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大气复合污染监测

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RPG-HATPRO微波辐射计

发布时间:2014-12-16 浏览量:

   
 
■ 工作原理

RPG-HATPRO微波辐射计
    RPG-HATPRO微波辐射计(温度和湿度廓线仪)能在高时间和空间分辨率下测定不同的大气参数。两组原有的7通道滤波器组接收系统,保证了14个通道能够快速并行检测。同时,可以对滤波器组的各个接收器(比如温度探测器组的7个接收器/通道)同时和多次变频。如此用户可以选择接收器组的7个原有通道,也可以选择增加变频后7+7n个通道(n=0,1,2……)。与其他利用串行通道扫描比如带有合成器(传统的频谱分析概念)的系统相比,RPG-HATPRO能够在1秒的时间分辨率条件下快速完成液态水路径(LWP)的数据采集, 保证卓越的噪声性能(<2 g/m2 RMS),并同时测量整个对流层的温度和湿度廓线。
    该仪器支持两种不同的扫描模式,以便在整个对流层(10000m以下垂直分辨率为50~250m)和边界层(<1200m,垂直分辨率为30~40m)范围内获取温度廓线时,能实现最高的精度和垂直分辨率。这两种扫描模式分别为天顶模式(仅从天顶方向测量整个对流层的温度和湿度廓线、LWP和IWV)和边界层模式(扫描6个不同高度角获得边界层温度廓线)。对于边界层模式,系统对各个通道和不同方位进行高度角扫描,采集数据(直至5 °仰角),以便获取尽可能多的相关信息。实践证明:边界层扫描模式可以提高大气边界层温度廓线的垂直分辨率和精确性,而天顶模式最适合于在相对较低垂直分辨率情况下获取整个对流层的廓线。为了准确观测主要发生在边界层的逆温效应,大气边界层的高垂直分辨率观测至关重要。


■ 产品特点

    仪器数字产品
边界层温度廓线
对流层温度廓线
对流层湿度廓线
LWP(液态水路径=积分液态水含量)
IWV(综合水蒸汽)
LWP和LWV全天空扫描图(可选)
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和Showalter)
温压湿地面气象参数、降水状况和GPS时钟
注:仪器观测的原始数据和反演结果同时都有保存

    性能特点:
    精确获得大气温度、湿度和液态水廓线(0-10 km);
    先进的直接检测滤波接收器组技术(每个通道都分别拥有自己的带宽、滤波器和接收器系统)保证了快速的数据获取能力,也保证了充分的积分时间;
    14个微波通道并行检测;7个湿度通道和7个温度通道,也可利用变容二极管可调滤波器将7个通道同时变频为另外7个通道,并且可进行多次变频,因此湿度通道和温度通道可以分别达到7+7n个(用户可选)
极高的时间分辨率(1s)和极高的空间分辨率(2 °HPBW)(HPBW:Half Power Beamwidth,半功率波束宽度);
6分钟内完成350点的全天空测绘(选配方位定位仪);
测定云覆盖,且能监测三维湿度场快速变化;
通过卫星跟踪模式,测定沿着所有可见的卫星(如GPS和伽利略等)视线的干/湿延迟和大气衰减(选配方位定位仪),同时还可测量沿视线的湿度廓线;
抗干扰能力强,直接检测滤波接收器组技术可保证仪器完全不受18GHz以下射频干扰(如无线电广播信号,手机信号等);
纯被动接受,无任何内部振荡器和其他RF射频源;
极短的校准周期(绝对定标时间<2 Min);
全自动内部定标系统,含噪声源(噪声开关,增益校标,而手动液氮定标只需每6个月一次);
极高的边界层温度廓线垂直分辨率(30~ 40 m),可充分检测边界层逆温现象;
雨雾防护系统,大功率鼓风机和疏水涂层;
恶略天气时,高效加热系统(1.8 KW)能防止微波接收窗口上露水凝结(水和冰);
各级数据产品均可获得:
Level-0 电压原始数据
Level-1 校正的亮温数据
Level-2 反演数据(LWP, IWV);
数据格式:二进制,netCDF,ASCII,BUFFR;
仪器升级:可与其他微波辐射计进行联机,扩充其性能和准确性(主辅机联机使用),例如,把RPG-HATPRO和RPG-LWP-150-90联机运行;
天空倾斜式(sky-tipping)自动定标 (软件控制);
定标数据的保存和检测数据后续处理能力;
光纤数据线具有闪电防护功能,保证了数据的长距离安全传输;
辐射计的操作软件:
远程操作控制(运用网络服务)
详细的仪器状态和控制
意外断电后能自动回复/重启
用户可自行定义测量和定标计划
内部数据文件备份系统
卫星跟踪(来自接收器和RINEX轨道参数文件的GPS数据)
提供用户界面,可以定义复杂的扫描模式
数据处理和显示,时间序列,分析
内部数据
数据质量检查/质量标示符
射频干扰检测和排除
通过FTP服务器免费升级软件
常用气象数据反演,包括稳定性指数
热力学图表(Skew-T、Stüve、能量图、温熵图)
软件有自动校北(瞄准北方)功能(太阳跟踪和GPS全球定位系统)
GPS时钟和接收器;
降雨传感器;
其它传感器:压力、温度和相对湿度。