洋面云液态水的星载被动微波仪器遥感反演研究进展
2021-05-21傅云飞
傅云飞
(中国科学技术大学地球和空间科学学院,合肥230026)
关键字:被动微波;洋面云液态水;辐射传输方程;反演算法
引 言
云中液态水(液态水含量LWC,Liquid Water Con⁃tent,单位:kg·m-3)或液态水路径(LWP,Liquid Water Path,单位:kg·m-2),本文统称为云液态水(Cloud Liq⁃uid Water),是云水的一部分,和云中冰水一起构成云的总水含量,它是地球水循环和地气辐射收支研究的具体参量(Stephens and Greenwald,1991),如低云(理解为水云)量的增加可抵消一部分温室效应(Ramanathan et al.,2001)。云液态水通常位于云中零度层高度以下,它可以直接转换成雨水(如暖云降水)。由于云中存在气流上升和下沉运动(特别是对流云),云液态水能到达云体上部低于零度的部位,与冰粒子进行混合(冰粒子也可下沉至零度层高度以下与水云粒子混合)。实际上,伴随着上升或下沉运动,云中零度层高度是个相对位置(不同于相对稳定高度的环境温度零度层)。因此,云液态水随高度的变化是一个非常重要的概念。从云物理学角度看,云液态水含量涉及水汽凝结成液滴过程的潜热释放,云液态水垂直分布在很大程度上可以表征云中部分潜热的分布;从数值天气预报角度看,观测和反演的云液态水数据,可以为模式云过程数值模拟提供参数化的依据或检验的标准;从人工影响天气角度看,云液态水分布关系到人工作业的位置和作业效果。
云漂浮在大气中,并在天气系统控制下随气流运动,因此云液态水直接测量方法有限,无外乎气球系仪器入云取样(Price et al.,1998;Siebert et al.,2003)、飞机入云采样(雷恒池等,2003;……
