联合毫米波雷达与激光雷达反演云的物理属性的方法研究

云的物理属性在云－辐射相互作用、人工影响天气、气候变化、数值模式等问题的研究中具有重要意义，毫米波雷达和激光雷达是云探测的重要工具。为了反演云的物理属性，本项目利用中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室研制的8mm多普勒偏振测云雷达和多普勒激光雷达进行联合观测，获取探测云的资料，研究云的物理属性的反演方法。本研究主要包括：（1）、激光雷达和毫米波雷达观测云系的系统误差研究；（2）云底、云顶、厚度、相态等宏观物理属性的反演方法研究，云中粒子大小、液态水含量等微物理属性及垂直廓线的反演方法研究，并分析降水前云底风的演变特征；（3）将反演的云微宏观属性及垂直廓线与云卫星（CloudSat）产品、微波辐射计结果进行对比分析。通过以上研究，探讨利用激光雷达和毫米波雷达反演云物理属性的方法，认识不同类型云的宏微观特征和演变规律。

本项目利用中国气象科学研究院灾害天气国家重点实验室研制的8mm多普勒偏振测云雷达和多普勒激光雷达进行联合观测，获取探测云的资料，研究云的物理属性的反演方法，并与CloudSat卫星上搭载的3 mm波长的云廓线毫米波雷达(CPR)探测结果及飞机观测结果进行对比,并研究了不同云的物理机制。研究结果表明：（1）、利用毫米波雷达和激光雷达探测能力互补的特点，能够反演云底、云顶、厚度等云的宏观物理属性；（2）毫米波雷达具有高空间分辨率，能够清楚的反映云的垂直和水平结构，且清晰地反映云中零度层融化带的垂直特征；（3）将反演的云的微观物理属性及垂直廓线与CPR探测结果和飞机观测结果进行对比分析，毫米波雷达反演得到的云的微物理参数和CloudSat卫星及飞机观测数据具有可比性。将毫米波雷达与激光雷达以及其它遥感手段结合，可以取长补短，对研究各种天气形成的微观物理机制，云物理的发展、气候变化的研究及人工影响天气等工作均有重要的意义。