拉曼水汽激光雷达 ——追踪成云致雨过程

发布时间:2022-07-28阅读次数:
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垂直大气廓线遥感
—— 云探测
在大气中,不同的高度,云的状态不同,云是全球气候变化研究及天气预报中最不确定的因素之一,云内的宏微观特性(温度、湿度、风场、相态、云滴谱等)变及云的全生命周期监测对气象业务部门及云物理研究十分重要。
监测精密是预报精准和服务精细的基础。新型观测设备,它们既是强对流监测的“颜值担当”,又是我国未来自动化观测中地基遥感监测体系的重要力量。

激光雷达在云探测中应用最多的就是云底高度的监测,在云底高度识别及云相态识别上表现出了优异的性能。

拉曼水汽激光雷达 ——追踪成云致雨过程

图片(监测图谱)

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拉曼水汽激光雷达 
—— 观天象知风雨

利用激光雷达,结合对云层具有较高穿透力的拉曼水汽激光雷达等主动遥感设备,通过多源数据融合技术,对水汽参数实现精细化探测。未来,在强对流观测尤其是中小尺度灾害性天气预报方面,拉曼水汽雷达将发挥重要作用。

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典型测量结果

本次激光雷达观测时间段为:7 月13日20:00~7月14日 5:00,监测时段内城市天气情况为晴天,气温范围在31℃至36℃之间,湿度范围为 58%~70%,风速等级为1至2级,主导风向为东南风,13日城市空气质量等级为优。

雷达监测结果

(图1:水汽混合比图谱及地面温湿度变化趋势图)


测量结果显示:
水汽雷达图谱显示:13日20:00至14日5:00,监测点上空0.6km-1.2km高度持续存在富集水汽层,该水汽层高度呈降低趋势,在该富集水汽层影响下,垂直方向 上污染扩散强度较弱,近地面污染物不易向空中扩散,且不断在近地面累积。上空4-6km高度范围内持续存在水汽层,即精准监测到水汽传输现象。

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拉曼水汽激光雷达

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,利用回波信号反演气溶胶、水汽混合比的垂直廓线。
图片(LKH-01拉曼水汽激光雷达)
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。

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