l 现有工作基础:
目前,在原有激光雷达基础上,已组装一台同时测量大气气溶胶、温度、水汽和风场的气象参数廓线测量激光雷达样机一台,并处以调试和测试阶段。目前,已经实现昼夜10km高度范围内大气气溶胶和云层的结构测量和光学特性廓线测量,夜晚5km高度内大气温度和水汽廓线测量。升级激光器光源和后及接收单元后,将实现大气风场和白天温度和水汽高精度廓线测量。
l 预期经济和社会效益:
当前全球的高空站点已经超过1000个,而中国大陆站点为120个。本装备的应用目标定位便是弥补当前高空站点采用无线电探空仪存在的时间精度差(一天08点和20点两次测量)、空间分辨率不足(50m至1000m不等)、测量路径不确定(受风场影响)和自动化程度不高(需人工操作)等缺点,提供实时连续气象参数廓线高精度测量数据。依据单台300万-500万元计算,前期装备10%国内站点,其产值3600万-6000万元,毛利在1200万-2000万元左右,因此具有很好的经济效益。
配备本装备的高空站点,可显著提高对于大气温度、水汽和风场气象参数,以及大气气溶胶和云的观测频次和观测质量,进一步强化短时临近灾害监测、气象预报预测预警业务和长期气候趋势研究等方面的业务能力,具有重要的社会效益。
l 必要性及需求分析:
地球大气是人类赖以生存的最基本要素之一,是气候气象和环境变化的重要场所。作为最基本的大气参数,大气温度、水汽和风场的高垂直分辨率和高精度测量一直是地球大气探测的重点和难点,也是关系气象预报、气候模式、大气污染预警和控制的重要输入参数。
当前,实现地基气象参数廓线探测的主要手段包括:无线电探空仪、微波辐射计、风廓线雷达和激光雷达。比较而言,激光雷达作为一种主动遥测设备,是唯一能够同时实现对大气温度、水汽和风场的高精度廓线测量,以及大气气溶胶和云层光学特性廓线测量的观测手段,并且在时间和空间测量分辨率,自动连续观测能力和测量路径唯一性方面具有显著优势。因此,气象参数廓线测量激光雷达设备将成为未来地基气象参数高精度廓线测量的重要观测仪器,具有很好的市场需求和应用前景。