拉曼激光雷达水汽反演过程标定常数的讨论

水汽在地球大气系统中发挥着重要的作用，水汽的变化对于天气、气候的变化是重要的参考。拉曼激光雷达性能突出，在水汽的探测方面应用较为广泛。在拉曼激光雷达探测水汽混合比的反演计算过程中，确定标定常数项较为关键。较为常用的是用探空数据对标定常数进行确定。但是同步释放探空气球的成本较高，全球无线电探空网的探空数据具有时空局限性。相比于探空数据，ERA5再分析资料的时空分辨率较高，覆盖范围广。许多研究对ERA5再分析资料的各类数据进行了分析与应用，验证了该数据与探空资料的一致性较好。因此在无探空数据的地点和时间，用ERA5再分析资料对标定常数进行确定。在合肥用ERA5水汽数据对拉曼激光雷达反演水汽的标定常数进行确定，0.5~2 km的高度范围内，标定常数随时间和高度有一定的变化，这被认为是由数据偏差、插值计算和雷达系统误差等引起的。在对水汽混合比进行反演时，代入相邻时间标定常数的平均值廓线，反演得到的水汽混合比与ERA5资料的相对误差大部分在±10%以内。