微波辐射计是一款被动式地基微波遥感设备,微波遥感起步晚于可见光和红外遥感。但相对于可见光和红外遥感器而言,微波辐射计能全天候、全天时工作。可见光遥感只能在白天工作,红外遥感虽可在夜晚工作,但不能穿透云雾。
微波辐射计主要用于中小尺度天气现象,如暴风雨、闪电、强降雨、雾、冰冻及边界层紊流。对于短时间内生成或消散的中小尺度天气灾害,虽然只是地区性的,但部分事件危害性较大。在目前中尺度天气现象监测过程中,探空气球和天气雷达是常用的手段。探空气球会受到使用时间和空间的限制;天气雷达资料基本局限于降雨过程无降水时的欠缺;在离地面5公里范围内卫星遥感数据存在较大的误差。被动式地基微波辐射计的出现,填补上述研究方法监测方面的空白,是其有效的补充手段。
微波辐射具有独立工作能力,能在几乎各种环境条件工作, 非常适合于自动天气站。用于反演完整的大气廓线,反演数据和原始数据全部保存。提供完备的顾客定制或全球标准算法。主要应用如下:对流层剖面的温度、湿度和液态水,天气和气候模型研究,卫星追踪(GPS,伽利略)湿/干延迟和湿度廓线,临近预报大气稳定性(灾害性天气检测),温度反演检测、雾、空气污染,绝对校准云雷达,湿/干延迟改正VLBI。
![](http://www.yi-win.com/UploadFiles/2010-08/yl.jpg)
反演数据类型:边界层温度廓线,对流层温度廓线对流层湿度廓线,LWP(Liquid Water Path液态水路径 = 积分液态水含量),IWV(Integrated Water Vapor 积分水蒸汽),云底高度和液体水廓线,对流稳定指数反演(包括TTI, KI, CAPE, SI, LI, Showalter),温压湿地面气象参数、降水状况和GPS时钟。
K-Band: 22.24 GHz, 23.04 GHz, 23.84 GHz, 25.44 GHz, 26.24 GHz, 27.84 GHz, 31.4 GHz
V-Band: 51.26 GHz, 52.28 GHz, 53.86 GHz, 54.94 GHz, 56.66 GHz, 57.3 GHz, 58.0 GHz
该仪器有两个型号可选,分别为RPG-HATPRO和RPG-LHATPRO,系统都可以接红外辐射计用于云高度测量,也可接定位器用于全天空扫描研究。两款型号具体区别如下:
| RPG-HATPRO | RPG-LHATPRO |
用途 | 温度湿度廓线,LWP,IWV | 温度湿度廓线(低湿度),LWP,IWV |
测量模式 | 天顶角模式和边界层模式 | 天顶角模式和边界层模式 |
剖面高度 | 0-10km 根据选择层高决定 | 0-10km 根据选择层高决定 |
温度监测频率 | 51-58GHz (7个通道) | 51-58GHz (7个通道) |
湿度监测频率 | 22-31GHz(7个通道) | 183 GHz (6通道±0.6, ±1.5, ±2.5, ±3.5, ±5.0, ±7.5, ±14.0 (全部为双边带,200 MHz波宽)) |
光学分辨率 | 3.5° (2.5°) HPBW at 22 (51) GHz | 2° |
辐射测量分辨率 | 0.3 – 0.4 K RMS (1.0 秒积分时间) | 0.2 K RMS (1.0 秒积分时间) |
滤波器接收机 | 一个大气廓线/1秒 | 一个大气廓线/1秒 |
绝对系统稳定度 | 1.0 K | 1.0 K |
接收机和天线系统稳定度 | < 0.02 K | < 0.02 K |
标定 | 系统自动标定,绝对标定时间为4min | 系统自动标定,绝对标定时间为4min |
三层数据管理 | Level 0 = 检测到的电压 Level 1 = 标定后的亮温 Level 2 = 反演后的大气数据 | Level 0 = 检测到的电压 Level 1 = 标定后的亮温 Level 2 = 反演后的大气数据 |
环境温度 | –40 °C to +50 °C | –40 °C to +50 °C |
鼓风加热除霜雾系统 | 有,系统不收恶劣雨雾天气影响 | 有,系统不收恶劣雨雾天气影响 |
反演算法 | 有,且可用户自定义 | 有,且可用户自定义 |
气象传感器 | 气压,湿度,温度和GPS时钟 | 气压,湿度,温度和GPS时钟 |
红外辐射计附件 | 可选 | 可选 |
方位仪 | 6分钟的全天空扫描能力(350个样本) | 6分钟的全天空扫描能力(350个样本) |
频率扩展 | 可连接第2个辐射计扩展,即插即用 | 可连接第2个辐射计的扩展,即插即用 |
其他 | 独立工作能力 内部数据存储和备份,电源故障安全保护 低维护(6个月绝对校准间隔(使用LN)) 电源:100 - 240伏交流电(47 - 63赫兹) 功率:350 瓦开启电源,150瓦稳定 重量:60 kg 尺寸:63 x 40 x 105 cm (H x W x L) | 独立工作能力 内部数据存储和备份,电源故障安全保护 低维护(6个月绝对校准间隔(使用LN)) 电源:100 - 240伏交流电(47 - 63赫兹) 功率:350 瓦开启电源,150瓦稳定 重量:60 kg 尺寸:63 x 40 x 105 cm (H x W x L) |
系统可选附件:
1. IR Radiometer, 型号:Heitronix KT19,用于云高测量。
2. Azimuth Positioner,方位定位仪,用于全天空扫描和卫星追踪
![](http://www.yi-win.com/UploadFiles/2010-08/hatpro-01.jpg)
边界层反演温度反演剖面图
![](http://www.yi-win.com/UploadFiles/2010-08/hatpro-02.jpg)
天顶角观测模式 温度剖面图
![](http://www.yi-win.com/UploadFiles/2010-08/hatpro-03.jpg)
边界层观测模式 温度剖面图
![](http://www.yi-win.com/UploadFiles/2010-08/hatpro-04.jpg)
200m高空,HATPRO与200m气象塔观测结果吻合的非常好
![](http://www.yi-win.com/UploadFiles/2010-08/hatpro-05.jpg)
全天空IWV and LWP扫描成像图
![](http://www.yi-win.com/UploadFiles/2010-08/hatpro-06.jpg)
RPG仪器扩展非常容易,直接将仪器相连就可以