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地基微波辐射计是一种应用大气遥感技术的新型气象观测仪器,它的优点是可以连续的观测大气温度、湿度及水汽的垂直结构,研究人员从而可以获取高时空分辨率的探测数据,弥补了常规探空资料因定时观测时间间隔长造成资料不连续的缺点,也为我们研究水汽提供一种新型的探测分析手段。大气水汽含量是大气水循环中非常重要的气象参数,也是气象学界一直关注的重要问题之一。水汽量的大小、演变和输送特征是导致新疆大降水的主要因素之一。利用微波辐射计可以清楚的了解到强降水天气发生前的水汽实时变化的特征,通过连续24时监测水汽变化,为精细化天气预报和短时临近预报提供了可靠的技术支撑手段。 本文选取了伊宁市2012年3月——2013年2月期间的微波辐射计观测数据及与其对应的探空资料进行相关分析,对比了两组数据的差异,初步探讨了数据差异的原因,重点研究了大气水汽含量和液态水含量的垂直分布特征,并分析了降水天气前后水汽和液态水的变化规律,得出了降水过程中水汽的变化的关系阈值。结果表明: 1、微波辐射计与探空资料在温度、水汽含量上具有很好的相关性,整年温度的相关系数为0.99,水汽含量相关系数为0.87,相对湿度的相关系数为0.62,均达到0.01显著性水平检验,而相对湿度相关性较差。通过廓线对比发现,大于1700m高度时,微波辐射计的温度值低于探空的温度值,但在大于2000m高度时,微波辐射计的相对湿度值和水汽含量值均高于探空值。两设备探测值出现的最大差异范围在3000m~5000m之间。两种探测方法存在系统误差,它们之间的偏差在不同高度、不同季节表现不同。微波辐射计和探空探测的四季的温度相关系数都在0.98以上。除了夏季水汽含量的相关系数在0.9以上,春季、秋季和冬季的相关系数均在0.85左右。除了夏季湿度相关系数低于0.5,春、秋、冬三季湿度相关系数都在0.6以上。 2、利用MP-3000A型地基微波辐射计的观测资料分析四季降水案例,可以发现整个大气层的可降水量(PWV)与总液态水含量(VIL)在降水过程中有着非常好的对应关系,且变化趋势一致。将水汽和液态水进行回归方程模拟后,得出的模型反应结果良好,相关系数均大于0.9。水汽变化与降水有着非常紧密的联系。在降水前6h内水汽含量会出现缓慢增加的过程,这也是水汽输送的过程。在降水前1h,水汽含量会出现急剧增加,增量在8.0mm~10.0mm之间。液态水含量则是在降水前6h内基本保持在一个低值水平且变化较微小,在降水发生前的1h内迅速增加,增量在2.0mm~6.5mm。除了相对湿度,温度、水汽密度和液态水密度在降水过程中变化都是显著的。在临近降水前一小时,各高度层的温度时急剧上升,与大气可降水量有很好的响应,水汽密度和液态水密度则在6000m以下的高度范围内急剧增加。在降水开始后的一个小时,它们都会同时下降,若降水时间持续较长,则会发生多次增减的显著变化,在降水结束后一个小时迅速减小,恢复稳定。这些变化与降水有很好的对应关系,对降水的发生有很好的指示作用。