激光与光电子学进展, 2013, 50 (7): 070102, 网络出版: 2013-07-01   

微脉冲激光雷达和毫米波雷达联合探测卷云微物理特性

Microphysical Properties Observation of Cirrus Based on Micro-Pulse Lidar and Millimeter Wave Radar
作者单位
南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室, 江苏 南京 210044
摘要
卷云具有辐射强迫作用,而卷云的微物理特性是影响辐射强迫的主要参数。对基于微脉冲激光雷达和毫米波雷达联合反演卷云微物理特性的算法进行了研究。该算法首先利用微脉冲激光雷达探测到的卷云回波信号反演出消光系数,然后用该消光系数和毫米波雷达测得的卷云回波信号强度值共同反演出卷云的冰水含量(IWC)和粒子有效尺寸(GES)。使用微脉冲激光雷达数据和毫米波雷达数据对发生在寿县的一次卷云过程进行分析,得出卷云冰水含量分布在10-3~10-1 g/m3,冰晶粒子有效尺寸分布在1~200 μm,与经验值相符,其变化也符合卷云的演变规律,说明了该方法的有效性。
Abstract
Cirrus has the effect of radiative forcing which is influenced by the microphysical properties of cirrus. An algorithm for retrieving the microphysical properties of cirrus based on micro-pulse lidar and millimeter wave radar is presented. In the algorithm, lidar extinction coefficient retrieved from backscatter signal intensity and water equivalent radar reflectivity factor are combined to obtain cirrus-cloud ice water content (IWC) and general effective size (GES). A cirrus case in Shouxian is analyzed using the proposed algorithm and the data from micro-pulse lidar and millimeter wave radar. The results show that the IWC and GES are 10-3~10-1 g/m3 and 1~200 μm, respectively, which are consistent with the empirical values. The changes of IWC and GES with time are in accordance with the evolutions of cirrus. The analysis results imply the feasibility of retrieving microphysical properties of cirrus from micro-pulse lidar and millimeter wave radar data.

王敏, 卜令兵, 高爱臻, 袁静, 黄兴友, 夏俊荣. 微脉冲激光雷达和毫米波雷达联合探测卷云微物理特性[J]. 激光与光电子学进展, 2013, 50(7): 070102. Wang Min, Bu Lingbing, Gao Aizhen, Yuan Jing, Huang Xingyou, Xia Junrong. Microphysical Properties Observation of Cirrus Based on Micro-Pulse Lidar and Millimeter Wave Radar[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2013, 50(7): 070102.

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