星报讯 “朝霞不出门,晚霞行千里。”自古以来,民间就有着看云识天气的习惯。但如何识别得更科学、更准确?如今,科研人员们用“科技慧眼”即可实时探测、识别。近日,由中科院合肥研究院安光所大气光学中心牵头的“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,该项目采用激光雷达、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、全相态探测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。
在气象行业里,从突发强对流天气监测预警、中短期天气预报到中长期的天气气候预测都与水相关要素息息相关,其中,对水相关气象要素观测有迫切需求的主要来自防汛、抗旱气象服务,以及天气气候预报预测。
目前,国内尚无公开发表的针对水循环进行研究的全套、科学的探测手段。为深入研究水循环的作用机理及其对气候生态环境的影响,安光所大气光学中心刘东研究员率领的项目组围绕水相关气象要素开展了一系列研究,并首创提出采用激光雷达、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、全相态探测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。“这三项设备主要解决了气象部门自动观测和精细化观测的难题,水系激光雷达主要解决精细化垂直廓线探测,目前气象部门应用的还是探空气球,不能满足高的时间和空间分辨率的模式的需求;全天空云图仪包括可见光和红外光,能够实现24小时连续观测;而降水天气现象仪主要是精细化探测,不仅仅测量降水强度,还能得到水的形态,是下雨还是冰雹,并对此进行分类。”刘东告诉记者。
目前,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,产品定型、批量生产、销售和应用示范。
在项目完成过程中,项目组突破了多项共性关键技术,提出了水汽激光雷达自标定创新方法,突破了全天空云量自动观测设备中多次高动态曝光合成图像的关键技术;针对气象行业需求,形成了大气水汽-气溶胶激光雷达、全天空云图仪和降水天气气象仪三种产品,制定了企业标准3项,服务了产业发展需求。据悉,项目组将来还计划在精细降水预报、精准气象监测、光伏发电短临预报、机场起降天气预警等方面展开更多的应用研究。