近日，由安光所大氣光學(xué)中心牽頭的中科院科技服務(wù)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃（STS計(jì)劃）“水相關(guān)氣象要素探測(cè)設(shè)備工程化研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目在合肥通過(guò)驗(yàn)收。

　　氣象觀測(cè)是氣象工作和大氣科學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。除了為天氣預(yù)報(bào)提供日常資料外，為農(nóng)業(yè)、林業(yè)、工業(yè)、交通、軍事、水文、醫(yī)療衛(wèi)生和環(huán)境保護(hù)等部門進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)和研究，提供重要的數(shù)據(jù)。采用大氣遙感探測(cè)和高速通信傳輸技術(shù)組成的災(zāi)害性天氣監(jiān)測(cè)網(wǎng)，已經(jīng)能夠十分及時(shí)地直接向用戶發(fā)布龍卷、強(qiáng)風(fēng)暴和臺(tái)風(fēng)等災(zāi)害性天氣警報(bào)。大氣探測(cè)技術(shù)的發(fā)展為減輕或避免自然災(zāi)害造成的損失提供了條件。

　　“云騰致雨，露結(jié)為霜。”在全球大氣中，與水相關(guān)的氣象要素對(duì)大氣氣候變遷有著至關(guān)重要的影響。為了科學(xué)的探索大氣中水相關(guān)氣象要素相互間轉(zhuǎn)化、循環(huán)的過(guò)程，項(xiàng)目組提出采用激光雷達(dá)、全天空云圖儀和降水天氣現(xiàn)象儀來(lái)分別探測(cè)大氣水汽廓線、云和降水，獲得高時(shí)間分辨、全相態(tài)和晝夜連續(xù)的水相關(guān)氣象要素，為氣象站點(diǎn)提供一體化的探測(cè)設(shè)備。

　　什么是水相關(guān)的氣象？

　　表明大氣物理狀態(tài)、物理現(xiàn)象的各項(xiàng)要素。主要有：氣溫、氣壓、風(fēng)、濕度、云、降水以及各種天氣現(xiàn)象。大氣中水汽量多少的物理量稱大氣濕度。大氣濕度狀況與云、霧、降水等關(guān)系密切。大氣濕度常用下述物理量表示：

　　1.水汽壓和飽和水汽壓：大氣壓力是大氣中各種氣體壓力的總和。

　　2.相對(duì)濕度：空氣中的實(shí)際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓的比值。測(cè)量濕度的儀器種類很多，有干濕球溫度表、毛發(fā)濕度表、毛發(fā)濕度計(jì)、通風(fēng)干濕表、手搖干濕表等。

　　3.飽和差：在一定溫度下，飽和水汽壓與實(shí)際空氣中水汽壓之差稱飽和差（d）。即d=E-e， d 表示實(shí)際空氣距離飽和的程度。在研究水面蒸發(fā)時(shí)常用到 d，它能反映水分子的蒸發(fā)能力

　　4.比濕：在一團(tuán)濕空氣中，水汽的質(zhì)量與該團(tuán)空氣總質(zhì)量（水汽質(zhì)量加上干空氣質(zhì)量）的比值。

　　5.水汽混合比：一團(tuán)濕空氣中，水汽質(zhì)量與干空氣質(zhì)量的比值稱水汽混合比。

　　6.露點(diǎn)：在空氣中水汽含量不變，氣壓一定下，使空氣冷卻達(dá)到飽和時(shí)的溫度

　　7.降水：指從云中降落的液態(tài)水和固態(tài)水，如雨、雪、冰雹等。在高緯度地區(qū)冬季降雪多，還需測(cè)量雪深和雪壓。

　　什么是氣象探測(cè)設(shè)備？

　　泛指一系列用于探測(cè)空氣水文地質(zhì)動(dòng)態(tài)或靜態(tài)氣象變化的軟硬件設(shè)備及設(shè)施。有時(shí)氣象探測(cè)設(shè)備會(huì)和其他目的的設(shè)備集合成功能復(fù)合的設(shè)備。測(cè)量地面要素的儀器并投入實(shí)際應(yīng)用，如液體玻璃溫度表、水銀氣壓表、雨量器、毛發(fā)濕度表、風(fēng)杯風(fēng)速計(jì)等等，使大氣探測(cè)進(jìn)入到定量器測(cè)的階段。氣象觀測(cè)站網(wǎng)的建立和連續(xù)觀測(cè)資料的取得。

　　大氣遙感儀器有專門在云雨測(cè)量雷達(dá)，各類遙感設(shè)備如激光雷達(dá)、風(fēng)廓線儀、微波輻射儀等。美國(guó)、前蘇聯(lián)、中國(guó)、日本等國(guó)陸續(xù)發(fā)射的一系列氣象探測(cè)衛(wèi)星，大大提高了現(xiàn)代大氣探測(cè)的水平。

　　與會(huì)評(píng)審專家一致同意通過(guò)驗(yàn)收

　　副主任劉東研究員帶領(lǐng)的項(xiàng)目組已完成了大氣水汽-氣溶膠激光雷達(dá)、全天空云圖儀和降水天氣現(xiàn)象儀的工程化攻關(guān)，水汽廓線激光雷達(dá)設(shè)備采用了大氣氣溶膠的同步探測(cè)和大氣透過(guò)率的實(shí)時(shí)修正技術(shù)，提高了大氣水汽混合比反演精度；發(fā)明的水汽激光雷達(dá)自標(biāo)定方法，擺脫了對(duì)探空氣球的依賴。全天空云圖儀設(shè)備則利用白天可見光和夜晚紅外波段聯(lián)合探測(cè)，實(shí)現(xiàn)了晝夜連續(xù)觀測(cè)；多次高動(dòng)態(tài)曝光圖片合成技術(shù)，減少了運(yùn)動(dòng)部件；卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)云圖分割算法，天空云量數(shù)據(jù)產(chǎn)品可靠。