[发明专利]利用激光雨滴谱仪和激光雨量计判别干雪、湿雪方法

说明书

技术领域

本发明属于大气科学、水文学领域，具体涉及降水性质判断和降水的定量测量。

背景技术

激光雨滴谱仪和激光雨量计可测量下落中的雨、雪、冰雹等降水，可计算各种降雨类型的雨强、雨量等。近年来随着德国、美国等国家激光雨滴谱仪的引进，随着国产激光雨滴谱仪和激光雨量计的出现，各种激光雨滴谱仪和激光雨量计已广泛用于我国交通控制、气象监测与服务、科学研究、机场观测、公路气象监测、水文地理学、气象雷达校正等应用领域。

目前激光雨滴谱仪和激光雨量计基于降水粒子的粒径和速度谱判别液态(如雨)、固态(如雪和冰雹)，在对雪的测量中，并不能进一步区分干雪、湿雪。由于干雪的密度ρ_d小于湿雪的密度ρ_w，同样粒径和速度的降雪粒子，湿雪的降水量往往明显大于干雪的降水量。在对气象雷达校正中，同样降水强度的降雪，对雷达的衰减而言，湿雪就成倍的大于干雪。为提高将降雪转换成降水量的精度，并能较好地校正气象雷达，需要解决激光雨滴谱仪和激光雨量计不能区分干雪、湿雪的问题。

通常，只有空气温度在0℃以下的时，由冰晶构成的雪才不会融化，降落到地面而成为干雪。当高空的温度在0℃以下，接近地面存在一层不很厚的稍高于0℃的气层，雪花落入后还未来得及全部融化，这种半融状态的雪花落到地面就是湿雪。干雪由冰晶组成，其粒径可达10mm以上，而湿雪由冰水混合而成，粒径比干雪小很多。由干雪、湿雪存在的环境温度和粒径特征，可以通过对温度的测量和雪粒径的测量判别干雪与湿雪。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种利用激光雨滴谱仪和激光雨量计判别干雪、湿雪方法，是在激光雨滴谱仪和激光雨量计上增加温度传感器；根据温度传感器探测的气温，结合激光雨滴谱仪和激光雨量计测量的雪花或雪粒的粒径大小，判别干雪、湿雪的方法。这种方法解决了目前激光雨滴谱仪和激光雨量计不能区分干雪、湿雪的问题，克服了仅用一种雪密度ρ计算降水量带来的误差，能明显提高降雪转换为降水量的准确性；并能较好地用于气象雷达校正。

本发明的目的在于提出一种利用激光雨滴谱仪和激光雨量计判别干雪、湿雪方法，用于准确判断降雪过程中干雪、湿雪。其方法主要包括以下步骤：

1.在激光雨滴谱仪或激光雨量计的传感器或支架上增加温度传感器。

2.实时读取激光雨滴谱仪或激光雨量计测量的天气现象W。如果W不是降雪，则判别过程结束。

3.实时获取温度传感器探测的大气温度T。

4.实时读取激光雨滴谱仪或激光雨量计测量的降雪粒径D。

5.当T＞T₀℃，且D＜D₀mm时判别此时测量的降雪为湿雪。温度阈值T₀通常设为0℃，可根据地理位置不同、季节不同进行调整或参数率定。降雪粒径阈值D₀通常设为10mm，可根据地理位置不同、季节不同进行调整或参数率定。

6.否则，判别为干雪。

7.判别过程结束。

本发明的优点：

本发明通过仅在激光雨滴谱仪和激光雨量计上增加成本很低的温度传感器，就能判别干雪、湿雪，解决了激光雨滴谱仪和激光雨量计不能区分干雪、湿雪的问题，将明显提高降雪转换为降水量的精度；将具备取代目前布设在全国的几万个只能测雨的常规雨量计的能力，并为气象雷达定量测量降水提供更好的技术支持。

附图说明

图1为本发明的激光雨滴谱仪和激光雨量计判别干雪、湿雪的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图详细描述本发明的实施方式。

如图1所示，本发明的光雨滴谱仪和激光雨量计判别干雪、湿雪方法包括以下步骤：

1.在激光雨滴谱仪或激光雨量计的传感器或支架上增加温度传感器。

2.实时读取激光雨滴谱仪或激光雨量计测量的天气现象W。判别W是否为降雪，如果不是降雪，判别过程结束。

3.实时获取温度传感器探测的大气温度T。

4.当T≤T₀℃，判别为干雪；其中，温度阈值T₀通常设为0℃，可根据地理位置不同、季节不同进行调整或参数率定。判别过程结束。

5.实时读取激光雨滴谱仪或激光雨量计测量的降雪粒径D。

6.当D≥D₀mm，判别为干雪；其中，降雪粒径阈值D₀通常设为10mm，可根据地理位置不同、季节不同进行调整或参数率定。判别过程结束。

7.判别为湿雪。

8.判别过程结束。

最后需要注意的是，公布实施方式的目的在于帮助进一步理解本发明，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实施例所公开的内容，本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。