【推荐】水相关气象要素探测设备通过验收实现精准数据融合

近日，由安光所大气光学中心牵头的中科院科技服务网络计划（STS计划）“水相关气象要素探测设备工程化研发和产业化”项目在合肥通过验收。

气象观测是气象工作和大气科学发展的基础。除了为天气预报提供日常资料外，为农业、林业、工业、交通、军事、水文、医疗卫生和环境保护等部门进行规划、设计和研究，提供重要的数据。采用大气遥感探测和高速通信传输技术组成的灾害性天气监测网，已经能够十分及时地直接向用户发布龙卷、强风暴和台风等灾害性天气警报。大气探测技术的发展为减轻或避免自然灾害造成的损失提供了条件。

“云腾致雨，露结为霜。”在全球大气中，与水相关的气象要素对大气气候变迁有着至关重要的影响。为了科学的探索大气中水相关气象要素相互间转化、循环的过程，项目组提出采用激光雷达、全天空云图仪和降水天气现象仪来分别探测大气水汽廓线、云和降水，获得高时间分辨、全相态和昼夜连续的水相关气象要素，为气象站点提供一体化的探测设备。

什么是水相关的气象？

表明大气物理状态、物理现象的各项要素。主要有：气温、气压、风、湿度、云、降水以及各种天气现象。大气中水汽量多少的物理量称大气湿度。大气湿度状况与云、雾、降水等关系密切。大气湿度常用下述物理量表示：

1.水汽压和饱和水汽压：大气压力是大气中各种气体压力的总和。

2.相对湿度：空气中的实际水汽压与同温度下的饱和水汽压的比值。测量湿度的仪器种类很多，有干湿球温度表、毛发湿度表、毛发湿度计、通风干湿表、手摇干湿表等。

3.饱和差：在一定温度下，饱和水汽压与实际空气中水汽压之差称饱和差（d）。即d=E-e， d 表示实际空气距离饱和的程度。在研究水面蒸发时常用到 d，它能反映水分子的蒸发能力

4.比湿：在一团湿空气中，水汽的质量与该团空气总质量（水汽质量加上干空气质量）的比值。

5.水汽混合比：一团湿空气中，水汽质量与干空气质量的比值称水汽混合比。

6.露点：在空气中水汽含量不变，气压一定下，使空气冷却达到饱和时的温度

7.降水：指从云中降落的液态水和固态水，如雨、雪、冰雹等。在高纬度地区冬季降雪多，还需测量雪深和雪压。

什么是气象探测设备？

泛指一系列用于探测空气水文地质动态或静态气象变化的软硬件设备及设施。有时气象探测设备会和其他目的的设备集合成功能复合的设备。测量地面要素的仪器并投入实际应用，如液体玻璃温度表、水银气压表、雨量器、毛发湿度表、风杯风速计等等，使大气探测进入到定量器测的阶段。气象观测站网的建立和连续观测资料的取得。

大气遥感仪器有专门在云雨测量雷达，各类遥感设备如激光雷达、风廓线仪、微波辐射仪等。美国、前苏联、中国、日本等国陆续发射的一系列气象探测卫星，大大提高了现代大气探测的水平。

与会评审专家一致同意通过验收

副主任刘东研究员带领的项目组已完成了大气水汽-气溶胶激光雷达、全天空云图仪和降水天气现象仪的工程化攻关，水汽廓线激光雷达设备采用了大气气溶胶的同步探测和大气透过率的实时修正技术，提高了大气水汽混合比反演精度；发明的水汽激光雷达自标定方法，摆脱了对探空气球的依赖。全天空云图仪设备则利用白天可见光和夜晚红外波段联合探测，实现了昼夜连续观测；多次高动态曝光图片合成技术，减少了运动部件；卷积神经网络云图分割算法，天空云量数据产品可靠。

动捕

全身动作捕捉系统

动作捕捉服务

相关内容