超精细分辨率雷达和激光雷达窥探云物理过程

发布时间：2024-11-11 打印

　　云微物理过程，如云滴活化、凝结和碰并增长，在云和降水的演变过程中发挥着核心作用。在数值模式中准确描述这些过程具有挑战性，部分原因是有限的系统观测对这些微过程的了解不全面。大多数基于地面的主动式遥感技术，包括业务云雷达和激光雷达，分辨率都在几十米左右。这种分辨率不足以解析更精细（米和亚米）尺度上的云微物理过程。

　　为了弥补这一观测空白，美国能源部布鲁克海文国家实验室与纽约州立大学石溪分校等机构开发了一套新的超高分辨率地面雷达和激光雷达系统。新开发的94 GHz云雷达采用大带宽和二次相位编码技术，测距分辨率低至2.8米，比典型雷达的分辨率高10倍。激光雷达采用了时间门控、时间相关单光子计数技术，测距分辨率可达10厘米，比一般激光雷达精细100倍。这种高分辨率观测以前只能通过飞机现场测量来实现。即便如此，飞机测量也无法像地面遥感仪器那样进行连续的长期云观测。在这项研究中，新型雷达和激光雷达系统的首次薄云观测结果表明，传统传感器只能感知到云的大体结构，而新型雷达和激光雷达系统却能揭示云的细节结构，从而为研究云的微物理过程及其对天气和气候的影响提供了新的途径。相关成果以Peering into cloud physics using ultra-fine resolution radar and lidar systems为题发表在Bulletin of the American Meteorological Society期刊上。

(本篇来源：《气象科技前沿》2024年第3期)

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