8、微波雷达差分吸收技术用于海面气压遥感

微波雷达差分吸收技术用于海面气压遥感

1. 引言

随着全球沿海地区的持续发展，热带气旋对这些地区的威胁日益增加。未来几十年海平面上升的预测无疑会加剧这种风险，这使得低洼沿海地区的应急管理成为重要关注点。尽管目前有飓风预报，但为了给大城市留出足够的准备和疏散时间，仍需要更精确地预测风暴强度和路径。而区域数值天气预报模型若能获取大范围、高频次的海面气压数据，将显著提升对热带风暴强度和路径的预测能力。

目前，海面气压的测量主要依赖于有限数量的原位观测，如浮标站和石油平台，但这些观测的空间覆盖范围较差。在热带气旋等恶劣天气条件下，现有的观测系统往往无法提供理想的原位测量数据。现有的载人飞机投落探空仪技术虽然能测量风暴中心气压，但每次投落探空仪只能提供一个空间点的瞬时测量数据，且难以精确定位和重复使用。因此，利用遥感技术，如搭载在载人飞机、无人机和卫星平台上的设备，有望实现大范围、长时间尺度的海面气压测量。

2. 海面气压测量对飓风预报的作用

差分吸收气压雷达（DiBAR）的一个重要应用是改进天气预报，特别是对热带风暴的预报。通过将海面气压数据纳入天气预测模型，并与未纳入气压测量的预测结果进行对比，可以评估气压数据对预报的潜在改进效果。

2.1 天气预报模型介绍

本研究使用的数值天气预报模型是先进区域预测系统（ARPS），它由俄克拉荷马大学风暴分析与预测中心（CAPS）开发，并被美国国家航空航天局兰利研究中心采用。ARPS是一个三维、非静力可压缩模型，采用地形跟随坐标系。该模型包含动量、连续性、位温、水汽和湍流动能（TKE）等方程，以及云微物理过程的五个守恒方程。它具有多层嵌套能力，能够同时覆盖云尺度和中尺度区域，并采用了