李仕春,黄祖鑫,石东东,辛文辉,2,宋跃辉,2,高飞,2,华灯鑫

(1西安理工大学机械与精密仪器工程学院,陕西 西安 710048;2西安理工大学现代装备绿色制造协同创新中心,陕西 西安 710048)

0 引言

云的辐射效应显著影响地气辐射收支平衡,所以云是研究大气系统和气候变化的重要因素之一[1]。在云物理学研究中,通常描述云物理特征的参数包含云底高、云顶高、云厚、云外形、云量、云空间尺度、云寿命史、云温度场、云气流场、云含水量等宏观参数,以及云粒子相态、谱分布、形状特征、光学厚度、消光后向散射比、云粒子谱分布函数等微观参数[2]。人工影响天气是大气科学研究的重要方向,其主要目的是减轻或避免气象灾害的出现和范围,而云特性探测是人工影响天气领域的关键技术之一,特别是过冷云存在与否及其空间尺度是人工增雨作业的必要条件[3],所以过冷云分布及其含水量是云物理学研究和人工增雨作业中极为重要的云物理特征。同时,过冷云也是对流层中航空飞行器的严重威胁,极易引起飞航事故[4],是航空领域需要考虑的重要因素。因此,过冷云空间分布的实时探测技术,具有极为重要的研究意义和价值。

云参数测量主要有图像测量法和光学计数法,多采用机载在线测量技术,需要测量飞机直接进入云系中进行测量。美国基于光学方法最早研制了机载粒子测量系统(PMS)[5],可自动连续测量不同尺度的粒子数密度,并用于云微观物理特性测量。……