走航。

特点:1)能量低,人眼安全国际认证2)便携性,支持移动车载、固定多种监测方式3)环境适应性强

2.温湿度激光雷达

原理:基于拉曼米散射原理,通过三波长气溶胶激光雷达基础上,增加386nm氮气拉曼、407nm水汽拉曼,353nm和354nm转动拉曼散射接收通道,利用回波信号反演气溶胶、水汽混合比和温度的垂直廓线。

大气(温、湿度、风、气溶胶、云-水凝物)垂直廓线探测

监测模式:多应用于垂直。

特点:1)基于分子拉曼反演算法,反演精度更高;2)可应用与区域米散射激光雷达的定标和校准;3)配合微波辐射计互补联合应用于人工降雨预报。

3.测风激光雷达

原理:采用相干多普勒原理,通过接收激光束对大气中随风飘移气溶胶的散射回波信号并与雷达本振光进行相干混频,并通过中频信号的数字鉴频技术来获得汽溶胶相对激光束的多普勒频移,结合雷达的光机扫描,最终实现对大气风场信息的测量。

大气(温、湿度、风、气溶胶、云-水凝物)垂直廓线探测

应用:定点和移动监测。

特点:1)军工品质;2)体积小,重量轻,功耗低;3)环境适应性强;4)探测高度可定制。

四、系统应用

1)气象预报

结合地基大气廓线探测,开展城市气象-环境立体探测,增加模式同化初始场资料,提升模式预报精度。

2)人影作业

结合地基大气廓线探测,实现局地区域中小尺度强对流天气过程及云降水微物理过程的直接观测,为人影部门开展科学化的降雨消雹作业指挥和效果后评估提供数据支持。

3)灾害应对

结合地基大气廓线探测,获取精细化、多维度、多参数的初始场,为开展城市排水防涝气象预警监测服务、城市规划气象预警监测服务、城市交通旅游气象预警监测服务等提供技术支撑。

4)气候研究

结合地基大气廓线探测,增强城市环流特征、云降水形成过程及边界层污染过程机理认识,进一步了解城市非均一性下垫面和空气质量改变对天气的影响。

END

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