中国海洋大学团队利用镭测创芯研制的相干多普勒测风激光雷达开展了海洋大气边界层动力学剖面的高精度测量，通过相关装备及反演技术，实现了海气边界层的连续剖面观测，揭示了其时空演变特征。相关装备及技术具备广阔的应用前景，是海气动力学研究、海上能见度分析、海雾监测预警、海气预报模式参数化、海洋大气相互作用耦合分析等领域的一种有力科学分析工具。
目前，该研究成果已发表在美国地球物理学会顶尖期刊Journal of Geophysical Research: Atmospheres，第一作者为王筱晔博士，通讯作者为戴光耀副教授。
研究背景及意义
海上大气边界层内的湍流混合过程通过改变动量、热量以及众多大气组分的垂直分布来影响大气环流，进而通过驱动作用影响上层海水的运动以及温盐分布，是海气相互作用研究的前沿和热点问题。
由于湍流混合具有复杂性和时空可变性等不确定性特征，同时受限于海上严苛的观测环境和较高的观测成本，开展海上大气边界层的三维风场及湍流特征垂直剖面连续探测，进而深入理解其间的湍流混合驱动过程具有较高的技术难度。
观测区域
图1 （a）两次实验观测区域 （b）2022年4月黄渤海走航观测实验航迹（c）2021年5月南海走航观测实验航迹
亮点成果
一
典型天气条件下的湍流混合驱动时空演变
图2 典型天气条件下湍流混合驱动时空演变，其中（a）（b）（c）分别为晴天、多云以及海雾天气下的分类结果。
二
不同湍流驱动源主导时的湍涡尺度贡献
图3 （a）（b）黄渤海航次和（c）南海航次湍流协谱示例（平均时间为 30 min），其中灰色圆点代表云中湍流，黄色方形代表无湍流，绿色菱形代表云顶冷却驱动的湍流，蓝色三角形代表对流混合驱动的湍流，粉色叉形代表间歇性湍流，紫色五角星代表风切变驱动的湍流。
论文信息：
Wang, X., Dai, G., Wu, S., Zhu, P., Li, Z., Song, X., et al. (2023). Classification of turbulent mixing driven sources in marine atmospheric boundary layer with use of shipborne coherent Doppler lidar observations. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 128, e2023JD038918. https://doi.org/10.1029/2023JD038918
