王 婉 雷恒池 聂皓浩 王兆宇 郭晓军

1.天津市人工影响天气办公室，天津，300074

2.中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室，北京，100029

1 引言

水汽在大气中仅占0.1%—3%，却是大气中最活跃的成分，与其他微量气体相比更重要（盛裴轩等，2003）。水汽是大气降水的物质基础（蔡英等，2004），在人工影响天气领域，实时分析作业天气系统的水汽状况及其出现的高度、强度、演变趋势等要素是人工增雨防雹的主要背景条件之一（李大山等，2002）。

大气积分水汽含量（Integrated Water Vapor），指不考虑水汽循环的前提下，单位截面积气柱内垂直累积水汽含量。微波辐射计连续接收大气发射的辐射信号，可弥补常规大气探测时、空分辨率低的局限，在探测大气积分水汽含量上具有一定优势。水汽分子在微波区域有两条吸收谱线，分别位于22.235 GHz 和183.31 GHz 处，当微波频率分别位于这两个吸收谱线附近时，叫作22.235 GHz 吸收带和183.31 GHz 吸收带，与22.235 GHz 吸收带相比，183.31 GHz 是水汽强吸收带，同样气象条件下，后者吸收要比前者强两个多量级（周秀骥，1982）。自20 世纪80年代以来，183.31 GHz 微波辐射计被广泛应用于卫星、飞机和地基平台（Wang J R，et al，1983，1997，1998；Kakar，et al，1984；Cimini，et al，2007，2009；Wang Z E，et al，2012；Bobryshev，et al，2016，2018；王超等，2018；谢振超等，2018；李娇阳等，2019；蒋璐西等，2019；Edel，et al，2019）。21 世纪初，多位学者（Wang J R，et al，2001;Wang J H，et al，2002;Manning，et al，2003）采用183.31 GHz机载和星载微波辐射计观测北极上空的较低大气积分水汽含量。美国大气辐射测量项目（Atmospheric Radiation Measurement Program，简称ARM）曾采用183.31 GHz 地基微波辐射计在阿拉斯加巴罗进行水汽观测，Cadeddu 等（2007）对该项目2005年11月至2006年1月采集的亮温数据进行积分水汽含量反演计算并与常规辐射计（22.235 GHz）反演结果进行对比，在极为干燥环境下，183.31 GHz 辐射计反演的水汽含量低于常规辐射计且与探空计算结果较为吻合，在1—8 mm 的大气积分水汽含量探测区间内其反演误差低于5%。……