通过实时分析，优化大气监测

客户: 比利时皇家气象研究所
解决方案: 云高仪CL61、WindCube® Scan扫描激光雷达

挑战: 解决大气边界层廓线测量中的空白
 

近年来，大气边界层（ABL）廓线测量变得越来越重要，特别是在监测和预报大气传输扩散的应用中。
空气质量建模和应急响应尤其依赖于扩散建模、火山喷发和灰烬扩散相关的航空安全方面的数据。传统的观测系统存在不足，通常只能提供接近地面的数据，而缺乏综合分析所需的实际廓线数据。

解决方案: 将去极化数据与风廓线数据结合，增强大气边界层廓线分析能力
 

为了解决这一难题，比利时皇家气象研究所（KMI）将维萨拉云高仪CL61和维萨拉WindCube Scan扫描激光雷达的数据相结合。

CL61具有去极化功能，可精准识别颗粒物和气溶胶，为大气监测提供所需的大气边界层高度及颗粒物信息。WindCube Scan 则通过全方位的三维扫描模式远距离风场感知，直观呈现颗粒物的移动轨迹。

这种集成提升了对空气中物质的理解，包括它们的成分、存在原因、潜在的沙尘来源以及未来可能的扩散动向。综合数据可以优化扩散模型，用于预测颗粒物的移动并提供预警，例如在沙尘暴期间。
 

结果: 对大气边界层有了更深入的理解，为未来的发展奠定基础
 

这一解决方案在5月1日得到检验。当时，比利时皇家气象研究所（KMI）观测到一片停滞的尘云覆盖比利时上空。结合CL61和WindCube的数据，揭示了气溶胶的混合分布。进一步的分析显示，绿色层对应于由北海低空急流输送的海洋气溶胶，而上方的黄色沙尘层则是由来自撒哈拉的大陆气流输送的。
 

 CL61廓线识别出海洋气溶胶（绿色）和撒哈拉沙尘（黄色）
 

 测风激光雷达廓线数据，显示北海低层急流和大陆气流

这两个数据源的结合使人们能够更清楚地了解大气层边界层的结构和组成，从而带来诸多好处。识别气溶胶类型和云相态的能力对空气质量应用具有重要意义，而更高精度的扩散建模对应急响应规划和实时监测至关重要。实时数据可提供对大气状况的即时洞察，能够用于实际操作中。此外，开源算法支持对大气颗粒物的自动识别，使该解决方案能够用于进一步研究和实际应用。识别气溶胶类型和云相态的能力对空气质量应用具有重要意义，而更高精度的扩散建模对应急响应规划和实时监测至关重要。

“结合实时去极化数据与风廓线分析，为大气边界层带来了更深刻的洞察，提升了空气质量评估和扩散建模的能力。” 

Quentin Laffineur
比利时皇家气象研究所科学家

该案例研究展示了将去极化数据与风激光雷达数据相结合，在应对复杂大气监测挑战中的价值，提供了一种具有实际效益的解决方案。这一方法不仅提升了对大气边界层的理解，还为大气科学和应用气象学的未来发展奠定了坚实基础。