黎伟标教授团队在降水云生命史研究中取得重要进展
云生命史对于大气水循环具有重要作用,地球上的水资源通过云的形成、移动、降水和消散等过程不断更新并达到动态平衡。云和降水的参数化方案仍是当前降水数值预报中的难题,这就需要我们清楚认识云生命演变中降水的微物理特性。
近年来,随着卫星观测的快速发展,科学家已对降水云生命史的物理认知取得了诸多进展。然而,前人对于降水云生命史方面的研究,主要集中在降水云宏观特性上的演变,而降水云微观特性及三维结构的生命演变特征尚待揭示。其中最重要的一个原因是缺乏能同时提供降水微物理三维结构和对应云生命史特征的数据集。针对这一问题,黎伟标教授课题组开展了相关研究,开发了基于星载双频测雨雷达(GPM DPR)和Himawari-8静止卫星观测的东亚地区弹性雨团生命史数据集。这一数据集充分利用了冗余信息,实现了多源信息的弹性集成,提升了结果的鲁棒性和准确性。

图. 弹性雨团生命史数据集处理流程
数据集的主要处理流程如图所示,我们首先利用连通域识别技术,从GPM 2ADPR轨道降水数据和Himawari-8圆盘数据中分别识别出初始雨团(Initial RC)和中尺度对流云团(MCS)。由于Initial RC和MCS之间存在信息冗余,我们开发了一系列弹性雨团再处理过程,获取了与MCS一对一匹配的最终雨团(Final RC)。利用云团追踪技术,获取对应MCS的云生命史信息。
最终的弹性雨团生命史数据集,提供了东亚地区2016-2020年4-6月期间770805个final RC和对应MCS 的三维降水信息和生命史信息。其中降水参量包含雨团面积、中心位置、平均近地表降水率、雨顶高度、Ku波段回波反射率廓线和平均粒子谱廓线;生命史信息包含了对应MCS的面积、中心位置、最小和平均云顶亮温的时间序列。该数据集在zenodo网站(https://doi.org/10.5281/zenodo.6198716)上免费公开访问。
相关研究文章于2022年4月发表在Earth System Science Data(中科院SCI一区TOP,影响因子11.333)上,论文的第一作者为张奡祺特聘副研究员,通讯作者为陈逸伦副教授。
论文链接:https://doi.org/10.5194/essd-14-1433-2022
