激光雨滴谱仪在山东的布设和初步应用.pdf

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1、20201515年年第31月期山尊乞象第35卷总第141期激光雨滴谱仪在山东的布设和初步应用周黎明，王俊，龚佃利，张洪生，华杰(山东省人民政府人工影响天气办公室，济南250031)摘要：在介绍了激光雨滴谱仪的工作原理、主要技术指标、用途及仪器存在的优缺点等内容基础上，着重介绍了该仪器在山东的总体布设情况和实际应用的主要技术思路。归纳了山东利用获取的激光雨滴谱仪资料开展的一些研究工作和取得的初步成果。根据业务和科研的需求，初步提出了有关激光雨滴谱仪资料需要深入应用和研究的方向。关键词：激光雨滴谱仪；技术指标；工作原理；布设与应用中图分类号：P48文献标识码：B文章编号：1005—05

2、82(2015)01—0018-05测量。近年来，随着光电技术的发展，激光雨滴引言谱仪得到更为广泛的应用，它既可以测量降水粒降水粒子特性代表了云动力过程和微物理过子尺度又能探测降水粒子落速，可较为方便地用程综合作用的结果，是云降水物理和人工影响天于对降水粒子谱的观测研究中。气领域的重要研究内容。反映降水粒子谱的特征山东省人民政府人工影响天气办公室(以下参数主要有降水粒子的直径、组成分布、落速和简称“山东省人影办”)于2009年8月引进布设动能等，其中粒子直径的大小直接决定粒子的质了山东首台激光雨滴谱仪，近几年根据业务和科量和落速，从而决定降水粒子所具有的动能，因研工作的需求，又陆续

3、增购多台，目前主要用于此，对粒子直径的测量是需要解决的首要问题l。人工影响天气作业条件分析和降水微物理特征雨滴谱是反映降水粒子特性的一项重要指标，传研究，并为人工影响天气作业效果检验积累观测统的雨滴谱观测方法主要是利用人工采样的滤资料。纸色斑法，该方法存在取样间隔大、后期处理数1激光雨滴谱仪介绍据繁冗，且人工数据处理存在较大误差等问题[。上世纪90年代初，中国开始逐步使用测量仪器1．1工作原理对雨滴谱进行观测，其中GBPP一100雨滴谱仪是激光雨滴谱仪由激光光学发射源产生一组较为常用的一种测量仪器。该仪器具备连续采稳定平行的红外激光束带，位于激光直线传播路集、直接存储观测数据的功能

4、，但因其取样面积径上的接收器可以测量光强并将其转换成电信过大，由于雨滴变形和重叠会造成所测大雨滴偏号。当有降水粒子穿过测量区域时，通过消光效多，特别是在降水强度较大时，计算出的雨强值应减弱信号，从而导致电压减小。利用测量电压会偏大[31。此外，该型仪器不能对粒子落速进行偏差的振幅计算出粒子尺度，利用测量偏差的持收稿日期：2014．06—18资助项目：公益性行业(气象)科研专项(GYHY201406033)和山东省气象局课题(2013sdqxl9，2012sdqxz07，2012sdqxl2)共同资助作者简介：周黎明(1982一)，女，山东淄博人，硕士，工程师，主要从事云物理研究和人

5、工影响天气工作。·l8·征。在东营市气象局、烟台市气象局内分别布设观测数据均采用GPRS方式传输到山东省气1台Parsivel激光雨滴谱仪，用于对黄河三角洲象局信息中心服务器，实现观测数据统一数据库冰雹谱、半岛冬季冷流降雪粒子谱和沿海地区雨管理和共享。为保障雨滴谱仪的正常运行观测和滴谱进行观测。业务使用，仪器布设完毕之后，设备的运行维护(3)针对不同区域(沿海、平原、山地等环由其所在市气象局负责，通讯传输由山东省气象境)开展雨滴谱观测。为此，在山东半岛火箭增局信息中心负责，数据管理和应用开发由山东省雨雪示范基地(青岛)布设1台THIES激光雨人影办负责，并逐步纳入山东省气象局统一管

6、滴谱仪，用于开展沿海地区降水粒子谱特征观理，实现实时观测资料的数据全省共享。测；在鲁西人工增雨防雹示范基地(聊城)布设2．4观测应用领域1台THIES激光雨滴谱仪，用于开展鲁西平原雨激光雨滴谱仪对瞬时降水强度的实时观测滴谱观测；在泰山气象观测站安装1台THIES能力有利于早期洪水预测预警，对降水粒子谱的激光雨滴谱仪，用于进行高山雨滴谱特征和山区测量能力在人工影响天气作业效果物理检验方短时强降水粒子谱特征观测。面有着很好的应用潜力，对粒子浓度的测量和计(4)配合开展飞机人工增雨作业效果评估试算雷达反射率因子的能力在气象雷达定标及雷验研究。为支持南四湖水系生态重点作业区、泰达Z．I关系

7、计算方面有诸多应用价值。当然，这沂山区水源涵养重点作业区建设，在济宁的汶上些应用还有待于通过资料积累以及与其它资料和兖州、临沂的蒙阴和双堠分别安装1台THIES的对比分析，不断进行深入研究开发。激光雨滴谱仪，主要用于飞机增雨作业效果检验3初步研究应用与未来研究方向和鲁西南、鲁南多降水区域雨滴谱特征的观测分析。3．1初步研究应用(5)与L波段探空、雷达等相结合，开展云近几年，山东省人影办利用获取的激光雨滴系垂直结构和降水形成机制观测研究。为此，在谱仪资料，在业务科研方面