在氣象科研領(lǐng)域,每一次新發(fā)現(xiàn)都推動(dòng)著我們對(duì)大自然的認(rèn)知向前邁進(jìn)。近日,南京信息工程大學(xué)大氣物理學(xué)院云降水物理與人工影響天氣團(tuán)隊(duì)在遙感技術(shù)領(lǐng)域取得新突破,在國(guó)際知名期刊《Remote Sensing》上成功發(fā)表了標(biāo)題為《利用毫米波雷達(dá)和微波輻射計(jì)探測(cè)和反演中國(guó)東北地區(qū)層積云中的過冷水》論文。研究團(tuán)隊(duì)利用圖里河氣象站的觀測(cè)數(shù)據(jù),結(jié)合毫米波雷達(dá)和微波輻射計(jì)相關(guān)數(shù)據(jù),對(duì)春季大興安嶺地區(qū)的層積云進(jìn)行了深入探測(cè)和分析,成功識(shí)別并檢索了云中的過冷水,引起了廣泛關(guān)注。
研究難題:探尋層積云中的過冷水
混合相云中的過冷水,在降水形成、大氣輻射、人工影響天氣以及飛行安全等方面都有著重要影響。然而,識(shí)別混合相云中的過冷水一直是大氣探測(cè)研究中的難題。中國(guó)東北地區(qū)的大興安嶺,作為國(guó)家生態(tài)屏障,其春季降水少,森林火災(zāi)隱患大,人工增雨成為滅火的重要手段,而云中過冷水含量直接影響著人工影響天氣的效果。但此前,該地區(qū)云中過冷水的研究十分匱乏。南京信息工程大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)肩負(fù)使命,決心攻克這一難題,為相關(guān)研究和應(yīng)用提供關(guān)鍵支撐。
研究團(tuán)隊(duì)利用Ka波段毫米波雷達(dá)和SMR-100微波輻射計(jì)的數(shù)據(jù),結(jié)合探空資料,對(duì)兩個(gè)春季層積云個(gè)例進(jìn)行了過冷水探測(cè)和參數(shù)反演。結(jié)果表明,該地區(qū)的春季層積云中過冷水分布廣泛,液態(tài)水含量(LWC)約為0.1±0.05g/m3,粒子尺寸不超過10μm。此外,研究還發(fā)現(xiàn)上升氣流對(duì)過冷水的影響顯著,兩者在時(shí)空變化趨勢(shì)上具有良好的一致性。
秘密武器:SMR-100大顯身手
此次攻堅(jiān)任務(wù)中,SMR-100微波輻射計(jì)成為了團(tuán)隊(duì)的得力助手。它安裝在圖里河鎮(zhèn)氣象站,這里獨(dú)特的地理環(huán)境為研究提供了豐富的樣本,但也對(duì)監(jiān)測(cè)設(shè)備提出了嚴(yán)苛的要求。SMR-100憑借自身強(qiáng)大的性能,出色地完成了任務(wù)。
從數(shù)據(jù)探測(cè)能力來看,它的工作頻率覆蓋22-31GHz的K波段以及51-58GHz的V波段。這使得它不僅能夠精準(zhǔn)測(cè)量近地表的溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)速和風(fēng)向,還能探測(cè)高海拔處的云底高度和云底溫度。特別是通過先進(jìn)的反演技術(shù),它可以獲取從地表到10km高度的溫度、水汽密度、濕度以及液態(tài)水含量等關(guān)鍵數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)就像一把把鑰匙,為研究團(tuán)隊(duì)打開了探索層積云中過冷水奧秘的大門。
在研究過程中,團(tuán)隊(duì)將SMR-100獲取的數(shù)據(jù)與毫米波雷達(dá)數(shù)據(jù)相結(jié)合。SMR-100提供的高精度數(shù)據(jù),為算法的優(yōu)化和驗(yàn)證提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。團(tuán)隊(duì)通過對(duì)這些數(shù)據(jù)的深入分析,成功提出了新的過冷水識(shí)別算法,并對(duì)兩個(gè)春季層積云案例進(jìn)行了詳細(xì)分析,揭示了過冷水在層積云中的分布特征和變化規(guī)律。
成果顯著:開啟氣象研究新篇章
研究發(fā)現(xiàn),大興安嶺地區(qū)春季層積云中過冷水分布廣泛,其液態(tài)水含量、粒子尺寸等都有了明確的測(cè)量數(shù)據(jù)。同時(shí),團(tuán)隊(duì)還深入研究了上升氣流對(duì)過冷水的影響,發(fā)現(xiàn)二者之間存在著緊密的聯(lián)系。
通過對(duì)比微波輻射計(jì)和云雷達(dá)反演的液態(tài)水路徑,進(jìn)一步驗(yàn)證了研究成果的可靠性。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于研究云微物理過程、提高天氣預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性以及優(yōu)化人工影響天氣作業(yè)都有著重要的意義。
此次論文的成功發(fā)表,是研究團(tuán)隊(duì)智慧的結(jié)晶,也是SMR-100微波輻射計(jì)性能的有力證明。它標(biāo)志著在氣象研究領(lǐng)域,我們又向前邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。未來,淺海科技將繼續(xù)秉持創(chuàng)新精神,不斷優(yōu)化和升級(jí)產(chǎn)品,為更多科研項(xiàng)目提供技術(shù)支持,助力氣象科研事業(yè)蓬勃發(fā)展。也期待科研工作者借助氣象智能設(shè)備,探索更多氣象奧秘,為人類的生產(chǎn)生活帶來更多福祉。