近日，由安光所大氣光學中心牽頭的中科院科技服務網絡計劃（sts計劃）“水相關氣象要素探測設備工程化研發和產業化”項目在合肥通過驗收。

氣象觀測是氣象工作和大氣科學發展的基礎。除了為天氣預報提供日常資料外，為農業、林業、工業、交通、軍事、水文、醫療衛生和環境保護等部門進行規劃、設計和研究，提供重要的數據。采用大氣遙感探測和高速通信傳輸技術組成的災害性天氣監測網，已經能夠十分及時地直接向用戶發布龍卷、強風暴和臺風等災害性天氣警報。大氣探測技術的發展為減輕或避免自然災害造成的損失提供了條件。

“云騰致雨，露結為霜?！痹谌虼髿庵?，與水相關的氣象要素對大氣氣候變遷有著至關重要的影響。為了科學的探索大氣中水相關氣象要素相互間轉化、循環的過程，項目組提出采用激光雷達、全天空云圖儀和降水天氣現象儀來分別探測大氣水汽廓線、云和降水，獲得高時間分辨、全相態和晝夜連續的水相關氣象要素，為氣象站點提供一體化的探測設備。

什么是水相關的氣象？

表明大氣物理狀態、物理現象的各項要素。主要有：氣溫、氣壓、風、濕度、云、降水以及各種天氣現象。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.相對濕度：空氣中的實際水汽壓與同溫度下的飽和水汽壓的比值。測量濕度的儀器種類很多，有干濕球溫度表、毛發濕度表、毛發濕度計、通風干濕表、手搖干濕表等。

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

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

5.水汽混合比：一團濕空氣中，水汽質量與干空氣質量的比值稱水汽混合比。

6.露點：在空氣中水汽含量不變，氣壓一定下，使空氣冷卻達到飽和時的溫度

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

什么是氣象探測設備？

泛指一系列用于探測空氣水文地質動態或靜態氣象變化的軟硬件設備及設施。有時氣象探測設備會和其他目的的設備集合成功能復合的設備。測量地面要素的儀器并投入實際應用，如液體玻璃溫度表、水銀氣壓表、雨量器、毛發濕度表、風杯風速計等等，使大氣探測進入到定量器測的階段。氣象觀測站網的建立和連續觀測資料的取得。

大氣遙感儀器有專門在云雨測量雷達，各類遙感設備如激光雷達、風廓線儀、微波輻射儀等。美國、前蘇聯、中國、日本等國陸續發射的一系列氣象探測衛星，大大提高了現代大氣探測的水平。

與會評審專家一致同意通過驗收

副主任劉東研究員帶領的項目組已完成了大氣水汽-氣溶膠激光雷達、全天空云圖儀和降水天氣現象儀的工程化攻關，水汽廓線激光雷達設備采用了大氣氣溶膠的同步探測和大氣透過率的實時修正技術，提高了大氣水汽混合比反演精度；發明的水汽激光雷達自標定方法，擺脫了對探空氣球的依賴。全天空云圖儀設備則利用白天可見光和夜晚紅外波段聯合探測，實現了晝夜連續觀測；多次高動態曝光圖片合成技術，減少了運動部件；卷積神經網絡云圖分割算法，天空云量數據產品可靠。

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