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研究进展

部分状粒子处理方法及其对机载云降水粒子成像仪所测云微物理参数的影响

发表日期:2018-12-10来源:放大 缩小

   

    云是由空气和水凝物粒子构成的悬浮在大气中的可见聚合体,它覆盖着地球上空50%以上的面积,是影响气候变化的重要因子,在地气辐射收支中起着重要的调节作用,但在目前的全球气候变化研究中,最不确定的是云过程。云的微物理特征是描述云过程的重要方面,对气候研究、数值模式中的云参数化方案和大气遥感中云辐射特征的确定有十分重要的作用。

    机载云降水粒子成像仪是云降水微物理参量测量的主要机载测量设备之一。目前我国从国家气象局人影中心到各省气象局人影办的增雨探测作业飞机中均装载有该类型仪器,用于云降水物理与人工影响天气作业的探测研究。从飞机探测的数据来看,该类型仪器所测量到的粒子图像中包含有大量的部分状粒子图像,即粒子仅有一部分进入仪器采样区而被仪器测量到,对这部分粒子处理的方法合适与否将会对仪器所探测到的云微物理参量数值带来很大的影响,但目前仍缺少一个能相对合理有效处理该类粒子的方法。

    针对部分状粒子处理方法上的缺陷,中国科学院大气物理研究所的黄敏松博士和雷恒池研究员在对部分状粒子重新定义的基础上,基于现有机载云降水粒子成像仪所测冰晶粒子形状的分类方法,将该仪器所测的部分状粒子形状分为球形对称状粒子和非球形对称状粒子,即针柱状粒子;通过结合粒子形状识别技术和“粒径重构”以及“中心在内”方法,提出了一个新的部分状粒子处理方法。利用该新方法对太原地区两次降水性层状云中所测的部分航段数据进行处理以获取云中粒子谱、粒子数浓度和冰水含量等云微物理参量,并与原有三种方法处理结果进行对比,发现新方法与“粒径重构”方法处理结果比较一致,能够较好地克服“整体在内”与“中心在内”两种方法存在的缺陷;但在针柱状粒子占比较多情形下,本文所提方法要比“粒径重构”方法处理后的结果更加合理。

    该研究已于201812月被《物理学报》出版。

   

    参考文献:

    黄敏松,雷恒池,2018:部分状粒子处理方法及其对云微物理参数测量的影响,物理学报, 67, 249202DOI: 10.7498/aps.67.20181412

    下载链接:http://wulixb.iphy.ac.cn/CN/abstract/abstract73324.shtml

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