如何使用地基遥感仪器观测云

云是我们日常生活中最常见到的天气现象之一。当空气中的水汽抬升达到饱和，就会在大气凝结核上形成云滴或冰晶。千姿百态、高高低低的云不仅可以点缀天空、更在气候系统的能量平衡和地球水文中发挥了关键作用。云和各波段的电磁辐射相互作用。一方面，它们能将太阳短波辐射反射会太空，有效得增加了地球的反照率；另一方面，它们吸收长波辐射，并将这些能量发射向地面或太空。云带来的降雨是自然界中所有淡水的来源。云对人类生存繁衍的重要性不言而喻。

云的这些作用主要取决于云的宏观性质（云的类别、云底的高度、云的厚度和云层遮盖太空的比例等）、微观物理性质（如云滴和冰晶含量、粒径分布、冰晶形态等）、以及云所处的大气环境。这些因素的相互作用非常复杂。例如，云水路径等都发生了变化，这改变了云散射太阳辐射的能力。与此同时，暖云形成降水的难易程度也发生变化。影响到云的寿命。又如，极地层云中既含有水滴，又含有冰晶，却能稳定存在数天甚至数周而不因降水而消散，也与云顶辐射冷却，卷夹等诸多过程有关。事实上，地球各种辐射强迫汇总，与云相关的因素不确定性最大。

     因此，研究云及云所引起的效应，我们就需要掌握云的各项性质。目前，对云的观测主要可以在三种平台上进行，包括飞机采样，卫星遥感，以及地基遥感。飞机采样可以有效地观测云内部的变化，但是它同时又存在着一些明显的缺点，如飞机观测只能获得其航线上少量的样本数值。这对于分析整个云层中的各项性质引入了很大的不确定性，另外飞机观测通常需要较长的采样时间，然而云的变化是非常快的，所以飞机观测的过程中云的本身可能已经发生了较大的变化，造成数据代表性存疑，而卫星观测除了极其高的技术门槛之外，也存在着分辨率的问题；即便是卫星上搭载的仪器观测的一像素覆盖范围内的云，其性质也往往不能认为是均一的。地基遥感观测的时空分辨率较高，能够协同使用多种仪器，对固定地点上空的云进行长期连续观测。因此成本相对较低，分辨率相对适中的地基遥感观测越来越得到广泛的使用。在本文以下部分，我们将重点介绍几款云观测中常用到的主动式和被动式的地基遥感仪器，并介绍多种仪器协同作业，配合观测云的各种性质的云的观测站的仪器组成。

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