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研究揭示風云及葵花衛星與地基雷達對云頂高度測量的差異

云是研究天氣和氣候變化的關鍵要素，是地-氣系統輻射能量收支的重要調節器。云層高度、粒子濃度等物理參數共同作用并決定云的輻射強迫效應，它們的準確測量對精確估算地區或全球云的輻射效應至關重要。衛星和地基雷達是探測云頂高度的重要手段，但由于探測原理、反演方法等的不同，彼此之間存在差異。
中國科學院大氣物理研究所碩士生劉博在副研究員霍娟副、中科院院士呂達仁的共同指導下，利用西藏羊八井和北京的地基毫米波雷達數據，與我國新一代靜止氣象衛星FY-4A和日本Himawari-8測量的云頂高度數據開展了定量對比研究。
結果表明，雷達與FY-4A和Himawari-8之間的高度差異在羊八井分別為0.06km和-0.02km；在北京則分別為0.93km和0.99km，衛星明顯低估；高薄云的衛星和地基探測差異最顯著。分析發現，對于高云、地基和衛星之間的測量差異隨地表溫度升高而逐漸增大，表明地表溫度差異對衛星確定云頂高的反演影響可能是導致北京和羊八井（海拔4300m）兩地差異的重要原因。研究發現，羊八井地區Himawari-8在夜間的云頂高度漏測率高于FY-4A，盡管二者使用不同的反演算法，但綜合統計結果表明二者之間差異很小。上述研究成果定量地給出了衛星和地基雷達測量云頂高度的差異，尤其是在青藏高原的對比工作尚屬首次，為云頂高度數據的科學應用提供了依據和參考。
相關成果在線發表在Advances in Atmospheric Sciences上。研究工作得到國家自然科學基金的資助。羊八井云雷達是基金委重大科學儀器項目APSOS系統中的一項觀測儀器。
【研究揭示風云及葵花衛星與地基雷達對云頂高度測量的差異】研究揭示風云及葵花衛星與地基雷達對云頂高度測量的差異
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圖1.羊八井的雪山和云
研究揭示風云及葵花衛星與地基雷達對云頂高度測量的差異
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圖2.羊八井的雪山和云
研究揭示風云及葵花衛星與地基雷達對云頂高度測量的差異
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圖3.FY-4A和Himawari-8衛星與羊八井和北京兩地的雷達對云頂高度的探測示意圖
研究揭示風云及葵花衛星與地基雷達對云頂高度測量的差異
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圖4.FY-4A和Himawari-8衛星與羊八井和北京兩地的雷達對云頂高度的探測示意圖以及對比結果展示
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圖5.西藏羊八井APSOS系統全景
來源：中國科學院大氣物理研究所
來源:中科院之聲

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