[發(fā)明專利]基于氣溶膠特性和成云機(jī)制提高天氣預(yù)報準(zhǔn)確性的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710680909.X
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107505630B
• 公開（公告）日: 2020-11-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周筠珺;趙鵬國
• 申請（專利權(quán)）人: 成都信息工程大學(xué)
• 主分類號: G01S17/95
• 分類號: G01S17/95;G01N21/31
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11246
• 代理人: 夏艷

1.一種基于氣溶膠理化特性和成云機(jī)制提高天氣預(yù)報準(zhǔn)確性的方法，其特征在于，所述基于氣溶膠理化特性和成云機(jī)制提高天氣預(yù)報準(zhǔn)確性的方法包括：

第一步，對地面氣溶膠理化特性連續(xù)觀測，獲取氣溶膠尺度和濃度、云凝結(jié)核和云滴譜的物理特性和化學(xué)組分在不同時間尺度及空間尺度上的分布特征；

第二步，結(jié)合激光雷達(dá)、CALIPSO和CLOUDSAT衛(wèi)星資料分析氣溶膠濃度和尺度、暖云內(nèi)云滴粒子和液態(tài)水含量于大氣邊界層內(nèi)及自由大氣中的垂直分布特征：

第三步，通過飛機(jī)觀測，分析不同污染程度地區(qū)的氣溶膠數(shù)濃度譜、CCN濃度和暖云內(nèi)大小云滴譜和液態(tài)水含量垂直分布特征以及大小降水粒子特征；

第四步，給出不同污染背景下、不同季節(jié)以及不同的天氣背景下，氣溶膠-CCN-云滴的參數(shù)化關(guān)系式，建立不同垂直高度上的CCN-云滴之間參數(shù)化關(guān)系。

2.如權(quán)利要求1所述的基于氣溶膠理化特性和成云機(jī)制提高天氣預(yù)報準(zhǔn)確性的方法，其特征在于，第四步具體包括：

步驟一，利用在不同污染背景、不同季節(jié)和不同天氣條件下觀測的氣溶膠膜采樣進(jìn)行化學(xué)組分分析，根據(jù)氣溶膠的化學(xué)組分，估算出氣溶膠粒子的吸濕參數(shù)；

步驟二，利用飛機(jī)觀測到的不同高度的氣溶膠譜以及估算出的吸濕參數(shù)和寇拉方程，經(jīng)N＝C×S^K估算出氣溶膠能夠作為CCN的數(shù)濃度，同時與飛機(jī)觀測到的不同高度的CCN數(shù)濃度進(jìn)行對比，找出盆地不同高度上CCN數(shù)濃度占?xì)馊苣z數(shù)濃度的比例；

步驟三，選取不同層結(jié)的條件下，分別分析白天和夜間不同高度層上氣溶膠與CCN的關(guān)系；

步驟四，利用吸濕參數(shù)以及過飽和度下的CCN數(shù)濃度，通過函數(shù)擬合給出不同污染背景、不同季節(jié)和不同天氣條件下的CCN活化譜，確定N＝C×S^K的參數(shù)化關(guān)系。

3.如權(quán)利要求2所述的基于氣溶膠理化特性和成云機(jī)制提高天氣預(yù)報準(zhǔn)確性的方法，其特征在于，所述步驟一中氣溶膠粒子的吸濕參數(shù)：其中r₀為氣溶膠吸濕前的尺度，k為吸濕后增長的倍數(shù)。

4.如權(quán)利要求2所述的基于氣溶膠理化特性和成云機(jī)制提高天氣預(yù)報準(zhǔn)確性的方法，其特征在于，所述步驟二中寇拉方程：左側(cè)為水汽過飽和度，右側(cè)第一項為曲率項，右側(cè)第二項為溶液濃度項。

5.如權(quán)利要求2所述的基于氣溶膠理化特性和成云機(jī)制提高天氣預(yù)報準(zhǔn)確性的方法，其特征在于，所述步驟三中暖云內(nèi)云滴粒子譜分布：f(D)＝N₀D^μe^-λD，其中D為云粒子直徑，N₀為截距，μ為譜型參數(shù)，λ為斜率。

6.如權(quán)利要求2所述的基于氣溶膠理化特性和成云機(jī)制提高天氣預(yù)報準(zhǔn)確性的方法，其特征在于，所述步驟四中確定不同高度CCN與云滴之間的關(guān)系時，利用觀測的CCN數(shù)濃度和云滴數(shù)濃度，給出不同高度CCN與云滴之間的關(guān)系，具體是N＝C×S^K，其中參數(shù)C和k通過觀測擬合得到。